[发明专利]鳍式晶体管及形成方法

说明书

本发明提供一种鳍式晶体管及形成方法，所述鳍式晶体管通过栅极结构的顶栅部以相连设于沟道区的至少一侧的侧栅部。源区、漏区及所述沟道区的顶面相平齐且宽度一致，所述栅极结构与所述源区和/或所述漏区之间不存在额外的寄生电容，并避免套刻偏差造成的性能下降。所述侧栅部的部分顶面低于源区和/或漏区并具有上小下大形状，所述源区及所述漏区夹设于两所述侧栅部之间，降低了工艺难度。所述鳍式晶体管既增加导通电流的截面积，同时还提高沟道表面开启程度，具有更高的驱动能力。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体涉及一种鳍式晶体管及形成方法。

背景技术

图像传感器已被广泛地应用于数码相机、移动手机、医疗器械、汽车和其他应用场合。随着制造技术的快速发展，市场对图像传感器的性能提出更高的要求。当尺寸缩减到亚微米级别时，受限于短沟道效应所带来的开关比下降，传统的平面型晶体管已难以匹配大像素阵列及小像素尺寸的需求。

相较于平面型晶体管，鳍式晶体管（Fin Field-effect Transistor，FinFET）具有功耗低、特征尺寸小、噪声低等优点，成为图像传感器性进一步发展的最佳选择。然而，基于更高速度以及集成密度的要求，先进节点中常规FinFET的制程复杂，需要用到多次的光刻以及外延步骤，导致成本较高。同时，FinFET对提升集成密度的贡献有限，但其低驱动能力问题在图像传感器的应用带来不良影响，因此，根据需求进一步优化其结构及形成工艺显得尤为必要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种鳍式晶体管及形成方法，既增加所述鳍式晶体管的驱动能力并降低工艺难度。

基于以上考虑，本发明一方面提供一种鳍式晶体管，包括：栅极结构，包括设于沟道区一侧且部分顶面低于源区和/或漏区并具有上小下大形状的侧栅部。

优选地，所述侧栅部的部分顶面与所述源区和/或所述漏区的高度差在200埃至1500埃之间。

优选地，所述源区及所述漏区之间的顶面均平齐于所述沟道区。

优选地，所述侧栅部延伸至所述源区和/或所述漏区的一侧以电连接所述源区和/或所述漏区。

优选地，所述鳍式晶体管具有并联设置的多个所述沟道区。

优选地，所述沟道区及所述侧栅部交替设置。

优选地，所述侧栅部相对于所述沟道区对称或非对称设置。

优选地，所述栅极结构还包括相连所述侧栅部并设于沟道区上的顶栅部。

优选地，所述顶栅部沿长度方向延伸并至少覆盖所述沟道区。

优选地，还包括：浅沟槽隔离结构，沿所述侧栅部的一侧全部或者部分围绕所述沟道区、所述源区及所述漏区。

本发明另一方面提供一种鳍式晶体管的形成方法，包括：形成具有上小下大形状的侧栅部之后，于所述侧栅部的一侧形成沟道区、源区及漏区；其中，所述侧栅部的部分顶面低于所述源区和/或所述漏区

优选地，形成具有上小下大形状的侧栅部之前，还包括：形成内设于衬底的浅沟槽隔离结构，以沿所述侧栅部的另一侧全部或者部分围绕所述沟道区、所述源区及所述漏区。

优选地，形成所述浅沟槽隔离结构之前，还包括：于所述衬底内形成位于所述沟道区的至少一侧并填充有牺牲材料且用于形成所述侧栅部的凹槽。

优选地，所述浅沟槽隔离结构相邻所述凹槽。

优选地，形成所述浅沟槽隔离结构之前，所述牺牲材料填充于内设于衬底的初始凹槽，所述浅沟槽隔离结构与部分所述初始凹槽相交叠以形成所述凹槽。

优选地，形成所述浅沟槽隔离结构之前，还包括：于所述衬底内形成内设有侧向光电二极管并用于填充所述牺牲材料的所述凹槽。