[发明专利]一种鳍式场效应晶体管及其制备方法

权利要求书

1.一种鳍式场效应晶体管的制备方法，其特征在于，所述制备方法至少包括以下步骤：

1）提供依次形成有第一栅介质层、多晶硅栅层及阻挡层的Si衬底，其中，所述第一栅介质层覆盖所述Si衬底表面，所述多晶硅栅层为沿第一方向延伸的条状结构且覆盖部分第一栅介质层，其余的被暴露的第一栅介质层形成于所述多晶硅栅层沿第二方向的两侧，所述阻挡层覆盖于所述多晶硅栅层表面，而后，沿第一方向、且在多晶硅栅层和阻挡层的沿第二方向的两侧及部分被暴露的第一栅介质层上形成侧墙结构，其中，第一方向与第二方向相互垂直；

2）沿第二方向刻蚀多晶硅栅层直至暴露第一栅介质层，以在多晶硅栅层上形成沿第二方向延伸的沟槽，以将所述多晶硅栅层分割为相互隔离的多晶硅栅；

3）在所述多晶硅栅沿第一方向的两侧形成沿第二方向延伸的第二栅介质层，其中，所述多晶硅栅、第二栅介质层、侧墙结构及形成于前述三者之下的第一栅介质层构成栅区域；

4）刻蚀去除被暴露的第一栅介质层直至露出所述Si衬底，以形成相互隔离的栅区域；

5）在步骤4）获得的结构表面进行Si外延生长，以形成Si外延填充层，所述Si外延填充层包括沟道区、源区和漏区，其中，所述沟道区为填充于所述沟槽的Si外延填充层，所述源区和漏区分别为沿第一方向延伸、且位于栅区域和阻挡层沿第二方向两侧的Si外延填充层。

2.根据权利要求1所述的鳍式场效应晶体管的制备方法，其特征在于：所述侧墙结构的材料至少包括氧化硅、氮化硅及氮氧化硅中的一种；所述阻挡层包括硬掩膜或光刻胶，其中硬掩膜包括氮化硅、氮氧化硅及氧化硅中的一种；所述第一栅介质层的材料为至少包括氧化硅的低介电常数材料或为至少包括HfO₂、HfAlO或HfZrO中的一种的高介电常数材料；所述第二栅介质层的材料为至少包括氧化硅的低介电常数材料或为至少包括HfO₂、HfAlO或HfZrO中的一种的高介电常数材料。

3.根据权利要求2所述的鳍式场效应晶体管的制备方法，其特征在于：步骤3）中通过热氧化生长或沉积形成氧化硅材料的第二栅介质层，或者步骤3）中通过沉积形成高介电常数材料的第二栅介质层，其中，所述高介电常数材料至少包括HfO₂、HfAlO或HfZrO。

4.根据权利要求1所述的鳍式场效应晶体管的制备方法，其特征在于：在步骤3）形成第二栅介质层之前，还包括在H₂或D₂气氛下进行沟槽侧壁的表面处理步骤，以修复沟槽侧壁多晶硅栅表面的缺陷，提高预制备的鳍式场效应晶体管的平整度。

5.根据权利要求1所述的鳍式场效应晶体管的制备方法，其特征在于：所述步骤5）中，进行Si外延生长的同时进行沟道掺杂，而后分别对预制备源区和漏区的区域进行离子注入以形成源区和漏区。

6.根据权利要求1所述的鳍式场效应晶体管的制备方法，其特征在于：所述步骤5）中，进行Si外延生长的同时进行沟道掺杂；之后干法刻蚀去除预制备源区和漏区的区域直至暴露Si衬底；而后在预制备源区和漏区的区域进行Si外延填充层的生长以形成源区和漏区，其中，外延生长过程中进行源漏掺杂。

7.根据权利要求5或6所述的鳍式场效应晶体管的制备方法，其特征在于：所述步骤5）中形成的源区和漏区还形成有Ge或C掺杂。

8.根据权利要求1所述的鳍式场效应晶体管的制备方法，其特征在于：所述Si外延填充层和Si衬底均为单晶硅；所述Si衬底为体硅衬底或为绝缘层上硅的顶层硅层。

9.一种鳍式场效应晶体管，其特征在于，所述鳍式场效应晶体管至少包括：

Si衬底；

形成于Si衬底上表面、沿第二方向延伸、且沿第一方向交替间隔的栅区域和沟道区，其中，第一方向与第二方向相互垂直；

形成于Si衬底上表面、沿第一方向延伸、且位于栅区域和沟道区沿第二方向两侧的源区和漏区；

其中，沟道形成于沟道区与栅区域接触的侧面、以及Si衬底与栅区域接触的上表面。