【技术实现步骤摘要】
本公开涉及半导体，特别是涉及一种鳍式场效应管及其制备方法。
技术介绍
1、随着半导体器件的小型化发展，短沟道效应变得越来越严重，漏电流对器件的影响越来越严重。鳍式场效应管通过三面环栅设计，增大了栅极与沟道的接触面积，增强了栅极对沟道的控制力，进而减小了漏电流，提高了工作电流。然而，随着鳍式场效应管尺寸的持续缩小，工作电流仍难以满足实际需求。
2、因此，如何进一步提高鳍式场效应管的工作电流，进而提升器件性能，是亟需解决的问题。
技术实现思路
1、基于此，有必要提供一种鳍式场效应管及其制备方法，以提高鳍式场效应管的工作电流，进而提升器件性能。
2、一方面，本公开实施例提供了一种鳍式场效应管，包括有源区和栅极。有源区包括在第一方向上平行间隔排布的多个半导体鳍。其中，半导体鳍沿第二方向延伸，且各半导体鳍在第二方向上的第一端互连，各半导体鳍在第二方向上的第二端互连。第一方向和第二方向相交。栅极沿第一方向延伸覆盖各半导体鳍位于非互连区域的顶部及侧壁，并填充相邻半导体鳍之间在第一方向上的间隔。
3、本公开实施例中，半导体鳍沿第二方向延伸，且各半导体鳍在第二方向上的第一端互连，各半导体鳍在第二方向上的第二端互连。这样，鳍式场效应管将多个半导体鳍的两端连接起来，且栅极沿第一方向延伸覆盖各半导体鳍位于非互连区域的顶部及侧壁，并填充相邻半导体鳍之间的间隔。如此，本公开实施例可以在不增加漏电流的情况下，通过将多个半导体鳍的两端连接，降低了鳍式场效应管的阻值，从而提高了鳍
4、在本公开一些实施例中，有源区包括源端和漏端。源端包括各半导体鳍的第一端及其互连部分。漏端包括各半导体鳍的第二端及其互连部分。其中，源端和漏端沿第三方向的正投影位于栅极沿第三方向正投影的两侧，第三方向垂直于第一方向和第二方向的相交平面。
5、在本公开一些实施例中，鳍式场效应管还包括栅介质层。栅介质层至少填充相邻半导体鳍之间的间隔，并位于栅极和各半导体鳍之间。其中，栅介质层具有开口区，源端和漏端裸露于开口区。
6、在本公开一些实施例中，半导体鳍包括沿第三方向呈上下分布的基部和功能部。第三方向垂直于第一方向和第二方向的相交平面。其中，栅极沿第一方向延伸覆盖各功能部位于非互连区域的顶部及侧壁，并填充相邻功能部之间在第一方向上的间隔。
7、在本公开一些实施例中，鳍式场效应管还包括：栅介质层，位于栅极和各半导体鳍之间。栅介质层包括：第一介质层和第二介质层。第一介质层覆盖各基部及其互连部分的侧壁，并填满相邻基部之间的间隔。第二介质层位于第一介质层上，沿第一方向延伸覆盖各功能部位于非互连区域的顶部及侧壁。其中，栅极位于第二介质层上。
8、另一方面，本公开实施例提供了一种鳍式场效应管的制备方法，包括以下步骤。
9、提供衬底，在衬底内形成有源区。有源区包括在第一方向上平行间隔排布的多个半导体鳍。半导体鳍沿第二方向延伸，且各半导体鳍在第二方向上的第一端互连，各半导体鳍在第二方向上的第二端互连。第一方向和第二方向相交。
10、在各半导体鳍位于非互连区域的顶部及侧壁形成栅极；栅极沿第一方向延伸，并填充相邻半导体鳍之间在第一方向上的间隔。
11、本公开实施例中，鳍式场效应管的制备方法如上，该鳍式场效应管的制备方法所能实现的技术效果与前述实施例中鳍式场效应管所能具有的技术效果相同，此处不再详述。
12、在本公开一些实施例中，半导体鳍包括：沿第三方向呈上下分布的基部和功能部；第三方向垂直于第一方向和第二方向的相交平面。在各半导体鳍位于非互连区域的顶部及侧壁形成栅极之前，鳍式场效应管的制备方法还包括以下步骤。
13、形成覆盖衬底和各基部及其互连部分侧壁的第一介质层，第一介质层填满相邻基部之间的间隔。
14、在第一介质层上形成第二介质层，第二介质层沿第一方向延伸并覆盖各功能部位于非互连区域的顶部及侧壁。其中，栅极形成于第二介质层上。
15、在本公开一些实施例中，在衬底内形成有源区，包括以下步骤。
16、在衬底上层叠形成刻蚀停止层和硬掩模辅助层。
17、刻蚀硬掩模辅助层，形成在第一方向上平行间隔排布的多个辅助图案；辅助图案用于定义相邻半导体鳍之间的间隔。
18、形成覆盖各辅助图案及刻蚀停止层的硬掩模层。
19、刻蚀硬掩模层并去除各辅助图案，以使保留的硬掩模层形成虚拟有源区。
20、以虚拟有源区为掩模图案，刻蚀刻蚀停止层及衬底，形成有源区。
21、在本公开一些实施例中，在衬底内形成有源区之后，且在各半导体鳍位于非互连区域的顶部及侧壁形成栅极之前，鳍式场效应管的制备方法还包括以下步骤。
22、于衬底及残留的刻蚀停止层的裸露表面形成第一介质材料层。
23、刻蚀第一介质材料层，并同步去除残留的刻蚀停止层，形成第一介质层。第一介质层覆盖衬底和各半导体鳍的基部及其互连部分的侧壁，并填满相邻基部之间的间隔。
24、于第一介质层及有源区的裸露表面依次形成第二介质材料层和栅极材料层。
25、图案化刻蚀栅极材料层及第二介质材料层，形成栅极及第二介质层；其中，第二介质层和第一介质层共同构成栅介质层；第二介质层具有开口区，有源区暴露于开口区的部分分别构成源端和漏端。
26、在本公开一些实施例中，第一介质材料层和第二介质材料层均采用沉积工艺形成。第一介质材料层的沉积厚度大于第二介质材料层的沉积厚度。
27、如上所述，本公开实施例中，半导体鳍沿第二方向延伸，且各半导体鳍在第二方向上的第一端互连，各半导体鳍在第二方向上的第二端互连。意想不到的技术效果是：鳍式场效应管将多个半导体鳍的两端连接起来，且栅极沿第一方向延伸覆盖各半导体鳍位于非互连区域的顶部及侧壁，并填充相邻半导体鳍之间的间隔，从而可以在不增加漏电流的情况下，通过将多个半导体鳍的两端连接，降低了鳍式场效应管的阻值，进而提高了鳍式场效应管的工作电流，进而提升了器件性能。
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1.一种鳍式场效应管，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的鳍式场效应管，其特征在于，所述有源区包括：
3.如权利要求2所述的鳍式场效应管，其特征在于，还包括：
4.如权利要求1~3中任一项所述的鳍式场效应管，其特征在于，所述半导体鳍包括：沿第三方向呈上下分布的基部和功能部；所述第三方向垂直于所述第一方向和所述第二方向的相交平面；
5.如权利要求4所述的鳍式场效应管，其特征在于，还包括：
6.一种鳍式场效应管的制备方法，其特征在于，包括：
7.如权利要求6所述的鳍式场效应管的制备方法，其特征在于，所述半导体鳍包括：沿第三方向呈上下分布的基部和功能部；所述第三方向垂直于所述第一方向和所述第二方向的相交平面；所述在各所述半导体鳍位于非互连区域的顶部及侧壁形成栅极之前，所述鳍式场效应管的制备方法还包括：
8.如权利要求6或7所述的鳍式场效应管的制备方法，其特征在于，所述在所述衬底内形成有源区，包括：
9.如权利要求8所述的鳍式场效应管的制备方法，其特征在于，所述在所述衬底内形成所述有源区
10.如权利要求9所述的鳍式场效应管的制备方法，其特征在于，
...【技术特征摘要】
1.一种鳍式场效应管，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的鳍式场效应管，其特征在于，所述有源区包括：
3.如权利要求2所述的鳍式场效应管，其特征在于，还包括：
4.如权利要求1~3中任一项所述的鳍式场效应管，其特征在于，所述半导体鳍包括：沿第三方向呈上下分布的基部和功能部；所述第三方向垂直于所述第一方向和所述第二方向的相交平面；
5.如权利要求4所述的鳍式场效应管，其特征在于，还包括：
6.一种鳍式场效应管的制备方法，其特征在于，包括：
7.如权利要求6所述的鳍式场效应管的制备方法，其特征在于，所述半...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈涛，张帅博，朱梦媚，
申请(专利权)人：合肥晶合集成电路股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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