[发明专利]通过执行替代生长制程形成FINFET半导体装置的替代鳍片的方法

权利要求书

1.一种制造FinFET装置的方法，包括：

在位于由第一半导体材料组成的衬底上方的绝缘材料层中形成沟槽，该沟槽暴露该衬底的表面，该沟槽在该沟槽的底部具有小于或等于20纳米的宽度以及60纳米或更小的深度；以及

执行外延沉积制程，以在该衬底暴露的该表面上方形成稳定的替代鳍片材料，其中，该替代鳍片具有60纳米或更小的高度且其沿与该替代鳍片的轴向长度方向对应的结晶平面完全应变，其中，该替代鳍片由与该第一半导体材料不同的第二半导体材料组成，以及其中，该替代鳍片材料遍及该替代鳍片材料的整个高度具有10⁴缺陷/厘米²或更低的缺陷密度。

2.如权利要求1所述的方法，其中，该替代鳍片的该高度大于该第二半导体材料的无约束稳定临界厚度。

3.如权利要求1所述的方法，其中，该替代鳍片具有锥形侧壁。

4.如权利要求1所述的方法，其中，该替代鳍片在与该替代鳍片的高度方向及横向宽度方向对应的方向无应变。

5.如权利要求1所述的方法，其中，该第一半导体材料由硅组成，该第二半导体材料由硅锗、锗、III-V材料、II-VI材料的其中一种或其组合组成。

6.如权利要求1所述的方法，其中，在该替代鳍片材料与该衬底之间的界面，该替代鳍片材料在该替代鳍片材料的结晶结构中无失配位错。

7.一种形成FinFET装置的方法，包括：

在由第一半导体材料组成的衬底上方形成图案化蚀刻掩膜；

通过该图案化蚀刻掩膜执行第一蚀刻制程，以定义多个相互隔开的沟槽，该些沟槽定义衬底鳍片；

在该些沟槽中形成绝缘材料层，该绝缘材料层过填充该些沟槽以及该图案化蚀刻掩膜；

在该绝缘材料层上执行平坦化制程，以暴露位于该衬底鳍片上方的该图案化蚀刻掩膜；

执行至少一第二蚀刻制程，以移除位于该衬底鳍片上方的该图案化蚀刻掩膜，从而定义暴露该衬底鳍片的上表面的衬底鳍片开口，该衬底鳍片开口在该沟槽的底部具有小于或等于20纳米的宽度以及小于或等于60纳米的深度；以及

执行外延沉积制程，以在该衬底鳍片开口内的该衬底鳍片上形成稳定的替代鳍片，其中，该替代鳍片具有60纳米或更小的高度且其沿与该替代鳍片的轴向长度方向对应的结晶平面完全应变，其中，该替代鳍片由与该第一半导体材料不同的第二半导体材料组成，以及其中，该替代鳍片遍及该替代鳍片的整个高度具有10⁴缺陷/厘米²或更低的缺陷密度。

8.如权利要求7所述的方法，其中，该替代鳍片的该高度大于该第二半导体材料的无约束稳定临界厚度。

9.如权利要求7所述的方法，其中，该替代鳍片与该衬底鳍片之间的界面无缺陷。

10.如权利要求7所述的方法，其中，在该替代鳍片与该衬底鳍片之间的界面，该替代鳍片在该替代鳍片的结晶结构中无失配位错。

11.一种制造FinFET装置的方法，包括：

在位于由第一半导体材料组成的衬底上方的绝缘材料层中形成沟槽，该沟槽暴露该衬底的表面，该沟槽在该沟槽的底部具有小于或等于20纳米的宽度；以及

执行外延沉积制程，以在该衬底暴露的该表面上形成稳定的替代鳍片材料，其中，该替代鳍片由与该第一半导体材料不同的第二半导体材料组成，以及其中，该替代鳍片所具有的高度大于该第二半导体材料的无约束稳定临界厚度，以及其中，该替代鳍片遍及其整个高度具有10⁴缺陷/厘米²或更低的缺陷密度。

12.如权利要求11所述的方法，其中，该替代鳍片材料与该衬底之间的界面无缺陷。

13.如权利要求11所述的方法，其中，该替代鳍片沿与该替代鳍片的轴向长度方向对应的结晶平面完全应变。

14.如权利要求13所述的方法，其中，该替代鳍片在与该替代鳍片的高度方向及横向宽度方向对应的方向无应变。