[发明专利]鳍式场效晶体管及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体技术，且特别涉及一种鳍式场效晶体管(fin field effect transistor；FinFET)及其制造方法。

背景技术

随着集成电路的尺寸愈来愈小，以及对于驱动能力愈来愈高的需求，晶体管需要在尺寸愈来愈小的状况下，产生高驱动电流的能力。传统的晶体管在栅极长度缩小到20纳米以下的时候，容易产生漏电流。并且，栅极长度的缩减，使得栅极对于通道的影响力愈小。在此情形下，具有三维的源极和漏极结构的鳍式场效晶体管成功克服上述的问题，成为近年半导体技术的主流。

然而，由于尺寸小，鳍式场效晶体管在半导体通道处无法承受过高的电压，使得鳍式场效晶体管难以应用于高电压的环境中。因此，如何设计一个新的鳍式场效晶体管及其制造方法，以解决上述的问题，乃为此一业界亟待解决的问题。

发明内容

因此，本发明的一方面是提供一种鳍式场效晶体管，包含：半导体基板、鳍式结构、栅极介电层、栅极电极结构、漏极结构以及源极结构。半导体基板包含多个绝缘区。鳍式结构延伸设置于半导体基板上，并位于二绝缘区间。栅极介电层沿第二方向延伸设置以横跨鳍式结构的两侧。栅极电极结构设置于栅极介电层上。漏极结构设置于鳍式结构对应于栅极电极结构的第一侧，并与栅极电极结构间具有第一电阻值。源极结构设置于鳍式结构对应于栅极电极结构的第二侧，并与栅极电极结构间具有第二电阻值，其中第一电阻值大于第二电阻值。

本发明的另一方面是提供一种鳍式场效晶体管制造方法，包含：提供晶体管前驱物(precursor)，晶体管前驱物包含：半导体基板、鳍式结构、栅极介电层以及栅极电极结构。半导体基板包含多个绝缘区。鳍式结构延伸设置于半导体基板上，并位于二绝缘区间。栅极介电层设置以横跨鳍式结构的两侧。栅极电极结构设置于栅极介电层上。对鳍式结构的第一位置以及第二位置进行蚀刻，其中第一位置为鳍式结构对应于栅极电极结构的第一侧，第二位置为鳍式结构对应于栅极电极结构的第二侧。于第一位置形成漏极结构，以及于第二位置形成源极结构，其中该漏极结构与栅极电极结构间具有一第一电阻值，该源极结构与栅极电极结构间具有一第二电阻值，该第一电阻值大于该第二电阻值。

应用本发明的优点在于通过使鳍式场效晶体管在漏极结构与栅极电极结构间，具有较源极结构与栅极电极结构间为大的电阻值。在鳍式场效晶体管操作于高电压的状况时，漏极结构与栅极电极结构间可承受较大的跨压，进而避免使对应于栅极电极结构和栅极介电层的半导体通道承受过大的跨压。

附图说明

图1A为本发明一实施例中，一种鳍式场效晶体管的立体图；

图1B为本发明一实施例中，图1A的鳍式场效晶体管沿A方向的俯视图；

图2A为本发明一实施例中，一种鳍式场效晶体管的立体图；

图2B为本发明一实施例中，图2A的鳍式场效晶体管沿A方向的俯视图；

图2C为本发明一实施例中，一种鳍式场效晶体管2’的立体图；

图2D为本发明一实施例中，图2C的鳍式场效晶体管2’沿A方向的俯视图；

图3为本发明一实施例中，一种鳍式场效晶体管制造方法的流程图；

图4A-4C为本发明一实施例中，鳍式场效晶体管制造方法中，各个步骤的元件俯视图；

图5为本发明一实施例中，图4C的鳍式场效晶体管以及鳍式场效晶体管的立体图；

图6为本发明一实施例中，一种鳍式场效晶体管制造方法的流程图；以及

图7A-7C为本发明一实施例中，鳍式场效晶体管制造方法中，各个步骤的元件俯视图。

附图标记说明：

1：鳍式场效晶体管 100：半导体基板

101：绝缘区 102A、102B：鳍式结构

102A’、102B’：鳍式结构 104：栅极介电层

106：栅极电极结构 108A、108B：漏极结构

110A、110B：源极结构 2、2’：鳍式场效晶体管

200A、200B：凹槽 300：鳍式场效晶体管制造方法

301-303：步骤 4：晶体管前驱物

400A、400B：第一位置 400C、400D：第二位置

402A、402B：鳍式结构 402A’、402B’：鳍式结构

404：栅极介电层 406：栅极电极结构

408A、408B：漏极结构 410A、410B：源极结构

420A-420D：位置 430：鳍式场效晶体管