本發(fā)明的實(shí)施例涉及鰭式場效應(yīng)晶體管結(jié)構(gòu)及其制造方法。

背景技術(shù)：

諸如鰭式場效應(yīng)晶體管(finfet)的三維多柵極結(jié)構(gòu)已經(jīng)發(fā)展以置換平面cmos器件。finfet的結(jié)構(gòu)部件中的一個是從襯底表面垂直延伸的半導(dǎo)體鰭，并且包裹鰭的柵極在溝道上方進(jìn)一步提供更好的電控制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種鰭式場效應(yīng)晶體管，包括：襯底，具有溝槽和在所述溝槽之間的鰭，其中，所述鰭包括上部和下部；絕緣物，設(shè)置在所述襯底的所述溝槽中和所述鰭之間，其中，所述鰭的所述上部高于所述絕緣物的頂面且所述上部具有基本上垂直的輪廓，而所述鰭的所述下部低于所述絕緣物的所述頂面且所述下部具有錐形輪廓；至少一個柵極堆疊件，設(shè)置在所述鰭上方以及設(shè)置在所述絕緣物上；以及應(yīng)變材料部分，設(shè)置在所述至少一個柵極堆疊件的相對兩側(cè)上。

本發(fā)明的另一實(shí)施例提供了一種鰭式場效應(yīng)晶體管，包括：襯底，具有溝槽和所述溝槽之間的鰭；絕緣物，設(shè)置在所述襯底的所述溝槽中和所述鰭之間，其中，所述鰭的低于所述絕緣物的頂面的下部夾在所述絕緣物之間且所述下部具有錐形輪廓；至少一個柵極堆疊件，設(shè)置在所述鰭上方和所述絕緣物上，其中，所述鰭的高于所述絕緣物的所述頂面的上部被所述至少一個柵極堆疊件覆蓋，且所述上部具有基本上垂直的輪廓；以及應(yīng)變材料部分，設(shè)置在所述至少一個柵極堆疊件的相對兩側(cè)上。

本發(fā)明的又一實(shí)施例提供了一種用于形成鰭式場效應(yīng)晶體管的方法，包括：提供具有偽圖案的襯底，所述偽圖案具有第一開口；在所述偽圖案的側(cè)壁上和所述第一開口內(nèi)形成雙掩模間隔件；去除所述偽圖案以形成第二開口，其中，所述第一開口的寬度基本上等于所述第二開口的寬度；通過使用所述雙掩模間隔件作為蝕刻掩模，圖案化所述襯底以在所述襯底中形成溝槽和在所述溝槽之間形成鰭；在所述襯底的所述溝槽中形成絕緣物；在所述襯底上方和所述絕緣物上形成堆疊結(jié)構(gòu)，其中，所述堆疊結(jié)構(gòu)覆蓋所述鰭的部分；在所述絕緣物之間和在所述堆疊結(jié)構(gòu)的相對兩側(cè)上形成應(yīng)變材料部分；去除所述堆疊結(jié)構(gòu)；以及在所述襯底上方和所述絕緣物上形成柵極堆疊件，其中，所述應(yīng)變材料部分位于所述柵極堆疊件的相對兩側(cè)上。

附圖說明

當(dāng)結(jié)合附圖進(jìn)行閱讀時，根據(jù)下面詳細(xì)的描述可以更好地理解本發(fā)明的實(shí)施例。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，根據(jù)工業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐，對各種部件沒有按比例繪制并且僅僅用于說明的目的。實(shí)際上，為了清楚的討論，各種部件的尺寸可以被任意增大或縮小。

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例示出的用于形成finfet的制造方法的工藝步驟的示例性流程圖。

圖2a至圖2l是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例示出的在用于形成finfet的制造方法的各個階段中的finfet的截面圖和立體圖。

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的用于finfet器件的鰭的一部分的示例性截面圖。

具體實(shí)施方式

以下公開內(nèi)容提供了許多用于實(shí)現(xiàn)所提供主題的不同特征的不同實(shí)施例或?qū)嵗?。下面描述了組件和布置的具體實(shí)例以簡化本發(fā)明。當(dāng)然，這些僅僅是實(shí)例，而不旨在限制本發(fā)明。例如，在以下描述中，在第二部件上方或者上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件形成為直接接觸的實(shí)施例，并且也可以包括在第一部件和第二部件之間可以形成額外的部件，從而使得第一部件和第二部件可以不直接接觸的實(shí)施例。此外，本發(fā)明可在各個實(shí)例中重復(fù)參考標(biāo)號和/或字母。該重復(fù)是為了簡單和清楚的目的，并且其本身不指示所討論的各個實(shí)施例和/或配置之間的關(guān)系。

而且，為便于描述，在此可以使用諸如“在…之下”、“在…下方”、“下部”、“在…之上”、“上部”等的空間相對術(shù)語，以便于描述如圖所示的一個元件或部件與另一個(或另一些)元件或部件的關(guān)系。除了圖中所示的方位外，空間相對術(shù)語旨在包括器件在使用或操作中的不同方位。裝置可以以其他方式定向(旋轉(zhuǎn)90度或在其他方位上)，而在此使用的空間相對描述符可以同樣地作相應(yīng)的解釋。

本發(fā)明的實(shí)施例描述了finfet的示例性制造工藝及從這些制造工藝中制造的finfet。在本發(fā)明的特定實(shí)施例中，finfet可以形成在塊狀硅襯底上。此外，作為可選的方式，finfet可以形成在絕緣體上硅(soi)襯底上或者絕緣體上鍺(goi)襯底上。此外，根據(jù)一些實(shí)施例，硅襯底可以包括其他導(dǎo)電層或其他半導(dǎo)體元件，諸如晶體管、二極管等。這些實(shí)施例旨在說明目的，但是不旨在限制本發(fā)明的范圍。

根據(jù)實(shí)施例，圖1是示出了用于形成finfet的制造方法的一些工藝步驟的示例性流程圖。圖1中示出的各個工藝步驟可以包括如以下討論的多個工藝步驟。

雖然該方法的步驟被示出和描述為一系列的動作和事件，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些動作和事件的所示出的順序不應(yīng)解釋為限制意義。此外，并非所有示出的工藝或步驟必須實(shí)施本發(fā)明的一個或多個實(shí)施例。

參照圖1，在步驟100中，提供了具有在其上形成偽圖案的襯底。在一個實(shí)施例中，偽圖案包括第一開口。在步驟102中，第一掩模間隔件形成在偽圖案的側(cè)壁上和第一開口內(nèi)。在步驟104中，第二掩模間隔件形成在第一掩模間隔件的側(cè)壁上和第一開口內(nèi)。在一個實(shí)施例中，一個第一掩模間隔件和位于第一掩模間隔件的側(cè)壁上的一個第二掩模間隔件構(gòu)成一個雙掩模間隔件。在步驟106中，去除偽圖案以形成第二開口。在特定實(shí)施例中，第一開口的尺寸基本上等于第二開口的尺寸。換言之，雙掩模間隔件的間隔基本上相同。在步驟108中，使用第一掩模間隔件和第二掩模間隔件作為蝕刻掩模來圖案化襯底以形成溝槽和溝槽之間的鰭。在步驟110中，在襯底的溝槽中形成絕緣物。在步驟112中，在襯底上方和絕緣物上形成堆疊結(jié)構(gòu)，并且堆疊結(jié)構(gòu)覆蓋鰭的部分。在步驟114中，在絕緣物之間和堆疊結(jié)構(gòu)的相對兩側(cè)上形成應(yīng)變材料部分。在步驟116中，在去除堆疊結(jié)構(gòu)之后，在襯底上方和絕緣物上形成柵極堆疊件。應(yīng)變材料部分位于柵極堆疊件的相對兩側(cè)上。

圖2g是在制造方法的各個階段的一個中的finfet20的立體圖，并且圖3是沿著圖2g的線i-i'所截取的finfet20的截面圖。

圖2a至圖2l是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例示出的在用于形成finfet的制造方法的各個階段中的finfet的截面圖和立體圖。應(yīng)該注意，本文所述的工藝步驟覆蓋用于制造finfet器件的一部分工藝。

如圖2a所示，提供了襯底100。在一些實(shí)施例中，襯底100是具有形成在其上方的襯墊層102的塊狀硅襯底。取決于設(shè)計的要求，塊狀硅襯底是p型襯底或n型襯底并且包括配置為n型finfet或p型finfet的不同的摻雜區(qū)域。在特定實(shí)施例中，襯墊層102是可選形成的且包括襯墊氧化物層或保護(hù)層。在一個實(shí)施例中，襯墊氧化物層是通過例如熱氧化形成的原生氧化物層。然后，在一些實(shí)施例中，具有開口108的偽圖案106形成在襯墊層102上和襯底100上方。在一個實(shí)施例中，偽圖案106的材料包括多晶硅。在一個實(shí)施例中，偽圖案106是通過沉積多晶硅層(未示出)且然后圖案化多晶硅層形成的。在特定的實(shí)施例中，在形成偽圖案106之后，在偽圖案106的側(cè)壁106b上形成第一掩模間隔件110。第一掩模間隔件110位于包括偽圖案106的開口108內(nèi)的側(cè)壁106b的偽圖案106的側(cè)壁106b上且覆蓋偽圖案106的側(cè)壁106b。在一個實(shí)施例中，第一掩模間隔件110通過在襯底100上方和偽圖案106上方沉積共形的第一掩模層(未示出)且然后回蝕刻第一掩模層以在偽圖案106的側(cè)壁106b上形成第一掩模間隔件110來形成。第一掩模間隔件110的形成包括通過例如化學(xué)汽相沉積(cvd)或原子層沉積(ald)形成第一掩模層且第一掩模層的蝕刻包括至少一個各向異性蝕刻工藝或各向同性蝕刻工藝。在一個實(shí)施例中，第一掩模間隔件110的材料包括氮化硅或氧化硅。在特定的實(shí)施例中，至少一個各向異性(干)蝕刻工藝用于回蝕刻第一掩模層且第一掩模層111對偽圖案的蝕刻選擇性較高。

在圖2b中，在一些實(shí)施例中，在襯底100上方以及第一掩模間隔件110和偽圖案106上形成第二掩模層111，并且第二掩模層111共形地覆蓋第一掩模間隔件110和偽圖案106(即，共形于偽圖案110的輪廓)。在一個實(shí)施例中，第二掩模層111的材料包括氧化硅或氮化硅。在一些實(shí)施例中，第二掩模層111通過例如cvd或ald來形成。

參照圖2c，在一些實(shí)施例中，通過回蝕刻第二掩模層111在第一掩模間隔件110的側(cè)壁110b上形成第二掩模間隔件112以暴露出偽圖案106和襯墊層102。第二掩模間隔件112位于包括第一掩模間隔件110的開口108內(nèi)的側(cè)壁110b的第一掩模間隔件110的側(cè)壁110b上且覆蓋第一掩模間隔件110的側(cè)壁110b。在特定實(shí)施例中，第二掩模層111的回蝕刻包括至少一個各向異性蝕刻工藝或各項同性蝕刻工藝。取決于蝕刻工藝的配方和條件，選擇具有合適的蝕刻選擇性的第一掩模間隔件110和第二掩模層111的材料。在一些實(shí)施例中，至少一個各向異性(干)蝕刻工藝用于蝕刻第二掩模層111且第二掩模層111的干蝕刻選擇性較高。在一個實(shí)施例中，第二掩模層對第一掩模層或偽圖案的蝕刻選擇性大于1:1且可以為50:1或更高。在一個實(shí)施例中，第一掩模間隔件110的材料是氮化硅，而第二掩模間隔件112的材料是氧化硅。在一個實(shí)施例中，第一掩模間隔件110的材料是氧化硅，而第二掩模間隔件112的材料是氮化硅。一個第一掩模間隔件110和位于其上的相應(yīng)的第二掩模間隔件112被認(rèn)為是一個雙掩模間隔件115。位于偽圖案106的側(cè)壁上的雙掩模間隔件115還縮小了開口108的尺寸。由于在偽圖案的側(cè)壁上形成額外的雙掩模間隔件115，可以改進(jìn)偽圖案的線寬或臨界尺寸的公差以及用于形成偽圖案的工藝窗口。

在圖2d中，夾在第一掩模間隔件110之間的偽圖案106被去除以在第一掩模間隔件110之間形成開口114。在一些實(shí)施例中，偽圖案106的線寬、偽圖案106的間距、第一掩模間隔件110的厚度和第二掩模間隔件112的厚度可小心地調(diào)節(jié)和選擇，以使開口114的寬度d1(即，偽圖案106的線寬)和剩余的開口108的寬度d2基本上相等或相同。換言之，雙掩模間隔件(用作掩模圖案)之間的距離是相同的或掩模圖案的間隔是基本上相同的。

在圖2e中，圖案化襯底100以在襯底100中形成溝槽105，并且通過使用第一掩模間隔件110和第二掩模間隔件112作為蝕刻掩模蝕刻至襯底100中，在溝槽105之間形成鰭104。在一個實(shí)施例中，圖案化襯底包括執(zhí)行一個或多個各項異性蝕刻工藝、反應(yīng)離子蝕刻工藝或它們的組合。在一些實(shí)施例中，溝槽105是帶狀的且平行地布置，以及兩個鄰近的溝槽105通過一個鰭104間隔開。通過調(diào)節(jié)用于圖案化襯底100的蝕刻工藝的蝕刻條件，產(chǎn)生出的溝槽105具有基本上垂直的側(cè)輪廓的上部和錐形側(cè)輪廓的下部，以使溝槽105的頂部尺寸dt大于產(chǎn)生出的溝槽105的底部尺寸db。取決于工藝需要，凹槽105的深度是可調(diào)整的。在圖2e中，示出了四個鰭且鰭104是有源鰭，但是諸如切割鰭或偽鰭的其它類型的鰭可包括在結(jié)構(gòu)內(nèi)以符合工藝要求，并且鰭的數(shù)量不受本文中描述的實(shí)施例的限制。

在圖2e中，由于掩模尺寸的間隔是恒定的(開口114的寬度d1基本上等于剩余開口108的寬度d2)，產(chǎn)生出的鰭104很大程度上是均勻的且與基本上相等的間隔是一致的，因此避免了偶數(shù)/奇數(shù)問題或鰭彎曲問題以及提高了器件的產(chǎn)量。在一些實(shí)施例中，從襯底100筆直突出的鰭104具有錐形輪廓(即，鰭104的側(cè)壁104b和溝槽105的底面105a之間的角度小于90度)。這可能是由于為形成高高寬比結(jié)構(gòu)或具有小間距的結(jié)構(gòu)調(diào)整的蝕刻條件。在一些實(shí)施例中，鰭104的高度(即，溝槽105的深度)在從約5nm至約500nm的范圍內(nèi)，而鰭104的間隔(或間距)在從約5nm至約150nm的范圍內(nèi)。在特定的實(shí)施例中，由于開口114的寬度d1和開口108的寬度d2基本上相等，產(chǎn)生出的溝槽105具有基本上相同的尺寸。也就是，兩個最鄰近的鰭104間隔開基本上相等的間隔(間距)。

用于形成雙掩模間隔件的上述工藝還可用于形成一個或多個掩模圖案，一個或多個掩模圖案用于在半導(dǎo)體制造工藝中形成具有緊密間距或較小間隔的金屬線、互連件或其它圖案。雙掩模間隔件的形成不限制于用于形成本文實(shí)施例中所述的鰭。

在圖2f中，在特定的實(shí)施例中，在形成溝槽105和鰭104之后，去除剩余的第一掩模間隔件110和第二掩模間隔件112。在一個實(shí)施例中，第一掩模間隔件和第二掩模間隔件的去除包括執(zhí)行至少一個各向異性蝕刻工藝或各向同性蝕刻工藝。在一個實(shí)施例中，使用稀釋的氫氟酸或其它合適的清洗溶液可選地執(zhí)行清洗工藝以去除剩余的襯墊層102a。

圖2g是在制造方法的各個階段的一個中的finfet20的立體圖，并且圖2h是沿著圖2g的線i-i'所截取的finfet20的截面圖。如圖2g和圖2h所示，形成填充在溝槽105內(nèi)的絕緣物116。在一些實(shí)施例中，絕緣材料(未示出)形成在襯底100和鰭104上方且填充溝槽105。絕緣材料包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅，旋涂介電材料或低k介電材料。通過高密度等離子體化學(xué)汽相沉積(hdp-cvd)、次大氣壓cvd(sacvd)或通過旋涂形成絕緣材料?？蛇x地，執(zhí)行化學(xué)機(jī)械拋光工藝以去除鰭104之上的絕緣材料。在一個實(shí)施例中，填充在鰭104之間的溝槽105中的絕緣材料通過蝕刻工藝部分地去除，且保留在溝槽105內(nèi)的絕緣材料變成具有低于鰭104的頂面104a的頂面116a的絕緣物116。在一些實(shí)施例中，鰭104的上部117從絕緣物116的頂面116a突出且鰭104的低于絕緣物116的頂面116a的下部118被絕緣物116覆蓋。換言之，下部118被絕緣物116夾住且被絕緣物116覆蓋，而上部117未被絕緣物116覆蓋。取決于設(shè)計的要求，可以確定絕緣物116的高度。在一個實(shí)施例中，通過使用具有氫氟酸(hf)的濕蝕刻工藝執(zhí)行用于部分地去除絕緣材料的蝕刻工藝。在另一實(shí)施例中，通過使用干蝕刻工藝執(zhí)行蝕刻工藝。

圖2i是在制造方法的各個階段的一個中的finfet20的立體圖，并且圖2j是沿著圖2i的線ii-ii'所截取的finfet20的截面圖。如圖2i和圖2j所示，堆疊結(jié)構(gòu)120形成在襯底100上方和絕緣物116上，并且橫跨和位于鰭104的上部117上方。在圖2i中，示出了兩個堆疊結(jié)構(gòu)，并且堆疊結(jié)構(gòu)120的數(shù)量是用于說明的目的而不旨在限制本發(fā)明的結(jié)構(gòu)。在一些實(shí)施例中，如圖2i所示，堆疊結(jié)構(gòu)120呈平行地布置。堆疊結(jié)構(gòu)120的延伸方向垂直于鰭104的延伸方向。在特定的實(shí)施例中，堆疊結(jié)構(gòu)120包括多晶硅帶122和位于多晶硅帶122上的硬掩模帶124。間隔件126位于多晶硅帶122和硬掩模帶124的側(cè)壁上。在一個實(shí)施例中，堆疊結(jié)構(gòu)120覆蓋鰭104的上部117。在一些實(shí)施例中，通過沉積多晶硅層(未示出)、多晶硅層上方的硬掩模層(未示出)以及然后圖案化硬掩模層和多晶硅層以形成多晶硅帶122和硬掩模帶124，來形成堆疊結(jié)構(gòu)120?？蛇x地，在形成多晶硅層之前形成氧化物層(未示出)以保護(hù)鰭104。然后，在硬掩模帶124和多晶硅帶122的側(cè)壁上形成間隔件126。在實(shí)施例中，例如，硬掩模帶124由氮化硅、氧化硅或它們的組合形成。在一些實(shí)施例中，間隔件126由諸如氮化硅、sicon或它們的組合的介電材料形成。間隔件126可以是單層或多層結(jié)構(gòu)。

圖2k是在制造方法的各個階段的一個中的finfet20的立體圖，并且圖2l是沿著圖2k的線iii-iii'所截取的finfet20的截面圖。如圖2k和2l中所示，在一些實(shí)施例中，在絕緣物116之間和堆疊結(jié)構(gòu)120(圖2i)的兩側(cè)上形成應(yīng)變材料部分130。在一些實(shí)施例中，例如，應(yīng)變材料部分130的材料包括硅鍺(sige)、碳化硅(sic)或磷化硅(sip)。在一些實(shí)施例中，通過選擇性地生長外延形成應(yīng)變材料部分130。應(yīng)變材料部分130用作源極區(qū)域和漏極區(qū)域。在特定的實(shí)施例中，又稱為應(yīng)變源極區(qū)域和應(yīng)變漏極區(qū)域的應(yīng)變材料部分130位于堆疊結(jié)構(gòu)120的相對兩側(cè)上。在一個實(shí)施例中，通過硅化，應(yīng)變的源極和漏極區(qū)域130可選地形成有硅化物頂層(未顯示)。然后，在一些實(shí)施例中，在去除堆疊結(jié)構(gòu)120之后，形成柵極堆疊件140。在一個實(shí)施例中，在去除間隔件126之間的多晶硅帶122和位于多晶硅帶122上的硬掩模帶124之后，在間隔件126之間的凹槽內(nèi)依次地形成柵極介電層142和柵電極層144。如圖2l所示，柵電極層144和柵極介電層142覆蓋鰭104的上部117，且上部117用作溝道區(qū)。在一些實(shí)施例中，柵極介電層142的材料包括氧化硅、氮化硅或它們的組合。在一些實(shí)施例中，柵極介電層142包括高k介電材料，并且高k介電材料具有大于約7.0的k值并且包括hf、al、zr、la、mg、ba、ti、pb的金屬氧化物或硅酸鹽以及它們的組合。在一些實(shí)施例中，通過ald、分子束沉積(mbd)、物理汽相沉積(pvd)或熱氧化形成柵極介電層142。在一些實(shí)施例中，柵電極層144包括含金屬材料，諸如al、cu、w、co、ti、ta、ru、tin、tial、tialn、tan、tac、nisi、cosi或它們的組合。取決于finfet20是p型finfet還是n型finfet，選擇柵極介電層142和/或柵電極層144的材料?？蛇x地，執(zhí)行化學(xué)機(jī)械拋光(cmp)工藝以去除柵極介電層142和柵電極層144的多余部分。間隔件126位于柵極介電層142和柵電極層144的側(cè)壁上。也就是說，替代堆疊結(jié)構(gòu)120和形成替代柵極堆疊件140。在本文描述的一些實(shí)施例中，柵極堆疊件140是替代柵極，但是柵極堆疊結(jié)構(gòu)或其制造工藝不受這些實(shí)施例的限制。

在圖2k和圖2l中，在一些實(shí)施例中，柵極堆疊件140位于絕緣物116上并且應(yīng)變材料部分130(源極和漏極區(qū)域)位于柵極堆疊件140的相對兩側(cè)上和絕緣物116之間。柵極堆疊件140覆蓋鰭104的溝道區(qū)域(上部117)，并且產(chǎn)生的finfet20包括多個鰭104。

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的用于finfet器件的鰭104的一部分的示例性截面圖。在一些實(shí)施例中，鰭104具有錐形輪廓且錐形鰭104具有從溝槽105的底部計算的高度h1。鰭104的錐形輪廓包括未被絕緣物116覆蓋的上部117和被絕緣物116覆蓋的下部118。鰭104的上部117具有基本上垂直的輪廓，而鰭104的下部118具有錐形輪廓。如圖3所示，對于在高度h1(在最高點(diǎn)處)、h2(上部的一半處)、h3(在上部和下部的分離點(diǎn)處)、h4(在下部的2/3處)、h5(在下部的三分之一處)和底部(在最低點(diǎn)處)處的鰭104，鰭104分別具有寬度w1、w2、w3、w4、w5和w6。在特定實(shí)施例中，鰭寬度w1、w2、w3基本上相等，且鰭寬度w6約是鰭寬度w3的兩倍。在特定的實(shí)施例中，使用鰭高度為120nm作為實(shí)例，當(dāng)高度h1、h2、h3、h4、h5是120nm、100nm、70nm、50nm、20nm，對于寬度w1、w2、w3、w4和w5的寬度范圍分別是21nm至24nm、21nm至24nm、21nm至24nm、20nm至25nm、25nm至30nm，并且鰭104在最低點(diǎn)的寬度范圍w6是40nm至50nm。在一個實(shí)施例中，鰭寬度的比率w1:w3:w6可以為約1:1:2。在特定實(shí)施例中，在非中心位置或周邊位置的一些鰭被切割作為偽鰭以用于避免負(fù)載效應(yīng)。在圖3中，具有高度h7和h6的偽鰭302、304位于鰭104的旁邊。在特定實(shí)施例中，如果把高度h7的偽鰭302作為參照，鰭104的高度h1是高度h7的約20倍且切割偽鰭304的高度h6是高度h7的約1.5倍至4倍。溝槽105具有基本上垂直的側(cè)輪廓的上部和錐形側(cè)輪廓的下部，從而使得溝槽105的頂部尺寸dt大于產(chǎn)生出的溝槽105的底部尺寸db。由于鰭104通過溝槽105的形成限定，溝槽105的尺寸是鰭104之間的間隔，且通過使用具有恒定間隔的掩模圖案，鰭104之間的間隔基本上相等。

在以上實(shí)施例中，位于偽圖案的側(cè)壁上的第一掩模間隔件和第二掩模間隔件(雙掩模間隔件)縮小間隔且調(diào)節(jié)圖案的線寬和間距，從而獲得具有可控和均勻間隔(或間距)的圖案。在襯底的圖案化期間，通過使用具有不變間隔(或間距)的掩模圖案作為蝕刻掩?？删_地控制溝槽的蝕刻和輪廓。因此，很好地控制了鰭的輪廓、鰭的臨界尺寸以及鰭之間的間隔(鰭間距)。本發(fā)明中描述的制造方法適合于形成有密集的鰭(布置有緊密間隔的鰭)的區(qū)域，并且鰭的高度、輪廓和間隔可被嚴(yán)格控制。

在以上實(shí)施例中，由于溝槽的蝕刻深度和輪廓被準(zhǔn)確地控制，產(chǎn)生的鰭具有基本上相等間隔的一致的輪廓，因此導(dǎo)致器件的電性能一致。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，描述了包括襯底、絕緣物、至少一個柵極堆疊件和應(yīng)變材料部分的鰭式場效應(yīng)晶體管。襯底具有溝槽和溝槽之間的鰭。絕緣物設(shè)置在襯底的溝槽中和鰭之間。至少一個柵極堆疊件設(shè)置在鰭上方以及設(shè)置在絕緣物上。該鰭包括上部和下部。鰭的上部高于絕緣物的頂面且上部具有基本上垂直的輪廓，而鰭的下部低于絕緣物的頂面且下部具有錐形輪廓。應(yīng)變材料部分設(shè)置在至少一個柵極堆疊件的相對兩側(cè)上。

在上述鰭式場效應(yīng)晶體管中，其中，所述上部的在頂點(diǎn)處的鰭寬度基本上等于所述鰭在所述上部和所述下部的分離點(diǎn)處的鰭寬度，并且所述下部的底點(diǎn)處的鰭寬度大于所述鰭在所述上部和所述下部的所述分離點(diǎn)處的所述鰭寬度。

在上述鰭式場效應(yīng)晶體管中，其中，所述上部的在頂點(diǎn)處的鰭寬度基本上等于所述鰭在所述上部和所述下部的分離點(diǎn)處的鰭寬度，并且所述下部的底點(diǎn)處的鰭寬度是所述鰭在所述上部和所述下部的所述分離點(diǎn)處的所述鰭寬度的兩倍。

在上述鰭式場效應(yīng)晶體管中，其中，還包括離所述鰭更遠(yuǎn)的至少一個第一偽鰭和離所述鰭更近的至少一個第二偽鰭，其中，所述至少一個第一偽鰭短于所述至少一個第二偽鰭。

在上述鰭式場效應(yīng)晶體管中，其中，還包括離所述鰭更遠(yuǎn)的至少一個第一偽鰭和離所述鰭更近的至少一個第二偽鰭，其中，所述至少一個第一偽鰭短于所述至少一個第二偽鰭，其中，所述至少一個第二偽鰭的高度是所述至少一個第一偽鰭的高度的1.5倍至4倍，并且所述鰭的高度是所述至少一個第一偽鰭的所述高度的20倍。

在上述鰭式場效應(yīng)晶體管中，其中，所述鰭之間的間隔基本上相等。

在上述鰭式場效應(yīng)晶體管中，其中，所述應(yīng)變材料部分的材料包括硅鍺(sige)、碳化硅(sic)或磷化硅(sip)。

在上述鰭式場效應(yīng)晶體管中，其中，所述至少一個柵極堆疊件包括：柵極介電層，覆蓋所述鰭的部分并且設(shè)置在所述絕緣物上；柵電極層，設(shè)置在所述柵極介電層上；以及間隔件，設(shè)置在所述柵極介電層和所述柵電極層的側(cè)壁上。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，描述了包括襯底、絕緣物、至少一個柵極堆疊件和應(yīng)變材料部分的鰭式場效應(yīng)晶體管。襯底具有溝槽和溝槽之間的鰭。絕緣物設(shè)置在襯底的溝槽中和鰭之間。至少一個柵極堆疊件設(shè)置在鰭上方以及設(shè)置在絕緣物上。鰭的低于絕緣物的頂面的下部夾在絕緣物之間且下部具有錐形輪廓。鰭的高于絕緣物的頂面的上部被至少一個柵極堆疊件覆蓋，且上部具有基本上垂直的輪廓。應(yīng)變材料部分設(shè)置在至少一個柵極堆疊件的相對兩側(cè)上。

在上述鰭式場效應(yīng)晶體管中，其中，所述上部的在頂點(diǎn)處的鰭寬度基本上等于所述鰭在所述上部和所述下部的分離點(diǎn)處的鰭寬度，并且所述下部的底點(diǎn)處的鰭寬度是所述鰭在所述上部和所述下部的所述分離點(diǎn)處的所述鰭寬度的兩倍。

在上述鰭式場效應(yīng)晶體管中，還包括離所述鰭更遠(yuǎn)的至少一個第一偽鰭和離所述鰭更近的至少一個第二偽鰭，其中，所述至少一個第一偽鰭短于所述至少一個第二偽鰭。

在上述鰭式場效應(yīng)晶體管中，還包括離所述鰭更遠(yuǎn)的至少一個第一偽鰭和離所述鰭更近的至少一個第二偽鰭，其中，所述至少一個第一偽鰭短于所述至少一個第二偽鰭，其中，所述至少一個第二偽鰭的高度是所述至少一個第一偽鰭的高度的1.5倍至4倍，并且所述鰭的高度是所述至少一個第一偽鰭的所述高度的20倍。

在上述鰭式場效應(yīng)晶體管中，所述鰭之間的間隔基本上相等。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，描述了一種用于形成鰭式場效應(yīng)晶體管的方法。提供了具有第一開口的偽圖案的襯底。雙掩模間隔件形成在偽圖案的側(cè)壁上和第一開口內(nèi)。去除偽圖案以形成第二開口。第一開口的寬度基本等于第二開口的寬度。然后，通過使用雙掩模間隔件作為蝕刻掩模，襯底被圖案化以在襯底中形成溝槽和溝槽之間的鰭。在襯底的溝槽中形成絕緣物。在襯底上方和絕緣物上形成堆疊結(jié)構(gòu)，其中，堆疊結(jié)構(gòu)覆蓋鰭的部分和位于襯底上方。在絕緣物之間和堆疊結(jié)構(gòu)的相對兩側(cè)上形成應(yīng)變材料部分。在去除堆疊結(jié)構(gòu)之后，在襯底上方和絕緣物上形成柵極堆疊件，并且應(yīng)變材料部分位于柵極堆疊件的相對兩側(cè)上。

在上述方法中，其中，形成所述雙掩模間隔件包括：在所述襯底上的所述偽圖案的所述側(cè)壁上和所述第一開口內(nèi)形成第一掩模間隔件；以及在所述襯底上的所述第一掩模間隔件的側(cè)壁上和所述第一開口內(nèi)形成第二掩模間隔件。

在上述方法中，其中，形成所述雙掩模間隔件包括：在所述襯底上的所述偽圖案的所述側(cè)壁上和所述第一開口內(nèi)形成第一掩模間隔件；以及在所述襯底上的所述第一掩模間隔件的側(cè)壁上和所述第一開口內(nèi)形成第二掩模間隔件，形成所述第一掩模間隔件包括：在所述襯底上方形成覆蓋所述偽圖案的所述側(cè)壁的共形第一掩模層，并且然后回蝕刻所述第一掩模層以在所述偽圖案的所述側(cè)壁上形成所述第一掩模間隔件，其中，所述第一掩模層是通過化學(xué)汽相沉積(cvd)或原子層沉積(ald)形成的氧化硅層或氮化硅層。

在上述方法中，其中，形成所述雙掩模間隔件包括：在所述襯底上的所述偽圖案的所述側(cè)壁上和所述第一開口內(nèi)形成第一掩模間隔件；以及在所述襯底上的所述第一掩模間隔件的側(cè)壁上和所述第一開口內(nèi)形成第二掩模間隔件，形成所述第一掩模間隔件包括：在所述襯底上方形成覆蓋所述偽圖案的所述側(cè)壁的共形第一掩模層，并且然后回蝕刻所述第一掩模層以在所述偽圖案的所述側(cè)壁上形成所述第一掩模間隔件，其中，所述第一掩模層是通過化學(xué)汽相沉積(cvd)或原子層沉積(ald)形成的氧化硅層或氮化硅層，形成所述第二掩模間隔件包括：在所述襯底上方形成覆蓋所述第一掩模間隔件的共形第二掩模層，并且然后回蝕刻所述第二掩模層以在所述偽圖案的所述側(cè)壁上形成所述第二掩模間隔件，其中，所述第二掩模層是通過化學(xué)汽相沉積(cvd)或原子層沉積(ald)形成的氮化硅層或氧化硅層。

在上述方法中，其中，形成所述雙掩模間隔件包括：在所述襯底上的所述偽圖案的所述側(cè)壁上和所述第一開口內(nèi)形成第一掩模間隔件；以及在所述襯底上的所述第一掩模間隔件的側(cè)壁上和所述第一開口內(nèi)形成第二掩模間隔件，所述第一掩模間隔件的材料是氧化硅，且所述第二掩模間隔件的材料是氮化硅，以及所述第二掩模層對所述第一掩模層的蝕刻選擇性是50或更大。

在上述方法中，其中，形成所述雙掩模間隔件包括：在所述襯底上的所述偽圖案的所述側(cè)壁上和所述第一開口內(nèi)形成第一掩模間隔件；以及在所述襯底上的所述第一掩模間隔件的側(cè)壁上和所述第一開口內(nèi)形成第二掩模間隔件，所述第一掩模間隔件的材料是氮化硅，且所述第二掩模間隔件的材料是氧化硅，以及所述第二掩模層對所述第一掩模層的蝕刻選擇性是50或更大。

在上述方法中，其中，圖案化所述襯底包括使用所述雙掩模間隔件作為所述蝕刻掩模執(zhí)行至少一種各向異性蝕刻工藝以形成具有錐形輪廓的所述鰭。

上面概述了若干實(shí)施例的部件、使得本領(lǐng)域技術(shù)人員可以更好地理解本發(fā)明的方面。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，他們可以容易地使用本發(fā)明作為基礎(chǔ)來設(shè)計或修改用于實(shí)現(xiàn)與在此所介紹實(shí)施例相同的目的和/或?qū)崿F(xiàn)相同優(yōu)勢的其他工藝和結(jié)構(gòu)。本領(lǐng)域技術(shù)人員也應(yīng)該意識到，這種等同構(gòu)造并不背離本發(fā)明的精神和范圍、并且在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，在此他們可以做出多種變化、替換以及改變。