施例所示，可蚀刻移除整个鳍状结构100的露出部101，以形成凹槽31与底部鳍状结构102。凹槽31由间隙壁30的二平面内侧壁与底部鳍状结构102的顶面构成，换言之，底部鳍状结构102的顶面即为凹槽31的底面31B。在图6A的实施例中，蚀刻移除整个露出部101，使凹槽31的底面31B与边缘部21的顶面21T共平面。
[0063]依据本发明另一实施例，如图6B所示，可蚀刻移除鳍状结构100露出部101的部分，以形成凹槽32与底部鳍状结构103。凹槽32由间隙壁30的部分平面内侧壁与底部鳍状结构103的顶面构成，换言之，底部鳍状结构103的顶面即为凹槽32的底面32B。在图6B的实施例中，蚀刻移除露出部101的部分，使底面32B高于边缘部21的顶面21T。
[0064]依据本发明一实施例，如图6C所示，可蚀刻移除包含整个露出部101的部分鳍状结构100，以形成凹槽33与底部鳍状结构104。凹槽33系由间隙壁30的二平面内侧壁、浅沟槽隔离结构20’的部分侧壁与底部鳍状结构104的顶面构成，换言之，底部鳍状结构104的顶面即为凹槽33的底面33B。在图6C的实施例中，值得注意的是，移除部分鳍状结构100所形成的凹槽33的底面33B可低于边缘部21的顶面21T。
[0065]接着进行外延步骤，以间隙壁定义外延鳍状结构。为方便说明，将以图6A所示实施例为举例做后续外延步骤的说明，但并不用以限定本发明。图7A-图7C依据本发明不同实施例所绘制的示意图。在本发明的一实施例中，如图7A所示，在凹槽31中进行外延步骤，形成外延鳍状结构41，与底部鳍状结构102构成鳍状结构200。值得注意的是，外延鳍状结构41具有与间隙壁30的顶部30T对齐的顶面41T。依据本发明的另一实施例，如图7B所示，在凹槽31中进行外延步骤，形成外延鳍状结构42，与底部鳍状结构102构成鳍状结构201。值得注意的是，外延鳍状结构42具有高于间隙壁30的顶部30T的顶面42T。依据本发明的一实施例，如图7C所示，在凹槽31中进行外延步骤，形成外延鳍状结构43，与底部鳍状结构102构成鳍状结构202。值得注意的是，外延鳍状结构43具有低于间隙壁30的顶部30T的顶面43T。由于图7A-图7C不同实施例中，都以图6A所示实施例为举例做外延步骤的说明，因此外延鳍状结构41、42、43的底面都与边缘部21的顶面21T共平面。
[0066]上述实施例中，外延鳍状结构41、42、43的材料可包含锗或硅锗，并且所含锗的比例范围介于50%?100%之间。图7A-图7C仅供说明之用，图7A-图7C示意的不同实施例的外延步骤可依实际需求，可分别实施于图6B或图6C示意的不同实施例之后，形成不同于图7A-图7C示意的结构。例如以图6B所示实施例为举例实行后续外延步骤，其所形成的外延鳍状结构的底面高于边缘部21的顶面21T，并依实际需要，利用图7A-图7C提供的不同外延步骤，形成不同高度的外延鳍状结构；又例如以图6C所示实施例为举例实行后续外延步骤，其所形成的外延鳍状结构的底面低于边缘部21的顶面21T，并依实际需要，利用图7A-图7C提供的不同外延步骤，形成不同高度的外延鳍状结构。依据本发明提供的方法与步骤产生的变化，都不脱离本发明公开的专利范围。
[0067]接着，可利用一般蚀刻制作工艺来移除间隙壁30，用以露出外延鳍状结构。为方便说明，以下将以图7A实施例的外延步骤为举例做后续制作工艺步骤的说明，但并不用以限定本发明。如图8所示，移除间隙壁30后，露出外延鳍状结构41。另外，间隙壁30及浅沟槽隔离结构20’间可具有高蚀刻选择比，例如，浅沟槽隔离结构20’由氧化物所组成，则间隙壁30可由氮化物(如氮化硅)所组成。不过，移除间隙壁30时，仍可能会使浅沟槽隔离结构20’的凹陷部22更加凹陷一些。
[0068]接着，请参照图9，在部分外延鳍状结构41与部分浅沟槽隔离结构20’上，形成栅极结构50，其步骤可包含先形成栅介电层501于部分外延鳍状结构41与部分浅沟槽隔离结构20’上，使其沿X方向延伸垂直于鳍状结构200的延伸方向Y。然后于栅介电层501与部分浅沟槽隔离结构20’上，形成栅极材料层502，同样地使其沿X方向延伸垂直于鳍状结构200的延伸方向Y，用以形成包含栅介电层501与栅极材料层502的栅极结构50，据此，完成如图10所绘示的鳍状场效晶体管元件，而图9为图10中沿X方向的a-a’切线所绘制的剖面示意图。其中，栅介电层501可以是高介电常数材料，栅极材料层可以是导体或半导体材料。在形成栅介电层501之前，还可选择性形成覆盖层(未绘示)于部分外延鳍状结构41与部分浅沟槽隔离结构20’上，另外，在形成栅介电层501之后，形成栅极材料层502之前，也可依需要选择性形成金属功函数层(未绘示)。
[0069]接下来，栅极结构50完成后，如图11所示，图11沿图10中沿Y方向的b-b’切线所绘制剖面示意图，进行源/漏极结构形成步骤。先对外延鳍状结构41的两端进行蚀刻，换言之，保留栅极结构50覆盖的部分外延鳍状结构41，移除源/漏极的预定区域所在的部分外延鳍状结构41，以形成移除区61与鳍状通道结构41’(如图12所示)。移除未被栅极结构50覆盖的部分外延鳍状结构41后，如图13所示，在移除区61处外延形成源/漏极结构60，完成如图13与图14所示的鳍状场效晶体管元件，其中图14为图13所示的鳍状场效晶体管元件的立体俯视图。另外，源/漏极结构60与鳍状通道结构41’共同组成外延鳍状结构300，并且外延鳍状结构300与底部鳍状结构102共同组成鳍状结构400。值得注意的是，源/漏极结构60的成分不同于鳍状通道结构41’与基材10的成分。于本发明其他实施例中，源/漏极结构60的成分可含锗，但含锗的比例与鳍状通道结构41’不同。
[0070]根据上述实施例，本发明提供一种鳍状场效晶体管元件及其制造方法，使用间隙壁来定义并外延形成鳍状场效晶体管元件的通道区域，不仅提升鳍状场效晶体管元件的品质与效能，更节省制作工艺成本与工时。
[0071]虽然结合以上实施例公开了本发明，然而其并非用以限定本发明。任何该领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰。因此本发明的保护范围应当以附上的权利要求所界定的为准。
【主权项】
1.一种鳍状场效晶体管元件制造方法，其包括以下步骤: 提供一基材，该基材表面上具有一鳍状结构； 在该基材上形成一氧化层； 移除部分该氧化层，用以露出部分的该鳍状结构，同时形成至少一浅沟槽隔离结构； 在该鳍状结构的露出部分两侧形成一对间隙壁； 移除部分该鳍状结构用以于该对间隙壁间形成一凹槽，并同时移除部分未被间隙壁覆盖的该浅沟槽隔离结构； 在该凹槽中形成一外延鳍状结构； 移除该对间隙壁；以及 在该外延鳍状结构上形成一栅极结构，使其延伸方向垂直于该外延鳍状结构的延伸方向。2.如权利要求1所述的鳍状场效晶体管元件制造方法，其中移除部分未被该对间隙壁覆盖的该浅沟槽隔离结构用以形成一凹陷部，同时形成一边缘部被覆盖于该对间隙壁之下，其中该边缘部的一顶面高于该凹陷部的一顶面。3.如权利要求2所述的鳍状场效晶体管元件制造方法，其中该凹槽的一底面与该边缘部的该顶面共平面。4.如权利要求2所述的鳍状场效晶体管元件制造方法，其中该凹槽的一底面高于该边缘部的该顶面。5.如权利要求2所述的鳍状场效晶体管元件制造方法，其中该凹槽的一底面低于该边缘部的该顶面。6.如权利要求1所述的鳍状场效晶体管元件制造方法，其中该外延鳍状结构的一顶面与该对间隙壁的一顶部对齐。7.如权利要求1所述的鳍状场效晶体管元件制造方法，其中该外延鳍状结构的一顶面高于该对间隙壁的一顶部。8.如权利要求1所述的鳍状场效晶体管元件制造方法，其中该外延鳍状结构的一顶面低于该对间隙壁的一顶部。9.如权利要求1所述的鳍状场效晶体管元件制造方法，其中该外延鳍状结构物理接触该凹槽的一底面，且该外延鳍状结构中含锗的比例范围为50%?100%。10.如权利要求1所述的鳍状场效晶体管元件制造方法，其还包含以下步骤: 移除部分未被该栅极结构覆盖的该外延鳍状结构，用以形成一移除区；以及 在该移除区中外延形成一源/漏极结构，该源/漏极结构的成分不同于该外延鳍状结构。11.一种鳍状场效晶体管元件，其包含: 基材； 鳍状结构，位于该基材表面，其中该鳍状结构包含一底部鳍状结构与位于该底部鳍状结构上的一外延鳍状结构； 浅沟槽隔离结构，位于该基材上，其中，该浅沟槽隔离结构包含边缘部与凹陷部，且该边缘部物理接触该鳍状结构；以及 栅极结构，垂直横跨该外延鳍状结构上。12.如权利要求11所述的鳍状场效晶体管元件，其中该外延鳍状结构的一底面与该边缘部的一顶面共平面。13.如权利要求11所述的鳍状场效晶体管元件，其中该外延鳍状结构的一底面高于该边缘部的一顶面。14.如权利要求11所述的鳍状场效晶体管元件，其中该外延鳍状结构的一底面低于该边缘部的一顶面。15.如权利要求11所述的鳍状场效晶体管元件，其中该外延鳍状结构包含: 源/漏极结构，未被该栅极结构覆盖；以及 鳍状通道结构，覆盖于该栅极结构之下，并且该鳍状通道结构中含锗的比例范围为50%?100%，其成分不同于该源/漏极结构。16.如权利要求11所述的鳍状场效晶体管元件，其中该外延鳍状结构的成分不同于该基材，且该外延鳍状结构含锗。
【专利摘要】本发明公开一种鳍状场效晶体管元件及其制造方法，该制造方法包含以下步骤：提供一基材，其基材表面具有鳍状结构；在基材上形成氧化层；移除部分氧化层，用以露出部分的鳍状结构，同时形成至少一浅沟槽隔离结构；在鳍状结构的露出部分两侧形成一对间隙壁；移除部分鳍状结构用以于间隙壁间形成一凹槽，并同时移除部分未被间隙壁覆盖的浅沟槽隔离结构；在凹槽中形成外延鳍状结构；移除间隙壁；以及于外延鳍状结构上形成栅极结构，使其延伸方向垂直于外延鳍状结构的延伸方向。本发明另提供一种鳍状场效晶体管元件。
【IPC分类】H01L21/336, H01L29/78, H01L29/423, H01L21/28
【公开号】CN105355658
【申请号】CN201410405794
【发明人】吴彦良, 张仲甫, 洪裕祥, 傅思逸, 沈文骏, 吕曼绫, 刘家荣, 陈意维
【申请人】联华电子股份有限公司
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2014年8月18日
【公告号】US20160049467