[发明专利]一种插入倒T形介质层的鳍式场效应晶体管及其制备方法

权利要求书

1.一种鳍式场效应晶体管，包括半导体衬底，在半导体衬底上具有与衬底相连的Fin条结构，Fin条顶部至侧壁表面具有横跨Fin条的栅极结构，与栅极结构接触的Fin条部分构成沟道区；源、漏位于沟道区两端，其特征在于，在Fin条中插入一介质层，该介质层由水平和垂直部分组成，垂直部分是垂直于衬底位于器件沟道区下方，顶部位于Fin底部，两侧连接Fin条两边的STI区；水平部分是平行于衬底，连接器件四周STI区底部，介质层的水平和垂直部分的厚度分别小于30nm，该介质层剖面在垂直于Fin条方向和平行于Fin条方向的形貌均为倒T形。

2.如权利要求1所述的鳍式场效应晶体管，其特征在于，所述Fin条的材料是Si、Ge、SiGe、III-V族半导体材料或其异质结构。

3.如权利要求1所述的鳍式场效应晶体管，其特征在于，所述介质层的材料为SiO₂。

4.如权利要求1所述的鳍式场效应晶体管，其特征在于，所述Fin条的宽度小于100nm。

5.如权利要求1所述鳍式场效应晶体管的制备方法，包括以下步骤：

1)在半导体衬底上形成倒T形介质层，在介质层上方保留籽晶；

2)在倒T形介质层上方形成Fin条；

3)在Fin条下部形成浅槽隔离区；

4)在Fin条侧壁和顶部表面形成栅极结构，并在栅极结构的侧面形成侧墙；

5)光刻定义源漏区图形，掺杂并退火形成源漏；

步骤1)中所述半导体衬底为体硅衬底，形成倒T形介质层的方法具体包括：

1-1)在半导体衬底上淀积硬掩膜，光刻定义倒T形介质层图形；

1-2)干法刻蚀硬掩膜和一定深度的体硅衬底，形成籽晶；

1-3)淀积一层氮化硅，并进行干法刻蚀，形成包裹籽晶的氮化硅侧墙；

1-4)各向同性刻蚀体硅衬底至一定深度，氧化籽晶下方的硅材料，形成倒T形介质层；

1-5)去除硬掩膜和氮化硅侧墙，外延硅材料，并进行平坦化；

步骤2)中形成Fin条的方法具体包括：

2-1)定义器件有源区，并形成器件之间的隔离；

2-2)在步骤1-5)形成的半导体外延层上淀积硬掩膜，光刻定义Fin条图形，干法刻蚀硬掩膜和半导体外延层，停止在外延层内一定深度或衬底表面，去掉光刻胶，形成Fin条。

6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，上述制备方法中，步骤3)具体包括：

3-1)淀积浅槽隔离氧化物，并进行平坦化；

3-2)各向同性刻蚀浅槽隔离氧化物至一定深度，暴露出Fin条。

7.如权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，上述硬掩膜是氮化硅层，淀积硬掩膜的工艺采用低压化学气相淀积、等离子体增强化学气相淀积方法。