[发明专利]形成半导体结构的方法

说明书

提供一种形成半导体结构的方法，特别是提供一种形成自我对齐非对称栅极(SAUG)鳍式场效晶体管(FinFET)的结构与方法。SAUG FinFET结构于每个鳍片的相对侧上具有两个不同的栅极结构，即编程栅极结构与开关栅极结构。SAUG FinFET可用以作为非挥发性记忆体储存元件，可透过在编程栅极结构的控制栅极上以适当的偏压来于电荷捕获介电质(例如氮化硅(Si₃N₄))中捕获电荷以电性编程非挥发性记忆体储存元件。可透过感测流过SAUG FinFET的通道电流来感测所储存的数据，以响应于开关栅极结构的开关栅极上的偏压。

技术领域

本揭露实施例是有关于一种形成半导体结构的方法，且特别是有关于一种自我对齐非对称栅极(self-aligned unsymmetrical gate，SAUG)鳍式场效晶体管(fin field-effect transistor，FinFET)及其形成方法。

背景技术

半导体工业透过逐渐减少最小特征尺寸且透过使用例如鳍式场效晶体管(finfield-effect transistor，FinFET)的三维(3D)晶体管结构来持续增加于集成电路中的电子元件(例如：晶体管、二极管、电阻器、电容器等等)的密度，其中三维晶体管结构利用垂直尺寸为相同的占位面积(footprint)提供更大的驱动电流。透过半导体技术的创新来使元件密度更高，以允许将更多的功能整合到所给定的区域中。达成高功能密度的能力产生了系统单晶片(system-on-chip，SOC)的概念，其中在单个晶片上整合例如数字逻辑、非挥发性记忆体(non-volatile memory，NVM)与模拟功能这类的多功能区块。在单个晶片上整合这样多样化的功能通常会在形成与整合所伴随的各种电子元件和晶体管结构方面带来新的挑战。

发明内容

本揭露提出一种形成半导体结构的方法，包含：形成从基板延伸的鳍片，其中鳍片沿着鳍片的多个相对侧具有多个隔离区；于鳍片中形成源极区与漏极区；于鳍片的第一侧壁上形成编程栅极结构(programming gate structure)；以及于与编程栅极结构相对的鳍片的第二侧壁上形成开关栅极结构(switching gate structure)，其中编程栅极结构与开关栅极结构是沿着插入于源极区与漏极区之间的鳍片的一部分。

为让本揭露的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。

附图说明

从以下结合所附附图所做的详细描述，可对本揭露的态样有更佳的了解。需注意的是，根据业界的标准实务，各特征并未依比例绘示。事实上，为了使讨论更为清楚，各特征的尺寸都可任意地增加或减少。

图1是绘示根据一些实施例的自我对齐非对称栅极(self-alignedunsymmetrical gate，SAUG)鳍式场效晶体管(fin field-effect transistor，FinFET)的透视图；

图2A至[图15C]是绘示根据一些实施例的在制造的中间阶段的SAUG FinFET的剖视图与平面视图。

【符号说明】

50：基板

52：硬光罩层

54：鳍片

56：隔离区

59：沟槽

60：牺牲掺杂层

61、64、82：开口

62：源极/漏极区

63：牺牲层

65：隧道介电质

67：电荷捕获介电质

69：阻障介电质