[发明专利]用于具有掩埋SiGe氧化物的FinFET器件的结构和方法

权利要求书

1.一种半导体结构，包括：

第一半导体材料的衬底，具有第一晶格常数；

鳍部件，形成在所述衬底上，其中，所述鳍部件包括：

所述第一半导体材料的第一部分，设置在所述衬底上方；

第二半导体材料层的第二部分，设置在所述第一部分上方，其中，所述第二半导体材料具有与所述第一晶格常数不同的第二晶格常数；和

所述第一半导体材料的第三部分，设置在所述第二部分上方；

隔离部件，形成在所述衬底上并且设置在所述鳍部件的两侧上，其中，所述第二部分的顶面位于所述隔离部件的顶面之上并且所述第二部分包括凹进的侧壁；

半导体氧化物部件，包括所述第二半导体材料，设置在所述第二部分的凹进的侧壁上，限定位于半导体氧化物部件上面并且位于所述鳍部件的第三部分下面的凹陷的空隙；以及

栅极堆叠件，设置在所述鳍部件和所述隔离部件上，其中，所述栅极堆叠件包括延伸进入所述凹陷的空隙并且填充在所述凹陷的空隙中的栅极介电层，从而在所述凹陷的空隙中形成侧面电介质顶端。

2.根据权利要求1所述的半导体结构，其中，

所述半导体氧化物部件包括第一介电材料；以及

所述侧面电介质顶端包括与所述第一介电材料不同的第二介电材料。

3.根据权利要求2所述的半导体结构，其中，

所述半导体氧化物部件包括氧化硅锗和氧化锗中的至少一种；以及

所述侧面电介质顶端包括高k介电材料。

4.根据权利要求3所述的半导体结构，其中，所述高k介电材料选自由HfSiO、LaO、AlO、ZrO、TiO、Ta₂O₅、Y₂O₃、SrTiO₃(STO)、BaTiO₃(BTO)、BaZrO、HfZrO、HfLaO、HfSiO、LaSiO、AlSiO、HfTaO、HfTiO、(Ba,Sr)TiO₃(BST)、Al₂O₃、Si₃N₄和氮氧化物(SiON)组成的组。

5.根据权利要求1所述的半导体结构，其中，

所述鳍部件的第三部分位于所述隔离部件的顶面之上；以及

所述侧面电介质顶端从所述隔离部件的顶面至所述第三部分的底面跨越垂直尺寸H。

6.根据权利要求5所述的半导体结构，其中，

所述侧面电介质顶端跨越水平尺寸W；

所述水平尺寸W介于从约1nm至约4nm之间；以及

所述垂直尺寸H介于从约3nm至约6nm之间。

7.根据权利要求1所述的半导体结构，还包括：形成在所述鳍部件上的源极和漏极，其中，所述源极和漏极彼此跨越在第一方向上并且直接位于所述栅极堆叠件下方的沟道区插入在所述源极和漏极之间。

8.根据权利要求7所述的半导体结构，其中，所述源极、所述漏极和所述栅极堆叠件配置为n型场效应晶体管。

9.一种半导体结构，包括：

隔离部件，形成在半导体衬底中；

鳍部件，在第一方向上延伸和形成在所述半导体衬底上，并且由所述隔离部件环绕，其中，所述鳍部件包括从所述半导体衬底延伸的第一部分；设置在所述第一部分上的第一半导体材料的第二部分；和设置在所述第二部分上的第二半导体材料的第三部分，其中，所述第一半导体材料具有第一晶格常数并且所述第二半导体材料具有与所述第一晶格常数不同的第二晶格常数；

半导体氧化物部件，形成所述鳍部件的第二部分的侧壁；以及

栅极堆叠件，在从所述鳍部件上方至所述隔离部件上方的第二方向上延伸，其中，所述栅极堆叠件包括延伸以填充凹陷的空隙的栅极介电层，所述凹陷的空隙垂直地限定在所述半导体氧化物部件和所述鳍部件的第三部分之间。

10.一种方法，包括：

在半导体衬底上形成隔离部件，从而限定位于所述半导体衬底上的有源区；

凹进所述有源区以形成鳍沟槽；

通过在所述有源区内的半导体衬底上第一外延生长第一半导体层和在所述第一半导体层上第二外延生长第二半导体层而在所述鳍沟槽上形成鳍部件；

对所述隔离部件实施第一凹进工艺，从而使得所述第一半导体层位于所述隔离部件下方并且嵌入在所述隔离部件中；

在所述鳍部件上方和所述隔离部件上方形成伪栅极堆叠件；

在所述鳍部件上形成源极和漏极；

实施热氧化工艺以选择性地氧化所述第一半导体层以在所述第一半导体层的侧壁上形成半导体氧化物部件；

实施第二凹进工艺，从而将所述隔离部件凹进至位于所述第二半导体层下方，从而产生垂直地限定在所述第二半导体层和所述半导体氧化物部件之间的凹陷的空隙；以及

形成包括栅极介电层和栅电极的栅极堆叠件，其中，所述栅极介电层延伸至所述凹陷的空隙并且填充在所述凹陷的空隙中。