[发明专利]垂直场效应晶体管及其制造方法

说明书

本发明构思涉及垂直场效应晶体管及其制造方法。一种制造垂直场效应晶体管的方法提供如下。具有侧壁的鳍结构形成在衬底上。下间隔物、栅极图案和上间隔物分别围绕下侧壁区域、中间侧壁区域和上侧壁区域。下间隔物、栅极图案和上间隔物沿鳍结构的侧壁彼此垂直堆叠。为形成下间隔物，初始间隔物层形成为围绕鳍结构的下侧壁区域；通过使用定向掺杂工艺在初始间隔物中部分地掺杂杂质而在初始间隔物层中形成掺杂区域和未掺杂区域；以及去除初始间隔物层的未掺杂区域使得初始间隔物层的掺杂区域保留以形成下间隔物。

技术领域

本发明构思涉及垂直场效应晶体管及其制造方法。

背景技术

对于集成电路应用中的更高密度，已经提出了各种晶体管结构，并且已经发展了其制造工艺以减小诸如晶体管的栅电极和源/漏电极的电路元件的最小特征尺寸。

发明内容

根据本发明构思的一示范性实施方式，一种制造垂直场效应晶体管的方法提供如下。具有侧壁的鳍结构形成在衬底上。侧壁包括下侧壁区域、中间侧壁区域和上侧壁区域。下间隔物、栅极图案和上间隔物分别围绕下侧壁区域、中间侧壁区域和上侧壁区域。下间隔物、栅极图案和上间隔物沿鳍结构的侧壁被垂直堆叠在彼此上。为形成下间隔物，初始间隔物层形成为围绕鳍结构的下侧壁区域；通过使用定向掺杂工艺在初始间隔物层中部分地掺杂杂质而在初始间隔物层中形成掺杂区域和未掺杂区域；并且初始间隔物层的未掺杂区域被去除使得初始间隔物层的掺杂区域保留以形成下间隔物。

根据本发明构思的一示范性实施方式，一种制造垂直场效应晶体管的方法提供如下。具有侧壁的鳍结构形成在衬底上。初始间隔物层形成在鳍结构的侧壁上。下掺杂区域、上掺杂区域和未掺杂区域通过使用定向掺杂工艺形成在初始间隔物层中。初始间隔物层的未掺杂区域覆盖鳍结构的侧壁。下掺杂区域和上掺杂区域分别覆盖衬底与鳍结构的上表面。上掺杂区域使用平坦化工艺去除。未掺杂区域使用各向同性蚀刻工艺去除。在未掺杂区域的去除之后，沟槽形成在下侧壁区域和下掺杂区域之间。填充物图案形成在沟槽中使得填充物图案围绕下侧壁区域。栅极层形成在填充物图案和下掺杂区域上使得栅极层围绕鳍结构的中间侧壁区域。初始上间隔物层形成在栅极层上使得初始上间隔物层围绕鳍结构的上侧壁区域。填充物图案、栅极层和初始上间隔物层沿鳍结构的侧壁垂直堆叠在彼此上。

附图说明

本发明构思的这些和其它特征通过参考附图详细描述其示范性实施方式将变得更加明显，附图中：

图1示出根据本发明构思的一示范性实施方式的垂直鳍场效应晶体管(V-FinFET)的布局；

图2示出沿图1的线A-A'截取的剖面图；

图3是根据本发明构思的一示范性实施方式的制造图2的V-FinFET的流程图；

图4至17示出根据图3的流程图形成的图1的V-FinFET的剖面图；

图18示出沿图1的线A-A'截取的V-FinFET的剖面图；

图19是根据本发明构思的一示范性实施方式的制造图18的V-FinFET的流程图；

图20至23示出根据图19的流程图形成的图1的V-FinFET的剖面图；

图24是具有根据本发明构思的一示范性实施方式制造的V-FinFET的半导体模块；

图25是具有根据本发明构思的一示范性实施方式的V-FinFET的电子系统的框图；以及

图26是具有根据本发明构思的一示范性实施方式制造的V-FinFET的电子系统的框图。

将理解，为了说明的简单和清晰，图中示出的元件不必须按比例绘制。例如，为了清晰，元件中的一些的尺寸相对于其它元件被夸大。此外，在认为适当的情况下，图中附图标记被重复以表示相应的或相似的元件。