成鳍式场效应晶体管的源极和漏极。
[0080]本实施例中，在形成所述鳍部以及隔离层之后，对高于隔离层表面的第一部分鳍部的侧壁进行刻蚀，使所述第一部分鳍部的侧壁倾斜度下降，从而提高后续在第一部分鳍部侧壁表面上形成的含碳半导体层的沉积质量，并且，减小所述含碳半导体层表面的自由能，后续再在所述含碳半导体层表面形成石墨烯层。由于所述含碳半导体层表面的自由能下降，形成的石墨烯层与含碳半导体层界面之间的相互作用减小，从而可以提高形成的石墨烯层的质量以及载流子迁移率，进而提高最终形成的鳍式场效应晶体管的性能。
[0081]本发明的实施例还提供一种采用上述方法形成的鳍式场效应晶体管。
[0082]请参考图7，所述鳍式场效应晶体管包括:半导体衬底100 ;位于半导体衬底100上的鳍部101，所述鳍部101包括第二部分鳍部1lb和位于第二部分鳍部1lb上的第一部分鳍部101a，所述第二部分鳍部1lb的侧壁与半导体衬底100表面之间具有第一倾斜角ct 1，所述第一部分鳍部1la的侧壁与半导体衬底100表面之间具有第二倾斜角α 2，所述第二倾斜角α 2小于第一倾斜角α I ;位于半导体衬底100上的隔离层200，所述隔离层200的表面低于鳍部101的顶部表面，所述隔离层200覆盖第二部分鳍部1lb的侧壁；位于第一部分鳍部1la侧壁表面的含碳半导体层103 ;位于所述含碳半导体层103表面的石墨烯层104 ;位于所述隔离层200表面的横跨所述鳍部101的栅极结构，所述栅极结构覆盖部分第一部分鳍部1la侧壁上的石墨烯层104及鳍部101顶部。
[0083]所述第二倾斜角α 2的范围为50°?70°，所述第一倾斜角α I的范围为80°?90。0
[0084]本实施例中，所述含碳半导体层103的材料为SiC。
[0085]本实施例中，所述石墨烯层104为单层或者双层的石墨烯结构。在本发明的其他实施例中，所述石墨稀层104还可能具有两层以上的石墨稀结构。
[0086]所述石墨烯层104为氢化石墨烯层。
[0087]所述栅极结构包括栅介质层301和位于栅介质层301表面的栅极302，所述栅介质层301的材料为氧化铝、氧化铪、氧化锆或硅氧化铪等高K介质材料，所述栅极302的材料为铝、钨、钛、氮化钛或钼等金属。
[0088]由于所述第二倾斜角α 2小于第一倾斜角α 1，使得第一部分鳍部1la的倾斜度下降，在所述第一部分鳍部1la表面的含碳半导体层103的沉积质量较高，且表面自由能下降，所以位于所述含碳半导体层103表面的石墨烯层104与所述含碳半导体层103之间界面的原子相互作用较弱，从而使得石墨烯层104的质量较高，石墨烯层104的载流子迁移率较高，进而使得所述鳍式场效应晶体管的性能提高。
[0089]虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
【主权项】
1.一种鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，包括: 提供半导体衬底； 在所述半导体衬底上形成鳍部，所述鳍部的侧壁与半导体衬底表面之间具有第一倾斜角； 在所述半导体衬底表面形成隔离层，所述隔离层的表面低于鳍部的顶部表面并覆盖部分鳍部的侧壁表面，高于隔离层的部分鳍部作为第一部分鳍部，被隔离层覆盖的部分鳍部作为第二部分鳍部； 对第一部分鳍部的侧壁进行刻蚀，使第一部分鳍部的侧壁与半导体衬底表面之间具有第二倾斜角，所述第二倾斜角小于第一倾斜角； 在所述第一部分鳍部侧壁表面形成含碳半导体层； 在所述含碳半导体层表面形成石墨烯层； 在所述隔离层表面形成横跨所述鳍部的栅极结构，所述栅极结构覆盖部分第一部分鳍部侧壁上的石墨烯层及部分第一部分鳍部顶部。2.根据权利要求1所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，所述第二倾斜角的范围为50°?70°。3.根据权利要求2所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，所述第一倾斜角的范围为80°?90°。4.根据权利要求1所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，所述含碳半导体层的材料为SiC。5.根据权利要求4所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，形成所述石墨烯层的方法包括:对所述含碳半导体层进行退火，使所述含碳半导体层表面部分厚度内的硅原子逸出，剩余碳原子形成石墨烯层，所述退火在真空或Ar氛围下进行，压强为1mbar ?900mbar,温度为 150CTC?200CTC，时间为 1min ?20min。6.根据权利要求1所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，对第一部分鳍部的侧壁进行刻蚀的方法包括:在鳍部的顶部表面形成掩膜层，所述掩膜层的宽度小于鳍部的顶部宽度，所述掩膜层两侧暴露出部分鳍部顶部；以所述掩膜层为掩膜，刻蚀所述第一部分鳍部，使所述第一部分鳍部的侧壁倾斜度减小。7.根据权利要求1所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，所述石墨烯层为单层或者双层的石墨烯结构。8.根据权利要求1所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，还包括:在形成所述石墨烯层之后，对所述石墨烯层进行表面修复处理，去除所述石墨稀层的缺陷。9.根据权利要求1所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，所述表面修复处理的方法包括:将所述石墨烯层浸没于氢氟酸溶液中，然后取出，用去离子水清洗，所述氢氟酸溶液的质量浓度为0.5%?2%，浸没时间为1s?30s。10.根据权利要求1或8所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，还包括:对所述石墨烯层进行氢化处理。11.根据权利要求10所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，所述氢化处理的方法包括:在H2氛围下进行退火，退火温度为600 V?1000 V，时间为30min?200mino12.根据权利要求1所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，所述栅极结构包括栅介质层和位于栅介质层表面的栅极，所述栅介质层的材料为氧化铝。13.—种鳍式场效应晶体管，其特征在于，包括: 半导体衬底；位于半导体衬底上的鳍部，所述鳍部包括第二部分鳍部和位于第二部分鳍部上的第一部分鳍部，所述第二部分鳍部的侧壁与半导体衬底表面之间具有第一倾斜角，所述第一部分鳍部的侧壁与半导体衬底表面之间具有第二倾斜角，所述第二倾斜角小于第一倾斜角；位于半导体衬底上的隔离层，所述隔离层的表面低于鳍部的顶部表面，所述隔离层覆盖第二部分鳍部的侧壁； 位于第一部分鳍部侧壁表面的含碳半导体层； 位于所述含碳半导体层表面的石墨烯层； 位于所述隔离层表面的横跨所述鳍部的栅极结构，所述栅极结构覆盖部分第一部分鳍部侧壁上的石墨烯层及部分第一部分鳍部顶部。14.根据权利要求13所述的鳍式场效应晶体管，其特征在于，所述第二倾斜角的范围为 50° ?70°。15.根据权利要求14所述的鳍式场效应晶体管，其特征在于，所述第一倾斜角的范围为 80° ?90°。16.根据权利要求13所述的鳍式场效应晶体管，其特征在于，所述含碳半导体层的材料为SiC。17.根据权利要求13所述的鳍式场效应晶体管，其特征在于，所述石墨烯层为单层或者双层的石墨烯结构。18.根据权利要求13所述的鳍式场效应晶体管，其特征在于，所述石墨烯层为氢化石墨烯层。19.根据权利要求13所述的鳍式场效应晶体管，其特征在于，所述栅极结构包括栅介质层和位于栅介质层表面的栅极，所述栅介质层的材料为氧化铝。
【专利摘要】一种鳍式场效应晶体管及其形成方法，所述鳍式场效应晶体管的形成方法包括：提供半导体衬底；在半导体衬底上形成鳍部，所述鳍部的侧壁与半导体衬底表面之间具有第一倾斜角；在半导体衬底表面形成隔离层，高于隔离层的部分鳍部作为第一部分鳍部，被隔离层覆盖的部分鳍部作为第二部分鳍部；对第一部分鳍部的侧壁进行刻蚀，使第一部分鳍部的侧壁与半导体衬底表面之间的具有第二倾斜角，第二倾斜角小于第一倾斜角；在第一部分鳍部侧壁表面形成含碳半导体层；在含碳半导体层表面形成石墨烯层；在隔离层表面形成横跨鳍部的栅极结构，所述栅极结构覆盖部分第一部分鳍部侧壁上的石墨烯层及部分鳍部顶部。所述方法可以提高形成的鳍式场效应晶体管的性能。
【IPC分类】H01L29/78, H01L21/336
【公开号】CN105590858
【申请号】CN201410588197
【发明人】张海洋, 郑喆
【申请人】中芯国际集成电路制造(上海)有限公司
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2014年10月28日