[发明专利]鳍式场效应晶体管及其形成方法有效

专利信息
申请号: 201410505454.4 申请日: 2014-09-26
公开(公告)号: CN105514163B 公开(公告)日: 2018-09-07
发明(设计)人: 张海洋;洪中山 申请(专利权)人: 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司
主分类号: H01L29/78 分类号: H01L29/78;H01L29/41;H01L21/336
代理公司: 北京集佳知识产权代理有限公司 11227 代理人: 应战;骆苏华
地址: 201203 *** 国省代码: 上海;31
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摘要:
搜索关键词: 场效应 晶体管 及其 形成 方法
【权利要求书】:

1.一种鳍式场效应晶体管的形成方法,其特征在于,包括:

提供衬底,所述衬底表面具有鳍部;

在所述衬底表面和鳍部的侧壁和顶部表面形成沟道层,所述沟道层的材料为拓扑绝缘材料;

在所述沟道层表面形成栅介质层;

在所述衬底上的栅介质层表面形成隔离层,所述隔离层覆盖部分位于鳍部侧壁表面的栅介质层,且所述隔离层的表面低于所述鳍部的顶部表面;

在部分所述隔离层和栅介质层表面形成横跨所述鳍部的栅极层。

2.如权利要求1所述的鳍式场效应晶体管的形成方法,其特征在于,所述拓扑绝缘材料为Bi2Te3、Bi2Se3或Sb2Te3

3.如权利要求1所述的鳍式场效应晶体管的形成方法,其特征在于,所述沟道层的形成工艺包括两次外延工艺。

4.如权利要求3所述的鳍式场效应晶体管的形成方法,其特征在于,所述两次外延工艺均为分子束外延工艺。

5.如权利要求3所述的鳍式场效应晶体管的形成方法,其特征在于,所述两次外延工艺包括:第一次外延工艺,所述第一次外延工艺具有第一工艺温度;在所述第一次外延工艺之后,进行第二次外延工艺,所述第二次外延工艺具有第二工艺温度,且所述第二工艺温度高于所述第一工艺温度。

6.如权利要求1所述的鳍式场效应晶体管的形成方法,其特征在于,所述衬底和鳍部表面的材料为氧化铝、硅或氧化硅。

7.如权利要求6所述的鳍式场效应晶体管的形成方法,其特征在于,所述衬底和鳍部表面的材料为氧化铝,所述衬底表面和鳍部顶部表面的氧化铝具有(0001)晶面。

8.如权利要求1所述的鳍式场效应晶体管的形成方法,其特征在于,所述栅介质层的材料包括高K介质材料。

9.如权利要求8所述的鳍式场效应晶体管的形成方法,其特征在于,所述高K介质材料包括:氧化铝、氧化铪、氧化铪硅、氮氧化铪硅、氧化镧、氧化镧铝、氧化锆、氧化锆硅、氮氧化锆硅、氧化钽、氧化钛、氧化钡锶钛、氧化钡钛、氧化锶钛、氧化钇、氧化铅钪钽、铌酸铅锌中的一种或多种组合。

10.如权利要求8所述的鳍式场效应晶体管的形成方法,其特征在于,所述栅介质层的材料还包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅中的一种或多种。

11.如权利要求1所述的鳍式场效应晶体管的形成方法,其特征在于,所述栅极层的材料为多晶硅。

12.如权利要求11所述的鳍式场效应晶体管的形成方法,其特征在于,还包括:在所述隔离层和栅介质层表面形成介质层,所述介质层的表面与所述栅极层的表面齐平;去除所述栅极层,在所述介质层内形成开口;在所述开口内形成栅极。

13.如权利要求12所述的鳍式场效应晶体管的形成方法,其特征在于,所述栅极的材料包括金属,所述金属为钨、钛、钽、钌、锆、钴、铜、铝、铅、铂、锡、银、金中的一种或多种。

14.如权利要求13所述的鳍式场效应晶体管的形成方法,其特征在于,所述栅极的材料还包括金属化合物,所述金属化合物为氮化钛、氮化钽、硅化钨、氮化钨、氧化钌、硅化钴、硅化镍中的一种或多种。

15.如权利要求12所述的鳍式场效应晶体管的形成方法,其特征在于,所述栅极的材料为导电碳材料,所述导电碳材料包括碳纳米管材料。

16.如权利要求12所述的鳍式场效应晶体管的形成方法,其特征在于,所述栅极内具有掺杂离子。

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