高K介質材料；所述高K介質材料包括:氧化鋁、氧化鉿、氧化鉿娃、氮氧化鉿娃、氧化鑭、氧化鑭招、氧化錯、氧化錯娃、氮氧化錯娃、氧化鉭、氧化鈦、氧化鋇銀鈦、氧化鋇鈦、氧化銀鈦、氧化釔、氧化鉛鈧鉭、鈮酸鉛鋅中的一種或多種組合。在一實施例中，所述柵介質層204的材料還包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅中的一種或多種。在另一實施例中，所述柵介質層204的材料為氧化硅、氮化硅、氮氧化硅中的一種或多種。
[0096]所述柵極層205為所述晶體管的柵極。在本實施例中，所述柵極層205的材料為金屬。在另一實施例中，所述柵極層205的材料為多晶娃。此外,所述柵極層205的材料還能夠為碳納米管材料或導電碳材料。
[0097]在本實施例中，所述鰭式場效應晶體管還包括:位于所述柵介質層204表面的介質層(未圖示)，所述介質層的表面與所述柵極層205的表面齊平。
[0098]在本實施例中，所述柵極層205的材料包括金屬，所述金屬為鎢、鈦、鉭、釕、鋯、鈷、銅、鋁、鉛、鉬、錫、銀、金中的一種或多種；所述金屬內還能夠具有其它金屬的摻雜離子；而且，當所述柵極層205的材料包括金屬時，所述柵極層205的材料還能夠包括金屬化合物，所述金屬化合物為氮化鈦、氮化鉭、硅化鎢、氮化鎢、氧化釕、硅化鈷、硅化鎳中的一種或多種。
[0099]本實施例中，所述鰭式場效應晶體管還包括位于所述柵極層205兩側的柵介質層204表面和隔離層202表面的側墻207 ;所述側墻207的材料為氧化硅、氮化硅、氮氧化硅中的一種或多種組合。
[0100]本實施例中，所述鰭式場效應晶體管還包括位于所述柵極層和側墻207兩側的鰭部201表面的源區206a和漏區206b。
[0101]本實施例中，所述襯底表面和鰭部的側壁和頂部表面具有溝道層，所述隔離層位于襯底上的溝道層表面，柵極層位于所述隔離層和柵介質層表面，且形成橫跨所述鰭部的柵極層。所述溝道層用于形成鰭式場效應晶體管的溝道，所述溝道層的材料為拓撲絕緣材料，所述拓撲絕緣材料的表面是無能帶間隙的金屬態，能夠導電，而所述拓撲絕緣材料的內部是有能帶間隙的絕緣體，因此，能夠以所述溝道層與柵介質層相接觸的表面作為允許載流子遷移的晶體管溝道，而且，由于所述拓撲絕緣材料僅允許載流子在表面遷移，使所述晶體管溝道的厚度極薄，從而能夠有效地抑制短溝道效應、防止漏電流的產生，保證了所形成的鰭式場效應晶體管的性能更為穩定。而且，所述拓撲絕緣材料表面的導電能力不受表面具體結構形貌的影響，也不受雜質影響，因此，所述溝道層的導電能力穩定，有利于使所形成的鰭式場效應晶體管的性能保持穩定。
[0102]雖然本發明披露如上，但本發明并非限定于此。任何本領域技術人員，在不脫離本發明的精神和范圍內，均可作各種更動與修改，因此本發明的保護范圍應當以權利要求所限定的范圍為準。
【主權項】
1.一種鰭式場效應晶體管的形成方法，其特征在于， 提供襯底，所述襯底表面具有鰭部，所述鰭部表面的材料為晶態材料； 在所述襯底表面形成隔離層，所述隔離層的表面低于鰭部頂部，且所述隔離層覆蓋部分鰭部的側壁，所述隔離層的材料為非晶態材料； 在所述隔離層表面和鰭部的側壁和頂部表面形成溝道層，所述溝道層的材料為拓撲絕緣材料； 在所述溝道層表面形成柵介質層； 在所述柵介質層表面形成橫跨所述鰭部的柵極層。2.如權利要求1所述的鰭式場效應晶體管的形成方法，其特征在于，所述拓撲絕緣材料為 Bi2Te3' Bi2Se3 或 Sb2Te303.如權利要求1所述的鰭式場效應晶體管的形成方法，其特征在于，所述溝道層的形成工藝包括兩次外延工藝。4.如權利要求3所述的鰭式場效應晶體管的形成方法，其特征在于，所述兩次外延沉積工藝均為分子束外延工藝。5.如權利要求3所述的鰭式場效應晶體管的形成方法，其特征在于，所述兩次外延工藝包括:第一次外延工藝，所述第一次外延工藝具有第一工藝溫度；在所述第一次外延工藝之后，進行第二次外延工藝，所述第二次外延工藝具有第二工藝溫度，且所述第二工藝溫度高于所述第一工藝溫度。6.如權利要求1所述的鰭式場效應晶體管的形成方法，其特征在于，所述鰭部表面的材料為氧化鋁、硅或氧化硅。7.如權利要求6所述的鰭式場效應晶體管的形成方法，其特征在于，所述鰭部表面的材料為氧化鋁，所述鰭部頂部表面的氧化鋁具有(0001)晶面。8.如權利要求1所述的鰭式場效應晶體管的形成方法，其特征在于，所述柵介質層的材料包括高K介質材料。9.如權利要求8所述的鰭式場效應晶體管的形成方法，其特征在于，所述高K介質材料包括:氧化招、氧化鉿、氧化鉿娃、氮氧化鉿娃、氧化鑭、氧化鑭招、氧化錯、氧化錯娃、氮氧化錯石圭、氧化鉭、氧化鈦、氧化鋇銀鈦、氧化鋇鈦、氧化銀鈦、氧化釔、氧化鉛鈧鉭、鈮酸鉛鋅中的一種或多種組合。10.如權利要求8所述的鰭式場效應晶體管的形成方法，其特征在于，所述柵介質層的材料還包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅中的一種或多種。11.如權利要求1所述的鰭式場效應晶體管的形成方法，其特征在于，所述柵極層的材料為多晶石圭。12.如權利要求1所述的鰭式場效應晶體管的形成方法，其特征在于，還包括:在所述柵介質層表面形成介質層，所述介質層的表面與所述柵極層的表面齊平；去除所述柵極層，在所述介質層內形成開口 ；在所述開口內形成柵極。13.如權利要求12所述的鰭式場效應晶體管的形成方法，其特征在于，所述柵極的材料包括金屬，所述金屬為鎢、鈦、鉭、釕、鋯、鈷、銅、鋁、鉛、鉬、錫、銀、金中的一種或多種。14.如權利要求13所述的鰭式場效應晶體管的形成方法，其特征在于，所述柵極的材料還包括金屬化合物，所述金屬化合物為氮化鈦、氮化鉭、硅化鎢、氮化鎢、氧化釕、硅化鈷、硅化鎳中的一種或多種。15.如權利要求12所述的鰭式場效應晶體管的形成方法，其特征在于，所述柵極的材料為碳納米管材料或導電碳材料。16.如權利要求12所述的鰭式場效應晶體管的形成方法，其特征在于，所述柵極內具有?多雜尚子。17.如權利要求1所述的鰭式場效應晶體管的形成方法，其特征在于，所述鰭部的形成工藝包括:提供基底；在所述基底表面形成掩膜層，所述掩膜層覆蓋需要形成鰭部的對應區域；以所述掩膜層為掩膜，刻蝕所述基底，在所述基底內形成溝槽，相鄰溝槽之間的基底形成鰭部，位于所述鰭部底部的基底形成襯底；在刻蝕所述基底之后，去除所述掩膜層。18.如權利要求1所述的鰭式場效應晶體管的形成方法，其特征在于，所述隔離層的材料為氧化硅；所述隔離層的形成工藝包括:在所述襯底和鰭部表面形成隔離膜；平坦化所述隔離膜，直至暴露出鰭部的頂部表面為止；在平坦化工藝之后，回刻蝕所述隔離膜，并暴露出所述鰭部的部分側壁表面，形成隔離層。19.如權利要求1所述的鰭式場效應晶體管的形成方法，其特征在于，還包括:在形成所述柵極層之后，在所述柵極層兩側的鰭部表面形成源區和漏區。20.一種采用如權利要求1至19任一項方法所形成的鰭式場效應晶體管，其特征在于，包括: 襯底，所述襯底表面具有鰭部，所述鰭部表面的材料為晶態材料； 位于所述襯底表面的隔離層，所述隔離層的表面低于鰭部頂部，且所述隔離層覆蓋部分鰭部的側壁，所述隔離層為非晶態材料； 位于所述隔離層表面和鰭部的側壁和頂部表面的溝道層，所述溝道層的材料為拓撲絕緣材料； 位于所述溝道層表面的柵介質層； 位于所述柵介質層表面的柵極層，所述柵極層橫跨所述鰭部。
【專利摘要】一種鰭式場效應晶體管及其形成方法，所述鰭式場效應晶體管的形成方法包括：提供襯底，所述襯底表面具有鰭部，所述鰭部表面的材料為晶態材料；在所述襯底表面形成隔離層，所述隔離層的表面低于鰭部頂部，且所述隔離層覆蓋部分鰭部的側壁，所述隔離層為非晶態材料；在所述隔離層表面和鰭部的側壁和頂部表面形成溝道層，所述溝道層的材料為拓撲絕緣材料；在所述溝道層表面形成柵介質層；在所述柵介質層表面形成橫跨所述鰭部的柵極層。能夠防止所形成的鰭式場效應晶體管產生短溝道效應、以及漏電流，提高鰭式場效應晶體管的性能。
【IPC分類】H01L29/78, H01L29/04, H01L29/10, H01L29/24, H01L21/336
【公開號】CN105514162
【申請號】CN201410505413
【發明人】張海洋
【申請人】中芯國際集成電路制造(上海)有限公司
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2014年9月26日