專利名稱：半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)圖案形成的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及半導(dǎo)體器件，并且更具體地涉及形成一種用
于半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的圖案。
背景技術(shù)：
FinFET (例如MIGFet、 ITFet、多鰭片F(xiàn)inFET)包括設(shè)置 在半導(dǎo)體鰭片結(jié)構(gòu)中的垂直溝道區(qū)域。 一些類型的鰭片場(chǎng)效應(yīng)晶體管 (finFET)的優(yōu)點(diǎn)是FinFET的溝道寬度尺寸沿著該鰭片的垂直高度設(shè) 置，由此允許每個(gè)管芯區(qū)域上有更多的晶體管驅(qū)動(dòng)電流。其對(duì)于其他 類型的具有垂直溝道結(jié)構(gòu)和基本水平的載流子傳輸也是成立的。對(duì)于一些FinFET，鰭片結(jié)構(gòu)的寬度通常是光刻工藝的特征 尺寸。 一些用于進(jìn)一步減小鰭片寬度的技術(shù)包括形成第一鰭片或者其 他類型的結(jié)構(gòu)，然后鄰近第一鰭片形成隔離物。然后將該鄰近于第一 鰭片的隔離物用于圖案化該半導(dǎo)體鰭片結(jié)構(gòu)。使用隔離物來(lái)限定該半導(dǎo)體鰭片結(jié)構(gòu)的一個(gè)挑戰(zhàn)是第一鰭 片可能必須滿足用于形成適當(dāng)?shù)母綦x物的高寬比的參數(shù)。因此，在該 產(chǎn)生的兩個(gè)隔離物之間(并且隨后在該兩個(gè)半導(dǎo)體鰭片結(jié)構(gòu)之間)的 距離可以比預(yù)期的稍微更大地分開(kāi)。所需要的是用于形成在半導(dǎo)體器件中的結(jié)構(gòu)的圖案的改進(jìn) 工藝。


通過(guò)參考附圖可以更好的理解本發(fā)明，并且對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)講，許多目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更加顯而易見(jiàn)。圖1、 3、 7、 9—12、 14、 16、 17、 19、 20和22是根據(jù)本 發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的晶片在其制造的不同階段期間的局部側(cè)剖面圖。圖2、 4 — 6、 8、 13、 15、 18、 21和23是根據(jù)本發(fā)明的一 個(gè)實(shí)施例的晶片在其制造的不同階段期間的局部頂視圖。在不同的附圖中所使用的相同的附圖標(biāo)記表示相同的部 分，除非另有說(shuō)明。該附圖不必按比例繪制。
具體實(shí)施例方式接下來(lái)闡明用于執(zhí)行本發(fā)明的實(shí)例的詳細(xì)描述。該說(shuō)明旨 在描述本發(fā)明而不是限制該發(fā)明。圖1一23示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的在制造FinFET 期間的不同視圖。在示出的實(shí)施例中，通過(guò)氧化圖案化層的可氧化材 料來(lái)形成用于諸如溝道結(jié)構(gòu)(例如FinFET的鰭片)的結(jié)構(gòu)的圖案。圖1是示出從晶片隨后形成FinFET的局部側(cè)剖面圖。在 示出的實(shí)施例中，晶片101具有絕緣體上半導(dǎo)體(SOI)襯底結(jié)構(gòu)，其中 (在示出的實(shí)施例中)絕緣層103設(shè)置在體層例如體硅(未示出)上。 該襯底包括設(shè)置在層103上的半導(dǎo)體層105。層105由半導(dǎo)體材料制成 (例如，單晶硅、硅碳、硅鍺、碳化硅鍺、鎵、砷化鎵、砷化銦、磷化 銦或者其他in — IV族化合物半導(dǎo)體材料，或者其任意組合)。層105 接下來(lái)被圖案化以形成半導(dǎo)體鰭片結(jié)構(gòu)和多鰭片結(jié)構(gòu)的源/漏極結(jié)構(gòu)。 在一個(gè)實(shí)施例中，層105具有500—1500埃的厚度，但是在其他的實(shí) 施例中可以是其他尺寸。在另一個(gè)實(shí)施例中，晶片不包括層103，其中 層105可以是體半導(dǎo)體材料的層。氧化層107 (例如氧化硅)設(shè)置在層105上。在一個(gè)實(shí)施 例中，層107是50 —200埃厚，但是在其他實(shí)施例中可以是其他尺寸， 包括更大的厚度。層107用于對(duì)層109執(zhí)行工藝期間保護(hù)層105并且允許在105層上的氮化物層109的減少應(yīng)力的生長(zhǎng)。氮化物層109 (例如氮化硅)設(shè)置在層107上。在一個(gè)實(shí) 施例中，氮化物層109是300 — 700埃的厚度，但是在其他實(shí)施例中可 以是其他厚度。在一些實(shí)施例中，為了圖案化層105而在層109中隨 后形成圖案?？裳趸牧蠈?11設(shè)置在層109上。在一個(gè)實(shí)施例中，層 111由非晶硅制成并且具有50 — 300埃的厚度，但是在其它實(shí)施例中， 其可以是由其它材料制成和/或由其他厚度制成。例如，在另一個(gè)實(shí)施 例中，可氧化材料層111由氮化物制成。在這個(gè)實(shí)施例中，使用ISSG (在位蒸汽生成)氧化工藝，氮化物是可氧化的。氧化層113設(shè)置在層111上。在一個(gè)實(shí)施例中，氧化層 113是50—100埃厚，但是在其他實(shí)施例中可以是其他尺寸。氧化層 113允許在非晶硅層111上的氮化物層115的減少應(yīng)力的生長(zhǎng)。氮化物層115設(shè)置在層113上。在一些實(shí)施例中，氮化物 層115厚度范圍是100 — 300埃，但是在其他實(shí)施例中可以是其他尺寸。 氮化物層115可以用作掩模以防止層111的選擇部分在隨后的工藝中 被氧化。層115最初由圖案化的光致抗蝕劑層117或者其他的圖案 化材料(TEOS、非晶碳或者其組合物)圖案化，以形成用于FinFET 的多鰭片半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的一般圖案。圖2示出層117的圖案的頂視圖， 該圖案由傳統(tǒng)的光刻技術(shù)來(lái)圖案化。圖2示出具有一個(gè)鰭片結(jié)構(gòu)205 的圖案的FinFET結(jié)構(gòu)圖案，所述一個(gè)鰭片結(jié)構(gòu)205的圖案設(shè)置在層117 的用于源/漏極結(jié)構(gòu)203和201的圖案之間。參照?qǐng)D3 ,從層117的圖案化結(jié)構(gòu)(如圖2所示)，層
9115、 113和111都根據(jù)該層被圖案化。在一個(gè)實(shí)施例中，這些層使用 用于蝕刻這些層的材料的蝕刻化學(xué)物而被圖案化。在一個(gè)實(shí)施例中，
使用CH4和CHF3氣體來(lái)蝕刻層115和113。在一個(gè)實(shí)施例中，可以用 相同的蝕刻化學(xué)物來(lái)部分地蝕刻層111，其中層111剩余的部分可以使 用HBr、 CL2、 02和CF4氣體來(lái)蝕刻。在另一個(gè)實(shí)施例中，每一層可以 由不同的氣體化學(xué)物來(lái)蝕刻。然而，在其他的實(shí)施例中可是使用其他 的蝕刻化學(xué)物。當(dāng)蝕刻化學(xué)物蝕刻一種材料相對(duì)于期望被去除的另一 種材料以較慢的速率進(jìn)行時(shí)，該蝕刻化學(xué)物相對(duì)于該另一種材料對(duì)該 一種材料是"選擇性的"。在蝕刻層115、 113和111之后，層117的圖 案化結(jié)構(gòu)被去除。圖4示出在圖案化的溝道結(jié)構(gòu)限定掩模401形成在晶片 101上之后的晶片101局部頂視圖。在一個(gè)實(shí)施例中，掩模401由光致 抗蝕劑或者其他掩模材料形成，掩模401用于圖案化氮化物層115。圖 5示出晶片101在去除設(shè)置在層113的剩余部分上的掩模401的外面的 部分層115之后的局部頂視圖。圖6是在去除掩模401以在區(qū)域605中留下氮化物層115 的暴露部分之后的晶片101的頂視圖。在區(qū)域603和601中，在去除 掩模401之前去除氮化物層115以(例如通過(guò)傳統(tǒng)的蝕刻工藝)使層 113暴露。圖7示出圖6所示出的同一階段的晶片101的局部側(cè)視 圖。注意到氮化物層115的一部分留在區(qū)域605中，但是在區(qū)域603 和601中已被去除。在圖6和7示出的階段之后，晶片101經(jīng)受氧化工藝以氧 化層111的材料。在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)使晶片經(jīng)受將晶片暴露在存 在氧的高溫(例如1000—110(TC)中的爐管氧化來(lái)執(zhí)行氧化工藝。在 一個(gè)實(shí)施例中，該爐管氧化工藝提供了具有受控生長(zhǎng)速率的高質(zhì)量氧
10化。然而，在其他實(shí)施例中，也可以使用其他的氧化工藝，例如快速 熱退火。圖8是氧化之后的晶片101的局部頂視圖。圖9是晶片 101在同一階段的局部側(cè)橫截面圖。圖10是晶片101在同一階段其中 從圖9的視圖旋轉(zhuǎn)90度得到的局部側(cè)橫截面圖。返回參照?qǐng)D8，在一個(gè)實(shí)施例中，該氧化工藝氧化區(qū)域 601、 603和605中的層111的暴露的側(cè)壁，使得氧化物813形成在那 些側(cè)壁上。注意圖8中的虛線803，其限定在側(cè)壁上的氧化物813的向 內(nèi)范圍。而且，由于層113的氧滲透而使氧化物813形成在區(qū)域601 和603中的層111的頂部。在該附圖中，層113被示出為氧化物813 的一部分。在氧化工藝期間，設(shè)置在區(qū)域605中的層111的上部由于 在區(qū)域605中的層115的一部分所提供的保護(hù)而未被氧化。例如，參 見(jiàn)圖9，其中區(qū)域605中的一部分層115下面的部分氧化物813與層 113的厚度相同。該氧化工藝消耗了一部分層111。因此，由于在區(qū)域605 中的層115所提供的保護(hù)而使區(qū)域605中保留的一部分層111大于在 區(qū)域601和603中的保留的一部分層111。 參照附圖10，氧化物813包括氧化物結(jié)構(gòu)1001和1003， 其形成在區(qū)域605中的一部分層111的側(cè)壁上，結(jié)構(gòu)1001和1003隨 后被用于限定在半導(dǎo)體層105中形成的鰭片結(jié)構(gòu)。 而且，如在圖8、 9和IO中的實(shí)施例所示的，氧化物813 生長(zhǎng)超出如初始被圖案化(為了比較參見(jiàn)圖6的視圖)的層113的一 部分的初始范圍。因此，如圖10所示，氧化物結(jié)構(gòu)1001和1003從一
11部分層115延伸出來(lái)。圖11示出在去除區(qū)域605中的氮化物層115的剩余部分 并且隨后去除區(qū)域605中的一部分層111上的部分氧化物813之后的 晶片101。在一個(gè)實(shí)施例中，氮化物層115的剩余部分通過(guò)使晶片101 經(jīng)受蝕刻而被去除，以對(duì)氧化物813選擇性地去除氮化物。在一個(gè)實(shí) 施例中，該蝕刻化學(xué)物包括CH3F和02氣體。在蝕刻層115剩余部分期間，也去除氮化物層109的頂部 暴露部分。但是，在蝕刻之后層109仍保留足夠厚的部分。如也在圖11中示出的，在區(qū)域605中的一部分層111的 上的一部分層113 (圖10中示出氧化物813的一部分)通過(guò)使晶片101 經(jīng)受去除氧化物且對(duì)氮化物是選擇性的蝕刻來(lái)被去除?？刂圃撐g刻使 得在區(qū)域601和603中且在結(jié)構(gòu)1003和1001上去除氧化物813的頂 部的較小厚度。在一個(gè)實(shí)施例中，蝕刻的時(shí)間用于受控地去除氧化物。 在其他的實(shí)施例中也可以使用其他受控的氧化物蝕刻技術(shù)。該氧化物 的去除暴露區(qū)域605中的層111。圖12示出在硅層111的暴露部分被去除后的局部側(cè)視圖 (與圖11相同的側(cè)視圖)。在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)對(duì)氧化物和氮化物 是選擇性的且相對(duì)于層111的材料是選擇性的蝕刻劑來(lái)去除層111的 暴露材料(例如非晶硅)。圖13示出與圖12在相同的階段的晶片101的局部頂視 圖。如圖13所示，去除區(qū)域605中的部分層111暴露區(qū)域605中的層 109。而且，如圖13所示，層111的一些部分可以保留在區(qū)域601和 605 (如圖13中虛線示出的)中，但是卻被氧化物813覆蓋。在該實(shí) 施例中，因?yàn)樵谘趸に嚻陂g區(qū)域601和603沒(méi)有被氮化物層115覆 蓋，所以氧化物S13在那些區(qū)域中的層111上比區(qū)域605中的要相對(duì)厚得多。因而，去除在區(qū)域605中的層111上的氧化物813沒(méi)有去除 在區(qū)域601和603中的層111上的所有氧化物813。在一些實(shí)施例中，可以將層111氧化到區(qū)域605之外的層 111 (從圖7所示的視圖來(lái)看)的全部被氧化的程度。在這個(gè)實(shí)施例中， 在圖13的階段中，區(qū)域601和603中的層109上的所有材料被氧化。參照?qǐng)D14，氧化物813的剩余部分用于圖案化層109并 且隨后圖案化層105。在圖案化層109中，設(shè)置在氧化物813外部的部 分層109被去除。參照?qǐng)D14，使用去除氮化物且對(duì)氧化物是選擇性的 蝕刻劑來(lái)執(zhí)行該去除以暴露在未覆蓋部分中的層107。在所示出的實(shí)施 例中，氧化物結(jié)構(gòu)1001和1003用于圖案化氮化物結(jié)構(gòu)1403和1405。圖15是與圖14在同一階段的晶片101的局部頂視圖。如 圖15所示，包括在區(qū)域605中的結(jié)構(gòu)1001和1003之間位置處，按照 氧化物813的圖案去除氮化物層109暴露層107。圖16是與圖14和15所示的同一階段的晶片101的局部 側(cè)橫截面圖。在圖16的實(shí)施例中，被氧化物813覆蓋的部分層111保 留在區(qū)域601和603中。但是，在其他的實(shí)施例中，在區(qū)域601和603 中的全部層111被氧化。圖17示出與圖16在去除氧化物813和層107的暴露部分 之后的相同的局部側(cè)橫截面圖。在一個(gè)實(shí)施例中，使用對(duì)氮化物和層 105的硅(或其他材料)是選擇性的且相對(duì)于氧化物是選擇性的蝕刻劑 來(lái)去除該氧化物。在一個(gè)實(shí)施例中，可以利用HF濕浸或者暴露至C4Fs、 氬和CO氣體。在一些實(shí)施例中，氧化物813在蝕刻層105之前沒(méi)有被 去除或者可以在隨后的階段中去除。圖18是與圖17同一階段的晶片101的局部頂視圖。在圖18的實(shí)施例中，在區(qū)域601和603中的層111的剩余部分由于去除了 氧化物813而暴露。圖19和20是在按照層109的圖案(從圖18所示的視圖 來(lái)看)將層105圖案化之后的晶片101局部側(cè)橫截面圖，圖21是其頂 視圖。在該圖案化期間，從109層上面去除層111的任何剩余部分。在一個(gè)實(shí)施例中，部分層105通過(guò)蝕刻未被覆蓋層109 的部分層105而被去除。在一個(gè)實(shí)施例中，層晶片101經(jīng)受對(duì)氮化物 層109和氧化物層103是選擇性的且相對(duì)于層105的材料是選擇性的 蝕刻劑。在另一個(gè)實(shí)施例中，層105可以在多階段工藝中圖案化， 其中使用也去除部分層109的非選擇性的蝕刻(例如CF4)去除部分層 105，。然后晶片101經(jīng)受各向異性且與非選擇性的蝕刻相比對(duì)氮化物 稍微多些選擇性的二次蝕刻。各向異性蝕刻的使用使得層105的剩余 結(jié)構(gòu)的側(cè)壁相對(duì)更加平滑和垂直。三次蝕刻可以用于蝕刻層105的剩 余的暴露部分。該三次蝕刻對(duì)層103的材料可以是選擇性的。在一些 實(shí)施例中，該蝕刻劑對(duì)氮化物層109可以是選擇性的。在一些實(shí)施例 中， 一部分層109可以在將層105圖案化之后保留。在另一個(gè)實(shí)施例 中，可以去除層109。在另一個(gè)實(shí)施例中，執(zhí)行對(duì)層105的局部蝕刻以允許在暴 露層103之前去除層109。在這個(gè)實(shí)施例中，層107對(duì)于層105的剩余 部分用作硬掩模。當(dāng)在隨后處理之前去除層109時(shí)該實(shí)施例是優(yōu)選的， 并且如果層103暴露，用于去除層109的處理可以使層103產(chǎn)生不期 望的損失。在這個(gè)實(shí)施例中，層107可以具有較厚尺寸。參照?qǐng)D20，氮化物結(jié)構(gòu)1403和1405用于形成層105中 的半導(dǎo)體鰭片結(jié)構(gòu)2003和2005。在一個(gè)實(shí)施例中，在鰭片結(jié)構(gòu)2003
14和2005之間的間隔(圖20中所示的從左到右的尺寸)小于用于制造 晶片101的光刻工藝的特征尺寸。這可以允許在每個(gè)單元區(qū)域放置多 個(gè)鰭片。如圖19所示，在區(qū)域601和603中的層105的圖案化分 別在層105中形成了源/漏極結(jié)構(gòu)1903和1905。圖21示出在層105中全部的半導(dǎo)體多鰭片結(jié)構(gòu)2101的圖 案。在圖21中，該圖案是覆蓋層105的剩余部分的層109的圖案。如 圖21所示，層103在鰭片結(jié)構(gòu)2003 (設(shè)置在結(jié)構(gòu)1403下面)和鰭片 結(jié)構(gòu)2005 (設(shè)置在結(jié)構(gòu)1405下面)之間暴露。在一些實(shí)施例中，層105的結(jié)構(gòu)2101可以經(jīng)受進(jìn)一步的 工藝，例如減薄結(jié)構(gòu)2003和2005 (利用隨后的氧化工藝)和用于摻雜 溝道區(qū)域的離子注入。 圖22示出在柵極2201在鰭片結(jié)構(gòu)2003和2005上形成之 后的晶片101的局部側(cè)視圖。在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)在鰭片結(jié)構(gòu)上形 成柵極氧化物2204，然后在該柵極氧化物2204上沉積柵極材料層(例 如多晶硅)來(lái)形成柵極結(jié)構(gòu)2201。然后將柵極材料層圖案化。在一些 實(shí)施例中，柵極材料層可以在圖案化之前被平面化以減小柵極圖案化 的表面狀況(topography)。在形成柵極結(jié)構(gòu)2201之后，該源/漏極區(qū)域形成在柵極結(jié) 構(gòu)2201外部的半導(dǎo)體層105中(例如通過(guò)離子注入)。在所示出的實(shí) 施例中，該源/漏極區(qū)域設(shè)置在源/漏極結(jié)構(gòu)1903和1905中，也設(shè)置在 柵極結(jié)構(gòu)2201外部的部分鰭片結(jié)構(gòu)2003和2005中。在一個(gè)實(shí)施例中， 在注入源/漏極區(qū)域之前去除設(shè)置在柵極結(jié)構(gòu)2201外部的部分層109。在所示出的實(shí)施例中，施加到柵極結(jié)構(gòu)2201的電壓(在閾值電壓之上)在沿著結(jié)構(gòu)2003和2005的側(cè)壁設(shè)置的垂直溝道區(qū)域 2202、 2203、 2205和2207中形成反型層。當(dāng)閥值電壓施加到柵極結(jié)構(gòu) 2201時(shí)，載流子傳輸(例如電子或者空穴)在溝道區(qū)域中基本上是水 平的(進(jìn)或出在圖22中所示的頁(yè)面)。在一些實(shí)施例中，溝道區(qū)域可 以具有與圖22所示的溝道區(qū)域不同的深度。例如，在一些實(shí)施例中， 溝道區(qū)域在鰭片結(jié)構(gòu)內(nèi)可以重疊(例如溝道結(jié)構(gòu)2202和2203可以在 鰭片結(jié)構(gòu)2003中重疊)。圖23是在源/漏極結(jié)構(gòu)1903和1905中分別形成源/漏極 接觸2303和2307之后的晶片101的局部頂視圖。圖23也示出至柵極 結(jié)構(gòu)2201的柵極接觸2309。對(duì)晶片101執(zhí)行隨后的工藝，包括例如在層103和層105 的剩余部分上面形成互連層(互連和層間介質(zhì))和連接結(jié)構(gòu)(例如鍵 合焊墊)。該晶片可以(例如使用鋸)切割成多個(gè)集成電路管芯，然后封 裝成集成電路封裝。雖然在附圖中僅示出了一個(gè)多鰭片F(xiàn)inFET,但是晶片101 的其他部分可以包括與所示的FinFET同時(shí)形成的其他FinFET。這些 其他的FinFET中的一些可以互連。所述FinFET可以根據(jù)溝道和源/漏 極摻雜而是N-溝道型傳導(dǎo)或者P-溝道型傳導(dǎo)。對(duì)于鰭片結(jié)構(gòu)之間的間隔是亞光刻尺寸的FinFET，在將 半導(dǎo)體鰭片結(jié)構(gòu)圖案化中，可以提供氧化結(jié)構(gòu)的使用。此外，氧化結(jié) 構(gòu)的使用可以允許比使用用于鰭片限定的隔離物圖案化結(jié)構(gòu)而可以獲 得的圖案化結(jié)構(gòu)更短的初始圖案化結(jié)構(gòu)(例如在圖10中的層111的圖 案化結(jié)構(gòu))。更短的結(jié)構(gòu)的使用可以允許這樣的初始結(jié)構(gòu)變得更窄， 由此減小鰭片結(jié)構(gòu)間隔。附圖示出具有兩個(gè)鰭片結(jié)構(gòu)2003和2005的多鰭片半導(dǎo)體
16結(jié)構(gòu)2101的形成。但是，在其他的實(shí)施例中，可以形成只有一個(gè)鰭片 結(jié)構(gòu)。還是在其他的實(shí)施例中，可以形成更多數(shù)目的鰭片結(jié)構(gòu)。例如，
在圖2中示出在結(jié)構(gòu)203和201之間延伸的只有一個(gè)鰭片結(jié)構(gòu)(205)。 在所示的實(shí)施例中，這樣的結(jié)構(gòu)205導(dǎo)致兩個(gè)半導(dǎo)體鰭片結(jié)構(gòu)2003和 2005形成在層105中。但是，在其他的實(shí)施例中，多個(gè)結(jié)構(gòu)在結(jié)構(gòu)201 和203之間延伸并且形成分離的間隔，由此產(chǎn)生在結(jié)構(gòu)1903和1905 之間延伸的更多數(shù)目的鰭片結(jié)構(gòu)。盡管上文中使用特定的材料(例如氧化物、氮化物)以特 定的組合描述了用于圖案化的層(例如115、 113、 111、 109和107)， 但是其他實(shí)施例可以以不同的組合和/或不同的配置利用圖案化層中的 其他的材料。在這個(gè)實(shí)施例中，用于去除這些材料的蝕刻化學(xué)物可以 相對(duì)于上述那些材料是蝕刻選擇性，或者通過(guò)其他工藝。盡管上述說(shuō)明描述了關(guān)于fmFET，但是使用可氧化結(jié)構(gòu) 形成溝道結(jié)構(gòu)可以用于其他類型的晶體管中，包括其它類型的晶體管， 例如包括具有在那些溝道中基本上水平傳輸載流子的垂直溝道區(qū)域的 其他類型晶體管。盡管上述說(shuō)明描述了關(guān)于形成鰭片結(jié)構(gòu)，但是其他結(jié)構(gòu) (例如臺(tái)面)可以通過(guò)使用來(lái)自氧化可氧化材料的氧化物作為圖案來(lái)形 成。在一個(gè)實(shí)施例中，制造半導(dǎo)體器件的方法提供包括具有半 導(dǎo)體層的襯底以及形成用于在半導(dǎo)體層中形成半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的圖案。用 于形成圖案的方法包括在半導(dǎo)體層上提供可氧化層，氧化可氧化層的 側(cè)壁以形成氧化物掩模，以及在氧化之后，去除可氧化層的材料，而 留下氧化物掩模作為形成半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的圖案。在另一個(gè)實(shí)施例中，在半導(dǎo)體層形成鰭片的方法包括在半
17導(dǎo)體層上形成第一層，在該第一層上形成可氧化層，在可氧化層上形 成第一掩模，根據(jù)第一掩模蝕刻可氧化層，以及在蝕刻可氧化層后在 用于鰭片的區(qū)域上形成第二掩模。該方法還包括執(zhí)行氧化工藝以在第 二掩模位置處的可氧化層的兩個(gè)相對(duì)的側(cè)壁上形成兩個(gè)氧化物結(jié)構(gòu)， 在執(zhí)行氧化工藝之后去除兩個(gè)氧化物結(jié)構(gòu)之間的可氧化層，以及蝕刻 經(jīng)過(guò)包括在兩個(gè)氧化物結(jié)構(gòu)之間的去除的可氧化層的位置處的該第一 層。蝕刻導(dǎo)致在兩個(gè)氧化物結(jié)構(gòu)的位置處的第一層材料留下。該方法 還包括蝕刻半導(dǎo)體層以在兩個(gè)氧化物結(jié)構(gòu)的位置處形成兩個(gè)鰭片。在另一個(gè)實(shí)施例中，制造半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的方法包括，提
供半導(dǎo)體層、在半導(dǎo)體層上的第一層、第一層上的可氧化層和在可氧 化層上的掩模層。該方法還包括圖案化掩模層以留下第一源/漏極圖案 和第二源/漏極圖案以及在第一源/漏極圖案和第二源/漏極圖案之間的
溝道圖案。該方法還包括根據(jù)第一源/漏極圖案、第二源/漏極圖案和溝 道圖案圖案化可氧化層以留下第一源/漏極圖案和第二源/漏極圖案下 的可氧化層的源/漏極圖案部分以及溝道圖案下面的可氧化層的溝道圖 案部分。暴露可氧化層的源/漏極圖案部分和可氧化層的溝道圖案部分 的側(cè)壁。該方法還包括在溝道圖案上施加圖案化的掩模，去除可氧化 層的源/漏極圖案部分上的第一源/漏極圖案和第二源/漏極圖案，以及執(zhí) 行氧化以使得在可氧化層的溝道圖案部分的兩個(gè)側(cè)壁上生長(zhǎng)氧化物和 在可氧化層的源/漏極圖案部分上生長(zhǎng)氧化物層。該方法還包括去除在 溝道圖案上面的圖案化的掩模，去除溝道圖案部分的兩個(gè)側(cè)壁上的氧 化物之間的圖案化的掩模的位置處的一部分可氧化物層，以及在去除 該一部分可氧化層之后圖案化半導(dǎo)體層。半導(dǎo)體層的圖案化包括在溝 道圖案部分的兩個(gè)側(cè)壁上的先前的氧化物的位置處形成兩個(gè)半導(dǎo)體結(jié) 構(gòu)。雖然在此示出且描述了本發(fā)明的特定的實(shí)施例，但是本領(lǐng) 域技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識(shí)到基于在此的教導(dǎo)，可以在不背離本發(fā)明及其更 廣的范圍的情況下做出進(jìn)一步改變和修改，因而，在所附權(quán)利要求包括在其范圍內(nèi)的所有這樣的改變和修改在本發(fā)明的真正精神和范圍 內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種制造半導(dǎo)體器件的方法，包括提供具有半導(dǎo)體層的襯底；以及形成用于在所述半導(dǎo)體層中形成半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的圖案；所述的用于形成圖案的方法包括在所述半導(dǎo)體層上提供可氧化層；氧化所述可氧化層的側(cè)壁以形成氧化物掩模；以及在所述氧化之后，去除所述可氧化層的材料而留下所述氧化物掩模作為用于形成半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的圖案。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，進(jìn)一步包括 在形成所述可氧化層之前在所述半導(dǎo)體層上形成掩模層；以及 圖案化所述掩模層。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中用于所述氧化步驟中的所述 可氧化層包括非晶硅，用于所述氧化步驟中的所述掩模層包括氮化硅。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，還包括在形成所述掩模層之前在 所述半導(dǎo)體層上形成氧化物層。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述的形成圖案還包括在形 成所述掩模層之前在所述可氧化層上形成氧化物層。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述的形成圖案還包括 在所述可氧化層上形成掩模；以及根據(jù)所述掩模來(lái)圖案化所述可氧化層以形成所述可氧化層的第一 源/漏極圖案部分、第二源/漏極圖案部分和溝道圖案部分。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述的形成圖案還包括在所述氧化之前，去除所述第一和第二源/漏圖案部分上的所述掩模，而 留下所述溝道圖案部分上的所述掩模的一部分。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，進(jìn)一步包括在所述的氧化之后去除在所述溝道圖案部分上的所述掩模的一部 分；以及其中所述的去除所述可氧化層的材料包括去除在所述溝道圖案部 分上的所述掩模的一部分的位置處的所述溝道圖案部分中的可氧化 層。
9. 根據(jù)權(quán)利要求S所述的方法，其中所述的形成圖案還包括 在形成所述可氧化層之前在所述半導(dǎo)體層上形成掩模層；以及通過(guò)去除在所述溝道圖案部分上的所述掩模的一部分的位置處的 所述溝道圖案部分中的可氧化層而使去除的所述溝道圖案部分中的所 述可氧化層的位置處的所述掩模層去除。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述的形成圖案還包括在所述的氧化側(cè)壁之前圖案化所述可氧化層。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述的氧化側(cè)壁的步驟形 成氧化物使得其相對(duì)于所述可氧化層是可選擇性蝕刻的。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括圖案化所述可氧化層，其中所述的圖案化形成第一側(cè)壁和第二側(cè)壁，其中所述第一側(cè)壁是與所述第二側(cè)壁相對(duì)的側(cè)壁；其中所述的氧化所述可氧化層的側(cè)壁以形成氧化物掩模包括氧化 所述第一側(cè)壁以形成第一氧化物掩模以及氧化所述第二側(cè)壁以形成第 二氧化物掩模；其中所述的去除所述可氧化層的材料而留下作為所述圖案的氧化 物掩模還包括去除在所述第一氧化物掩模和所述第二氧化物掩模之間的所述可氧化物層的材料。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，還包括圖案化所述半導(dǎo)體層以在所述第一氧化物掩模的位置處形成第一 結(jié)構(gòu)以及在所述第二氧化物掩模的位置處形成第二結(jié)構(gòu)，其中所述的 圖案化去除在所述第一氧化物掩模和所述第二氧化物掩模之間的所述 可氧化層的材料的位置處的所述半導(dǎo)體層的材料。
14. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，還包括 使用所述圖案以在所述半導(dǎo)體層中形成鰭片。
15. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，還包括 在所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中形成溝道區(qū)域。
16. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中其中所述可氧化層包括氮化物，所述的氧化包括執(zhí)行在位蒸汽生 成的氧化工藝。
17. —種在半導(dǎo)體層中形成鰭片的方法，包括 在所述半導(dǎo)體層上形成第一層； 在所述第一層上形成可氧化層； 在所述可氧化層上形成第一掩模； 根據(jù)所述第一掩模蝕刻所述可氧化層；在所述的蝕刻所述可氧化層之后在用于鰭片的區(qū)域上形成第二掩模；執(zhí)行氧化工藝以在所述第二掩模的位置處的所述可氧化層的兩個(gè) 相對(duì)的側(cè)壁上形成兩個(gè)氧化物結(jié)構(gòu)；在所述的執(zhí)行氧化工藝之后去除在所述兩個(gè)氧化物結(jié)構(gòu)之間的所 述可氧化層；蝕刻經(jīng)過(guò)包括在所述兩個(gè)氧化物結(jié)構(gòu)之間的去除了的可氧化層的位置處的所述第一層，其中所述的蝕刻使得在所述兩個(gè)氧化物結(jié)構(gòu)的 位置處留下所述第一層的材料；蝕刻所述半導(dǎo)體層以在所述兩個(gè)氧化物結(jié)構(gòu)的位置處形成兩個(gè)鰭片。
18.如權(quán)利要求n所述的方法，其中所述的形成可氧化層的步驟 包括形成非晶硅的可氧化層。
19. 如權(quán)利要求17所述的方法，其中，在去除所述兩個(gè)氧化物結(jié) 構(gòu)之后，執(zhí)行所述的蝕刻所述半導(dǎo)體層以在所述兩個(gè)氧化物結(jié)構(gòu)的位 置處形成兩個(gè)鰭片。
20. 如權(quán)利要求17所述的方法，其中所述的蝕刻所述可氧化層的特征還在于留下第一源/漏極圖案結(jié) 構(gòu)和第二源/漏極圖案結(jié)構(gòu)；所述的執(zhí)行氧化工藝的特征還在于在所述第一源/漏極圖案結(jié)構(gòu) 和所述第二源/漏極圖案結(jié)構(gòu)上生長(zhǎng)氧化物，其用于防止去除那些位置 處的所述第一層；以及所述的蝕刻所述半導(dǎo)體層的特征還在于在所述半導(dǎo)體層中留下 連接到所述鰭片的第一源/漏極結(jié)構(gòu)和第二源/漏極結(jié)構(gòu)。
21. —種制造半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的方法，包括提供半導(dǎo)體層、在所述半導(dǎo)體層上的第一層、在所述第一層上的 可氧化層以及在所述可氧化層上的掩模層；圖案化所述掩模層以留下第一源/漏極圖案和第二源/漏極圖案以及在所述第一源/漏極圖案和所述第二源/漏極圖案之間的溝道圖案；根據(jù)第一源/漏極圖案、第二源/漏極圖案以及溝道圖案將所述可氧 化層圖案化，以留下所述第一源/漏極圖案和所述第二源/漏極圖案下的 所述可氧化層的源/漏極圖案部分以及所述溝道圖案部分下的所述可氧 化層的溝道圖案部分，由此暴露所述可氧化層的源/漏極圖案部分和所述可氧化層的溝道圖案部分的側(cè)壁；在所述溝道圖案上施加圖案化的掩模；去除所述可氧化層的源/漏極圖案部分上的所述第一源/漏極圖案 和所述第二源/漏極圖案；執(zhí)行氧化以使得在所述可氧化層的溝道圖案部分的兩個(gè)側(cè)壁上生 長(zhǎng)氧化物以及在所述可氧化層的源/漏極圖案部分上生長(zhǎng)氧化物層； 去除所述溝道圖案上的圖案化的掩模；去除所述溝道圖案部分的所述兩個(gè)側(cè)壁上的氧化物之間圖案化的 掩模的位置處的所述可氧化層的一部分；在去除所述可氧化層的一部分之后，圖案化所述半導(dǎo)體層，其中 所述的圖案化半導(dǎo)體層包括在所述溝道圖案部分的所述兩個(gè)側(cè)壁上的 先前的所述氧化物的位置處形成兩個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中所述的圖案化所述半導(dǎo)體層的特征還在于留下耦合到所述兩個(gè) 半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的所述半導(dǎo)體層中的第一源/漏極區(qū)域和第二源/漏極區(qū)域。
全文摘要
根據(jù)通過(guò)氧化可氧化材料的層(111)的側(cè)壁所形成的圖案在半導(dǎo)體層中形成例如鰭片的結(jié)構(gòu)。在一個(gè)實(shí)施例中，源/漏極圖案結(jié)構(gòu)和鰭片圖案結(jié)構(gòu)在可氧化層上被圖案化。然后由在溝道圖案結(jié)構(gòu)的側(cè)壁上和源/漏極圖案結(jié)構(gòu)的頂表面上生長(zhǎng)氧化物的氧化工藝來(lái)掩蔽該鰭片圖案結(jié)構(gòu)。接下來(lái)去除溝道圖案結(jié)構(gòu)的剩余的可氧化材料留下在氧化層的兩個(gè)部分(1003，1001)之間的孔。在一個(gè)實(shí)施例中，這兩個(gè)部分(2003，2005)用作圖案化該半導(dǎo)體層以形成兩個(gè)鰭片的掩模。該圖案化還留下連接到鰭片的源/漏極結(jié)構(gòu)。
文檔編號(hào)H01L21/50GK101449367SQ200780018190
公開(kāi)日2009年6月3日 申請(qǐng)日期2007年4月5日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月19日
發(fā)明者塔伯·A·斯蒂芬斯, 羅天英, 羅德·R·莫拉, 萊奧·馬修 申請(qǐng)人:飛思卡爾半導(dǎo)體公司