(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィン型電界効果トランジスタを製造する方法であって、
略Ｕ形状のトレンチによって互いに分離された二つの脚部を含む半導体フィンを形成するステップであって、前記二つの脚部のうちの一方がソース領域を含み、前記二つの脚部のうちのもう一方がドレイン領域を含む、ステップと、
前記半導体フィンに隣接して犠牲材料を形成するステップであって、前記犠牲材料は、少なくとも、前記半導体フィンの第一の側面上と、前記第一の側面とは相対する前記半導体フィンの第二の側面上と、前記半導体フィンの前記トレンチ内とに形成される、ステップと、
誘電体材料で前記犠牲材料を被覆するステップと、
前記誘電体材料の一部と前記トレンチ内の犠牲材料の少なくとも一部とを除去して、前記第一及び第二の側面上の犠牲材料へと通じる通路を開口させるステップと、
前記誘電体材料の下の前記犠牲材料を燃焼させ、かつ、その反応生成物を前記通路を介して排出することによって、空洞を形成するステップであって、前記空洞は、前記半導体フィンの前記第一の側面に沿った第一の空洞と、前記半導体フィンの前記第二の側面に沿った第二の空洞と、前記半導体フィンの前記トレンチ内の、前記第一及び第二の空洞を互いに結合する第三の空洞とを含む、ステップと、
前記空洞内の前記半導体フィンに隣接してゲート誘電体を形成するステップと、
前記ゲート誘電体を形成した後、前記空洞内にゲートを形成するステップと、
を含む、ことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記犠牲材料を形成するステップは、前記半導体フィンに隣接して側壁スペーサを形成するステップを含む、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記側壁スペーサを形成するステップは、炭素側壁スペーサを形成するステップを含む、ことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記通路を開口させるステップは、
前記トレンチ内の犠牲材料が露出されるまで、化学機械平坦化で、前記犠牲材料上に配置された前記誘電体材料のうちの全てではなく一部を除去するステップと、
前記トレンチ内の前記露出された犠牲材料を除去するステップと、
を含む、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記通路を開口させるステップは、
前記トレンチ内の犠牲材料が少なくとも部分的に露出されるまで、前記誘電体材料を除去するステップと、
前記トレンチ内の前記露出された犠牲材料を除去するステップと、
を含む、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記空洞内に前記ゲートを形成するステップは、前記空洞内への複数の開口へと反応性ガスを流入することによって、前記半導体フィンの前記第一の側面、前記第二の側面、及び前記トレンチの内面をそれぞれ横断するゲートを形成するステップを含む、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
複数のフィン型電界効果トランジスタを含むフィン列であって、各フィンは、略Ｕ形状のトレンチによって互いに分離された二つの脚部を含み、前記二つの脚部のうちの一方がソース領域を含み、前記二つの脚部のうちのもう一方がドレイン領域を含み、各フィン型電界効果トランジスタは前記トレンチに沿った三つのチャネルを含む、フィン列と
前記フィン列の第一の側面に隣接して配置された第一の中空ゲートと、
前記フィン列の前記第一の側面とは相対する第二の側面に隣接して配置された第二の中空ゲートと、
前記フィン列の前記トレンチ内に配置された、前記第一の中空ゲートと前記第二の中空ゲートとを互いに結合する第三のゲートと、
前記フィン列と前記ゲートの各々との間に配置されたゲート誘電体と、
を含む、ことを特徴とするデバイス。
【請求項８】
前記複数のフィン型電界効果トランジスタのうちの各フィン型電界効果トランジスタのフィン幅は、フォトリソグラフィー解像度限界よりも小さい、ことを特徴とする請求項７に記載のデバイス。
【請求項９】
各々が上部ゲートおよび二つの中空側面ゲートを含む、複数のフィン型トリゲート電界効果トランジスタであって、前記トランジスタの各フィンは、略Ｕ形状のスロットによって互いに分離された二つの脚部を含み、前記二つの脚部のうちの一方がソース領域を含み、前記二つの脚部のうちのもう一方がドレイン領域を含み、前記二つの中空側面ゲートは、前記フィンの相対する二つの側面上にそれぞれ少なくとも部分的に配置され、前記上部ゲートは、前記スロット内に少なくとも部分的に配置され、かつ、前記二つの中空側面ゲートを互いに結合しており、前記ゲートの各々と前記フィンとの間にはゲート誘電体が配置されている、複数のフィン型トリゲート電界効果トランジスタと、
各々が、隣接するフィン型トリゲート電界効果トランジスタの前記中空側面ゲート間に配置された、複数の誘電体部材と、
を含み、
前記誘電体部材は前記側面ゲートよりも深い凹部内へと伸長している、ことを特徴とするデバイス。
【請求項１０】
前記凹部は、側壁スペーサオーバーエッチング凹部である、ことを特徴する請求項９に記載のデバイス。
【請求項１１】
前記凹部は、フォトリソグラフィー解像度限界よりも狭い、ことを特徴する請求項９に記載のデバイス。
【請求項１２】
前記上部ゲートと前記二つの側面ゲートのうちの少なくとも一つは、空洞内に形成されている、ことを特徴する請求項９に記載のデバイス。
【請求項１３】
前記上部ゲートおよび前記二つの側面ゲートの各々は、空洞内に形成されている、ことを特徴する請求項１２に記載のデバイス。
【請求項１４】
フィン型電界効果トランジスタであって、
略Ｕ形状のトレンチによって互いに分離された二つの脚部を含むフィンであって、前記二つの脚部のうちの第一の脚部はソース領域を含み、前記二つの脚部のうちの第二の脚部はドレイン領域を含む、フィンと、
ゲートと、 
前記フィンと前記ゲートとの間に配置されたゲート誘電体と、
を含み、
前記ゲートは、
前記フィンの第一の側面に沿って形成された第一の中空側面ゲートと、
前記第一の側面とは相対する前記フィンの第二の側面に沿って形成された第二の中空側面ゲートと、
前記フィンの前記トレンチ内に形成された、前記第一の中空側面ゲートと前記第二の中空側面ゲートとを互いに結合する上部ゲートと、
を含む、ことを特徴とするフィン型電界効果トランジスタ。
【請求項１５】
前記フィン型電界効果トランジスタは前記トレンチに沿った三つのチャネルを含む、ことを特徴とする請求項１４に記載のフィン型電界効果トランジスタ。
【請求項１６】
前記三つのチャネルのうちの第一のチャネルは略水平であり、前記三つのチャネルのうちの第二および第三のチャネルは略垂直である、ことを特徴とする請求項１５に記載のフィン型電界効果トランジスタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、概して電子デバイスに関し、より詳細には、ある実施形態において、フィン型電界効果トランジスタに関する。
【背景技術】
【０００２】
フィン型電界効果トランジスタ（フィンＦＥＴ）は、基板から概ね垂直に立ち上がるフィン（例えば、丈が長く薄い半導体部分）の周囲にしばしば構築される。通常、フィンのある側面をコンフォーマルに上り、頂点を超えてフィンの別の側面を下ることによって、ゲートはフィンを横断する。場合によっては、ゲートは、フィンの両側面に接触して配置され、頂点を超えては伸長しない。概して、ソースおよびドレインは、フィンの終端近くのゲートの相対する側に配置される。動作においては、ソースおよびドレイン間のフィンを通る電流は、ゲートに選択的に電圧を印加することによって制御される。
【０００３】
幾つかのフィンＦＥＴは、側壁スペーサプロセスで形成されるゲートを含む。このプロセスの幾つかのタイプにおいては、ゲートは、コンフォーマルな導電膜でフィンを被覆し、続いて、導電膜を異方性エッチングすることによって形成される。エッチングの間、導電性材料は垂直表面からよりも水平表面からより迅速に除去される。その結果として、導電性材料の一部はフィンの垂直側壁に接触して残存し、それによってゲートを形成する。このプロセスの利点は、しばしばアラインメントおよび解像度の制約を受けるフォトリソグラフィーによってパターン化されたゲートと比較して、比較的狭小なゲートを形成することができることである。
【０００４】
側壁スペーサプロセスでゲートを形成することによって幾つかのプロセスの問題点を回避するが、他の故障メカニズムを生じさせる可能性がある。フィンの側壁は、しばしば垂直ではなく傾いている。なぜなら、フィンは、完全に異方性ではないエッチングステップで形成されたからである。これらの傾いた側壁は、側壁スペーサプロセスのためのプロセスウインドウを狭め、場合によっては閉じてしまう。角度によって、隣接するフィンの基部は、お互いのより近傍に配置され、コンフォーマルな膜がこのより狭小な間隙に堆積されると、隣接する側壁を被覆する膜の一部が連結する可能性があり、それによって、間隙内により大きな垂直厚を有する膜を生成することになる。膜は、間隙内で厚くなる可能性があるため、側壁スペーサエッチングは、隣接するゲート間の導電膜の全てを除去することができない。結果として生じる導電性残留物は隣接するフィンＦＥＴを短絡するストリンガーを形成し、効率が低下する。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】本技術の一実施形態に従う製造プロセスの一例を示す。
【図２】本技術の一実施形態に従う製造プロセスの一例を示す。
【図３】本技術の一実施形態に従う製造プロセスの一例を示す。
【図４】本技術の一実施形態に従う製造プロセスの一例を示す。
【図５】本技術の一実施形態に従う製造プロセスの一例を示す。
【図６】本技術の一実施形態に従う製造プロセスの一例を示す。
【図７】本技術の一実施形態に従う製造プロセスの一例を示す。
【図８】本技術の一実施形態に従う製造プロセスの一例を示す。
【図９】本技術の一実施形態に従う製造プロセスの一例を示す。
【図１０】本技術の一実施形態に従う製造プロセスの一例を示す。
【図１１】本技術の一実施形態に従う製造プロセスの一例を示す。
【図１２】本技術の一実施形態に従う製造プロセスの一例を示す。
【図１３】本技術の一実施形態に従う製造プロセスの一例を示す。
【図１４】本技術の一実施形態に従う製造プロセスの一例を示す。
【図１５】本技術の一実施形態に従う製造プロセスの一例を示す。
【図１６】本技術の一実施形態に従う製造プロセスの一例を示す。
【図１７】本技術の一実施形態に従う製造プロセスの一例を示す。
【図１８】本技術の一実施形態に従う製造プロセスの一例を示す。
【図１９】本技術の一実施形態に従う製造プロセスの一例を示す。
【図２０】本技術の一実施形態に従う製造プロセスの一例を示す。
【図２１】本技術の一実施形態に従う製造プロセスの一例を示す。
【図２２】本技術の一実施形態に従う製造プロセスの一例を示す。
【図２３】本技術の一実施形態に従う製造プロセスの一例を示す。
【図２４】本技術の一実施形態に従う製造プロセスの一例を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
上述された問題点のうちの幾つかは、新規の製造プロセスのある実施形態によって緩和される可能性がある。以下に記述される一実施形態においては、フィン側面に沿った絶縁洞穴内にゲートが形成される。本実施形態の洞穴は、ゲート外形内に炭素モールドを形成するステップ、炭素モールドを絶縁体で被覆するステップ、および、その後でモールドを燃焼させることによって絶縁体下から炭素モールドを除去するステップによって構築される。結果として生じる空洞は、その後、トランジスタを形成するため、ゲート絶縁体と導電性ゲート材料で少なくとも部分的に充填される。ゲートが形成される前に、空洞は互いに絶縁されるため、ゲートは他のゲートと短絡しにくいと考えられる。このプロセスおよび他のプロセスは、図１−図２４に関連して以下に記述される。
【０００７】
図１に示されるように、製造プロセスは、基板１１０を提供するステップで開始する。基板１１０は、単結晶もしくは多結晶性シリコン、ヒ化ガリウム、リン化インジウム、または、半導体特性を有する他の材料などの半導体材料を含んでもよい。あるいは、もしくはそれに加えて、基板１１０は、例えば、プラスチックもしくはセラミック工作表面など、その上に電子デバイスが構築される可能性のある、非半導体表面を含んでもよい。用語“基板”は、製造の種々の段階における物体を包含し、処理されていない全ウェーハ、部分的に処理された全ウェーハ、完全に処理された全ウェーハ、ダイスカットされたウェーハの一部、もしくは、パッケージされた電子デバイスにおけるダイスカットされたウェーハの一部を含む。
【０００８】
本実施形態においては、基板１１０は、上部ドープ領域１１２および下部ドープ領域１１４を含む。上部ドープ領域１１２および下部ドープ領域１１４は、異なるようにドープされてもよい。例えば、上部ドープ領域１１２はｎ＋材料を含み、下部ドープ領域１１４は、ｐ−材料を含んでもよい。上部ドープ領域１１２の深度は、例えば、メモリデバイスのアレイ領域の実質部分のように、基板１１０の実質表面上で概ね均一であってもよい。上部ドープ領域１１２および下部ドープ領域１１４は、ドーパント材料を埋め込むステップもしくは拡散させるステップによって形成されてもよい。あるいは、もしくはそれに加えて、これらの領域１１２および領域１１４のうちの一つ、もしくはその両方は、半導体材料のエピタキシャル堆積中、もしくはウェーハがそこから切断されうる半導体インゴットの成長中など、基板１１０の全てもしくは一部の成長もしくは堆積中にドープされてもよい。以下に説明されるように、上部ドープ領域１１２は、トランジスタのソースおよびドレインを形成するために使用される材料を提供し、下部ドープ領域１１４は、トランジスタのチャネルを形成するために使用される材料を提供してもよい。
【０００９】
続いて、図２に示されるようにディープ（深い）トレンチマスク１１６が形成され、図３に示されるように、ディープ（深い）分離トレンチ１１８がエッチングされる。ディープトレンチマスク１１６は、フォトレジストもしくはハードマスクであってもよく、ディープトレンチマスク１１６は、ナノインプリントシステムもしくは電子ビームシステムなどのフォトリソグラフィー装置もしくは他のタイプのリソグラフィー装置でパターン化されてもよい。ディープトレンチマスク１１６は、Ｆ／４、Ｆ／２もしくはＦと概ね等しいかそれよりも小さい幅１２０を有する概ね線形かつ略平行な露出領域と、３Ｆ／４、３Ｆ／２、もしくは３Ｆと概ね等しいかそれよりも小さい幅１２２を有するマスク領域とを含む。ここで、Ｆは、ディープトレンチマスク１１６をパターン化するために使用されるシステムの解像度である。
【００１０】
幾つかの実施形態においては、ディープトレンチマスク１１６は、マスクをダブルピッチにすることによって形成される（図示せず）。このようなプロセスの一実施例においては、ディープトレンチマスク１１６は、まず露出領域の一つおきの対の間の領域をマスクし、その後、各露出領域に対応する領域上のマスク側面にポリシリコン側壁スペーサを形成することによって形成される。その後、初期のマスクは除去されて、酸化物などのハードマスク材料が残存するポリシリコン側壁スペーサを覆って堆積され、このハードマスク材料はエッチバックされるか化学機械平坦化（ＣＭＰ）で平坦化されて、ポリシリコンを露出する。続いて、このポリシリコンが選択的にエッチングされて、図２に示される酸化物ハードマスクの露出領域を形成する。露出領域の幅１２０は、側壁スペーサの幅によって概ね画定されるため、幾つかの実施形態においては、幅１２０はＦよりも小さくなってもよい。
【００１１】
図３に示されるように、マスク１１６によって露出される基板１１０の領域は、ディープ分離トレンチ１１８を形成するためにエッチングされてもよい。本実施形態においては、エッチングは概して、異方性ドライエッチングである。ディープ分離トレンチ１１８は、概して、Ｙ方向に横方向へと、ならびに、Ｚ方向に下方向へと伸長してもよい。ディープ分離トレンチ１１８は、概ね長方形断面もしくは台形断面を有してもよく、幾つかの実施形態においては、その断面は、Ｙ方向に、ある距離にわたって概ね均一であってもよい。
【００１２】
続いて、本実施形態においては、図４に示されるように、ディープトレンチマスク１１６は除去され、ディープ分離トレンチ１１８は、誘電体で充填される。ディープトレンチマスク１１６は、炉内もしくはプラズマエッチングチャンバー内でフォトレジストを酸素と反応させる技術、または選択的にマスク材料をウェットエッチングする技術などの、種々の技術で除去されてもよい。幾つかの実施形態においては、ディープトレンチマスク１１６は、ディープ分離トレンチ１１８の充填後に除去される。他の実施形態においては、ディープトレンチマスク１１６は、ディープ分離トレンチ１１８の充填前に除去されてもよい。例えば、誘電性オーバーバーデンがディープトレンチマスク１１６上、およびディープ分離トレンチ１１８内の両方に堆積されてもよく、ディープトレンチマスク１１６は、オーバーバーデンを除去するための化学機械平坦化（ＣＭＰ）中の停止領域として機能してもよい。ディープ分離トレンチ１１８は、とりわけ、高密度プラズマ（ＨＤＰ）酸化物、スパンオングラス（ＳＯＧ）、もしくはテトラエチルオルトシリケート（ＴＥＯＳ）など、電子的に各フィーチャを分離するための種々の誘電材料で部分的に、もしくは全体に充填されてもよい。幾つかの実施形態においては、さらに各フィーチャを分離するため、ディープ分離トレンチ１１８の底面は、トレンチ１１８の充填前に、分離を高めるために選択されたドーパントを埋め込まれてもよい。さらには、ディープ分離トレンチ１１８は、膜ストレスを軽減し、接着を改良し、または、バリア材料として機能するために例えば、シリコン窒化物などの種々のライナー（内張り）材料を含んでもよい。
【００１３】
図５に示されるように、ディープ分離トレンチ１１８を充填後、シャロウ（浅い）トレンチマスク１２４が基板１１０上に形成される。ディープ（深い）トレンチマスク１１６と同様に、シャロウトレンチマスク１２４は、フォトレジストもしくはハードマスクであってもよく、上述されたような種々のリソグラフィーシステムでパターン化されてもよい。幾つかの実施形態においては、シャロウトレンチマスク１２４は、１／２ピッチだけＸ方向にシフトされていることを除いて、分離トレンチマスク１１６に対して上述されたプロセスと類似した、ダブルピッチマスクプロセスで形成されたハードマスクである。図示されたシャロウトレンチマスク１２４は、Ｆ／４、Ｆ／２もしくはＦと概ね等しいかそれよりも小さい幅を有するスペース１２６を有する露出領域と、３Ｆ／４、３Ｆ／２もしくは３Ｆと概ね等しいかそれよりも小さい幅１２８を有する被覆領域とを含む。露出領域は、概ね線形かつ略平行で、ディープ分離トレンチ１１８間の概ね等距離の点に介在してもよい。
【００１４】
続いて、図６に示されるように、基板１１０の露出領域はエッチングされてシャロウトレンチ１３０を形成する。シャロウトレンチ１３０は、概ね線形かつ略平行で、Ｙ方向に概ね横方向に伸長し、Ｚ方向に概ね下方向に伸長し、したがって、ディープ分離トレンチ１１８に対して略平行であってもよい。本実施形態においては、シャロウトレンチ１３０は、概して異方性ドライエッチングで形成され、上部ドープ領域１１２よりも深いが、ディープ分離トレンチ１１８ほど深くはない。シャロウトレンチ１３０は、相当距離にわたってＹ方向に概ね均一な、概ね長方形もしくは概ね台形のプロファイルを有してもよい。
【００１５】
図７に示されるように、シャロウトレンチ１３０は、窒化物などの犠牲材料で充填される。本実施形態においては、シャロウトレンチ１３０は、ディープ分離トレンチ１１８とは異なる材料で充填され、シャロウトレンチ１３０はディープ分離トレンチ１１８から大量の材料を除去することなく、後のステップで選択的にエッチングすることができる。しかしながら、他の実施形態においては、これらのトレンチ１１８および１３０は、同一の材料を含んでもよい。
【００１６】
続いて、図８に示されるようにフィンマスク１３２が形成される。フィンマスク１３２は、フォトレジストで形成されてもよいし、またはハードマスクであってもよい。フィンマスク１３２は、上述されたあらゆるリソグラフィーシステムもしくは他のシステムでパターン化されてもよい。本実施形態においては、フィンマスク１３２は、幅１３４を有するマスク領域と、幅１３６を有する露出領域を画定する。幅１３４は、Ｆと概ね等しいかそれよりも小さく、幅１３６は、３Ｆ／２と概ね等しいかそれよりも小さくあってもよい。マスク領域は、概ね直線かつ互いに略平行であってもよく、ディープ分離トレンチ１１８およびシャロウトレンチ１３０の両方に対して概ね垂直であり、概してＸ方向に伸長する。
【００１７】
幾つかの実施形態においては、フィンマスク１３２はダブルピッチである。図９に示されるように、側壁スペーサ１３８は、フィンマスク１３２の側壁に接触して形成されてもよい。側壁スペーサ１３８は、基板１１０上にコンフォーマルな膜を堆積し、水平表面からそれを除去するためにコンフォーマルな膜を異方性エッチングするステップによって形成されてもよい。側壁スペーサ１３８は、その後のステップでフィンマスク１３２の選択的除去を容易にするために、フィンマスク１３２とは異なる材料で形成されてもよい。側壁スペーサ１３８は、Ｆ／４、Ｆ／２、もしくはＦと概ね等しいかそれよりも小さい幅１４０を有してもよい。
【００１８】
続いて、図１０に示されるようにフィンマスク１３２は除去され、図１１に示されるようにフィン列１４２が形成される。フィンマスク１３２は、エッチング、または、基板１１０の他の材料よりも実質的に高速でフィンマスク材料を選択的に除去する他のプロセスで除去されてもよい。露出された側壁スペーサ１３８の各々は、フィン列１４２の上部に概ね対応する領域をマスキングしてもよい。本実施形態においては、フィン列１４２は、シャロウトレンチ１３０の深さよりも概ね大きいが、ディープ分離トレンチ１１８ほど深くはない深さ１４４まで、概ね異方性エッチングでエッチングされる。フィン列１４２は、相当距離にわたって、Ｘ方向に概ね均一に伸長する、概ね台形の断面を有してもよい。他の実施形態においては、フィン列１４２は、概ね長方形か曲線などの他のプロファイルを有してもよい。
【００１９】
続いて、図１２に示されるようにスペーサ１３８は除去され、または、幾つかの実施形態においては、スペーサ１３８は、フィン列１４２上に残され、その後のステップの間に除去されてもよい。
【００２０】
図１３および図１４は、フィン列１４２の側壁に接触して形成されうる犠牲材料１４６（本実施形態においては、モールドとして機能し、モールドと称されてもよい）を示す。犠牲材料１４６は、側壁スペーサプロセスで形成されてもよい。犠牲材料１４６は、図１８に関連して以下に記述される一連の導通状態下で流動可能になりうる（例えば、気体もしくは液体などの流体になる）材料で形成されてもよい。使い捨て可能なモールド材料の例は、炭素およびある種のポリマーを含み、その両者は、炉内で酸素と反応させることによって気体として基板１１０から除去されてもよい。コンフォーマルな膜が、基板１１０上に堆積され、上部ドープ領域１１２および下部ドープ領域１１４を被覆してもよく、続いて異方性エッチングされる。側壁スペーサエッチングは下部ドープ領域１１４の一部を除去して、凹部１４８を形成してもよい。凹部１４８は、１Ｆ、Ｆ／２、もしくはＦ／４と概ね等しいかそれよりも小さい幅１５０を有してもよい。以下に説明されるように、凹部１４８を形成するまで側壁スペーサエッチングを継続することによって、モールド１４６で形成されたゲートが互いに短絡する可能性を減少させると考えられる。本実施形態においては、犠牲材料１４６は、上部ドープ領域１１２の底面よりも上方へ伸長し、１Ｆ、Ｆ／２、もしくはＦ／４と概ね等しいかそれよりも小さい幅１５２を有する。
【００２１】
図１５に示されるように、犠牲材料１４６を形成した後、誘電体領域１５４が犠牲材料１４６上を覆って形成されてもよい。幾つかの実施形態においては、誘電体領域１５４は、原子層堆積（ＡＬＤ）などの低温プロセスで堆積される酸化物であってもよい。図示された誘電体１５４は、実質的に、もしくは全体的に犠牲材料１４６を包囲し、オーバーバーデン（表層部分）１５６を含む。
【００２２】
オーバーバーデン１５６は、図１６に示される平坦化ステップで消費される。基板１１０は、エッチバック、ＣＭＰ、もしくは他のプロセスで平坦化されてもよい。幾つかの実施形態においては、オーバーバーデン１５６は、上部ドープ領域１１２の上部、ディープ分離トレンチ１１８、およびシャロウトレンチ１３０が露出されるまで除去されてもよい。誘電体領域１５４とこれらの構造１１２、１１８および１３０との間の遷移は、基板１１０を平坦化するために使用されるプロセスに対する終点を示す引き金となる現象を生み出す可能性がある。例えば、この遷移は、基板１１０の光学特性における変化（例えば色など）、基板１１０を残す廃棄材料の化学特性における変化（例えばエッチングチャンバー内の排気ガスもしくはスラリーｐＨなど）、または、基板１１０の機械的特性における変化（例えば滑り摩擦など）を生み出す可能性がある。
【００２３】
続いて、図１７に示されるように、シャロウトレンチ１３０内の材料の少なくとも一部が除去されてもよい。幾つかの実施形態においては、この材料は窒化物であり、シリコンおよび酸化物に対して選択的なドライエッチングで除去され、相当量の材料の損失を回避する。シャロウトレンチ１３０の少なくとも一部を除去することによって、犠牲材料１４６の側壁１５８への通路を開口させ、この通路によって、犠牲材料１４６の除去が容易になる。
【００２４】
図１８に示されるように、犠牲材料１４６は、シャロウ分離トレンチ１３０を通る開放通路によって除去されてもよい。犠牲材料１４６を除去するため、基板１１０は、プラズマエッチングチャンバー内もしくは炉内の酸素などの酸素プラズマに露出されてもよい。プラズマもしくは他の反応性流体は、シャロウ分離トレンチ１３０を通って流入し、犠牲材料１４６を燃焼させることなどによって、犠牲材料１４６の側壁１５８と反応する。幾つかの実施形態においては、反応の副産物は、例えば、蒸気、一酸化炭素、二酸化炭素などのガスであり、これらのガスはシャロウ分離トレンチ１３０を通って逆流して外へ排出される。幾つかの実施形態においては、犠牲材料１４６のうちの相当部分もしくは実質的に全ての犠牲材料１４６が燃焼して空洞１６０が形成されるまで、燃焼は継続する。結果として生じる空洞１６０は、ある側面では誘電体１５４と境界を接し、別の側面ではフィン列１４２と境界を接する。
【００２５】
空洞１６０の形状は図１９に示されており、図１９は、基板１１０の他の部分を示さずに空洞１６０を示している。空洞１６０の各々は、概ね反射対称で、概ね線形で、かつ略平行な二つの間隙１６２および１６４と、複数のトレンチセグメント１６６とを含んでもよい。図示されたトレンチセグメント１６６は、間隙１６２および１６４の上部に配置され、間隙１６２および１６４を互いに連結する。隣接する空洞１６０は、誘電体１５４（図１８）によってお互いから実質的に、もしくは完全に分離されてもよい。
【００２６】
続いて、図２０に示されるように、ゲート誘電体１６６が空洞１６０内に形成されてもよい。ゲート誘電体１６６は、ＣＶＤなどで堆積されるか、または、基板１１０を酸素に露出することによって成長してもよい。示された実施形態においては、ゲート誘電体１６６は、基板１１０のシリコン部分を酸素と反応させることによって成長するため、ゲート誘電体１６６は、シャロウトレンチ１３０の表面を含むフィン列１４２の露出表面上に配置される。ゲート誘電体１６６を形成するために反応する酸素もしくは他の化学物質は、トレンチセグメント１６６を通って空洞１６０へと流入し、線形間隙１６２および１６４（図１９）内の表面と反応する。種々の実施形態においては、ゲート誘電体１６６は、酸化物、酸窒化物、ハフニウムベースの高ｋ誘電体、もしくは他の適切な材料を含む、種々の材料で形成されてもよい。
【００２７】
図２１、図２２および図２３に示されるように、いったんゲート誘電体１６６が形成されると、ゲート１６８を形成するためにゲート材料が空洞１６６内に堆積されてもよい。図示されたゲート１６８は、窒化チタンもしくは他の適切な導電性材料を堆積することによって形成されてもよい。ゲート材料は、気相反応物質によって基板１１０へ、ならびに空洞１６６内へと運搬されてもよい。反応物質は、シャロウトレンチ１３０を通って空洞１６６内へ流入し、空洞１６６の表面上で反応する。幾つかの実施形態においては、ゲート材料は空洞１６６が充填される前にシャロウトレンチ１３０を閉鎖し、それによって間隙１７０を残す。ゲート材料のオーバーバーデン（表層部分）が基板１１０の表面上に形成され、このオーバーバーデンは、ウェットエッチング、ドライエッチングもしくはＣＭＰプロセスで除去されてもよい。
【００２８】
図２４は、上述されたプロセスで形成されたトランジスタ１７１の一例を示す分解斜視図である。本技術はトランジスタに限定されることはなく、キャパシタもしくは浮遊ゲートトランジスタなどの他のデバイスを形成するために使用されてもよいことに留意されたい。示されたトランジスタ１７１は、フィン１７２、ゲート誘電体１６６、およびゲート１６８を含む。示されたフィン１７２は、シャロウトレンチ１３０に対応する概ねＵ形状のスロット１７８によって分離された二つの脚部１７４および１７６を含む。フィン１７２の末端部分は上部ドープ領域１１２で形成され、フィン１７２のより低い部分は、下部ドープ領域１１４で形成される。エッジ１８０および１８２は、ディープ分離トレンチ１１８によって概ね画定され、フィン１７２の側面１８４および１８５より長くてもよい。図示されたゲート１６８は、側面１８４および１８５と、スロット１７８表面の両方に隣接して配置される。
【００２９】
図示された実施形態においては、ゲート１６８は、二つの側面ゲート１８６および１８８と上部ゲート１９０を含む。二つの側面ゲート１８６および１８８は、概して反射対称であり、両者とも相当距離にわたって概ね均一な断面を有し、概してＸ方向に伸長する。側面ゲート１８６および１８８の形状は、間隙１７０を除いて、犠牲材料１４６の形状と概ね相補的である。図示された上部ゲート１９０は、Ｙ方向に概ね均一な断面を有し、側面ゲート１８６および１８８を互いに連結する。上部ゲート１９０は、間隙を有さずに概ね中実であってもよく、幾つかの実施形態においては、上部ゲート１９０は、間隙を含んでもよい。側面ゲート１８６はフィン１７２の側面１８５に少なくとも部分的に隣接して配置され、上部ゲート１９０は、スロット１７８内に少なくとも部分的に配置され、側面ゲート１８８はフィン１７２の側面１８４に少なくとも部分的に隣接して配置される。図示されたトランジスタ１７１は、トリゲートトランジスタとして特徴づけられてもよい。なぜなら、ゲート１６８はフィン１７２の二側面および上部と隣接して配置されるからである。
【００３０】
動作においては、二つの脚部１７４および１７６は、ソースおよびドレインとして機能し、トランジスタ１７１は、ゲート１６８の電圧に従って、ソースおよびドレイン間の電流を選択的に制御してもよい。図示されたトランジスタ１７１は３つのチャネルを含む。それら３つのチャネルとは、矢印１９２によって表された概ね水平なチャネルと、矢印１９４によって表された概ね垂直な二つのチャネルである。概ね水平なチャネル１９２は上部ゲート１９０から放射される電界によって構築され、概ね垂直なチャネル１９４は二つの側面ゲート１８６および１８８から放射される電界によって構築されてもよい。
【００３１】
本発明は種々の改変および代替形態を受け入れる余地があるが、具体的実施形態が図面において例示の目的で示され、本明細書で詳細に記述されてきた。しかしながら、本発明は開示された特定の形態に限定されることを意図するものではないことを理解されたい。むしろ、本発明は以下の添付の請求項によって定義される本発明の趣旨および範囲内に含まれる全ての改変、均等物および代替物を包含するべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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