本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及用于形成具有自對準(zhǔn)源極/漏極的FinFET方法。

背景技術(shù)：
在場效應(yīng)晶體管(FinFET)的形成中，首先形成半導(dǎo)體鰭，之后在半導(dǎo)體鰭的一部分上形成柵極堆疊件。去除鰭的在柵極堆疊件的相對側(cè)上的暴露端部以形成凹槽。然后通過外延在凹槽中再生長源極區(qū)和漏極區(qū)。源極區(qū)和漏極區(qū)的輪廓對場效應(yīng)晶體管(FinFET)的性能影響極大，這種輪廓包括例如底切的程度，即凹槽延伸至柵極堆疊件下方的量。為維持可控的性能，期望能夠精確控制底切的量級。而且，期望對于位于同一芯片上的相同類型的FinFET整體上底切是均勻的。然而，難以實現(xiàn)底切的控制。例如，由于由暴露的鰭部分的圖案密度引起的圖案負(fù)載效應(yīng)，底切可能發(fā)生顯著的變化。因此，控制底切就成為一種挑戰(zhàn)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的問題，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種方法，包括：形成柵極堆疊件以覆蓋半導(dǎo)體鰭的中間部分；用n型雜質(zhì)摻雜所述半導(dǎo)體鰭的暴露部分以形成n型摻雜區(qū)，其中通過所述柵極堆疊件來防止所述中間部分的一部分接收所述n型雜質(zhì)；使用氯自由基蝕刻所述n型摻雜區(qū)以形成凹槽；以及實施外延以在所述凹槽中再生長半導(dǎo)體區(qū)。在可選實施例中，所述方法還包括通過將所述n型雜質(zhì)注入到所述半導(dǎo)體鰭的暴露部分來實施摻雜步驟。在可選實施例中，所述n型摻雜區(qū)的邊緣對準(zhǔn)所述柵極堆疊件的邊緣。在可選實施例中，所述n型摻雜區(qū)延伸至所述柵極堆疊件的下方并且與所述柵極堆疊件重疊。在可選實施例中，在基本上沒有氯離子的環(huán)境中實施蝕刻步驟。在可選實施例中，所述n型摻雜區(qū)被摻雜為具有高于約5x1019/cm3的n型雜質(zhì)濃度，并且所述方法進(jìn)一步包括在所述半導(dǎo)體鰭中實施阱區(qū)摻雜濃度低于約1x1018/cm3的阱區(qū)摻雜。在可選實施例中，摻雜所述半導(dǎo)體鰭的暴露部分的步驟包括注入砷。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供了一種方法，包括：形成柵極堆疊件以覆蓋半導(dǎo)體鰭的中間部分；用n型雜質(zhì)注入所述半導(dǎo)體鰭的端部以在所述中間部分的相對側(cè)上形成n型摻雜區(qū)，其中所述半導(dǎo)體鰭的中間部分的一部分沒有接收所述n型雜質(zhì)；使用氯自由基蝕刻所述n型摻雜區(qū)以形成凹槽，其中蝕刻步驟在基本上完全去除所述n型摻雜區(qū)時停止，并且所述半導(dǎo)體鰭的中間部分的所述一部分基本上未被蝕刻；以及實施外延以在所述凹槽中再生長半導(dǎo)體區(qū)，其中所述半導(dǎo)體區(qū)形成鰭式場效應(yīng)晶體管(FinFET)的源極/漏極區(qū)。在可選實施例中，在蝕刻所述n型摻雜區(qū)的步驟期間，所述氯自由基不是單向的。在可選實施例中，注入步驟包括在相對方向上傾斜的兩種傾斜注入，并且在所述兩種傾斜注入期間，所述n型雜質(zhì)以與所述柵極堆疊件的邊緣的平面平行的方向注入。在可選實施例中，注入步驟包括在相對方向上傾斜的四種傾斜注入，并且在所述四種傾斜注入期間，所述n型雜質(zhì)以與所述柵極堆疊件的邊緣的平面不平行的方向注入。在可選實施例中，在基本上沒有氯離子的環(huán)境中實施蝕刻步驟。在可選實施例中，在存在氯離子的環(huán)境中實施蝕刻步驟。在可選實施例中，所述n型摻雜區(qū)被摻雜為具有高于約5x1019/cm3的n型雜質(zhì)濃度。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，還提供了一種方法，包括：形成柵極堆疊件以覆蓋半導(dǎo)體鰭的中間部分，所述半導(dǎo)體鰭高于所述半導(dǎo)體鰭的相對側(cè)的淺溝槽隔離區(qū)的頂面；用n型雜質(zhì)注入所述半導(dǎo)體鰭的端部以形成n型摻雜區(qū)，其中，位于所述柵極堆疊件下方的半導(dǎo)體鰭的中間部分的一部分未被注入，從而形成未摻雜區(qū)，并且所述未摻雜區(qū)鄰接所述n型摻雜區(qū)；蝕刻所述n型摻雜區(qū)以形成凹槽，其中蝕刻步驟停止于所述未摻雜區(qū)；以及實施外延以從所述未摻雜區(qū)開始再生長半導(dǎo)體區(qū)，其中，所述半導(dǎo)體區(qū)形成鰭式場效應(yīng)晶體管(FinFET)的源極/漏極區(qū)。在可選實施例中，使用氯自由基實施所述蝕刻步驟，并且所述氯自由基不是單向的。在可選實施例中，所述未摻雜區(qū)為p型。在可選實施例中，所述未摻雜區(qū)為n型，并且被摻雜至具有低于約1x1018/cm3的n型雜質(zhì)濃度。在可選實施例中，注入所述半導(dǎo)體鰭的端部的步驟包括注入砷。在可選實施例中，所述n型摻雜區(qū)和所述未摻雜區(qū)之間的界面與所述柵極堆疊件重疊。附圖說明為了更充分地理解本實施例及其優(yōu)點，現(xiàn)在將結(jié)合附圖所作的以下描述作為參考，其中：圖1至圖5B是根據(jù)一些示例性實施例的在場效應(yīng)晶體管(FinFET)制造的中間階段的截面圖和立體圖。具體實施方式以下詳細(xì)描述本發(fā)明的實施例的制造和使用。然而，應(yīng)該理解，實施例提供了許多可以在各種具體環(huán)境中實現(xiàn)的可應(yīng)用的發(fā)明構(gòu)思。所論述的具體實施例是示例性的，而不用于限制本發(fā)明的范圍。根據(jù)各種示例性實施例，本文提供了一種場效應(yīng)晶體管(FinFET)及其形成方法。本文示出了形成FinFET的中間階段。本文論述了實施例的變種。在各幅附圖和各個示例性實施例中，相同的編號用于表示相同的元件。圖1至圖5B示出了根據(jù)示例性實施例的在FinFET的形成中的立體圖和截面圖。圖1示出一種結(jié)構(gòu)的立體圖，該結(jié)構(gòu)包括襯底20、隔離區(qū)22、隔離區(qū)22之間的半導(dǎo)體帶24以及位于隔離區(qū)22的頂面上方的半導(dǎo)體鰭26。襯底20可以是半導(dǎo)體襯底，其可以進(jìn)一步是硅襯底、硅碳襯底或者其他半導(dǎo)體材料形成的襯底。襯底20可以輕摻雜p型或者n型雜質(zhì)。隔離區(qū)22可以是例如淺溝槽隔離(STI)區(qū)。STI區(qū)22的形成可以包括：蝕刻半導(dǎo)體襯底20以形成溝槽(未示出)；用介電材料填充溝槽以形成STI區(qū)22。STI區(qū)22可以包括氧化硅，但是也可以使用諸如氮化物的其他介電材料。半導(dǎo)體鰭26可以與下方的半導(dǎo)體帶24重疊。半導(dǎo)體鰭26的形成可以包括形成STI區(qū)22以使其頂面與半導(dǎo)體鰭26的頂面齊平，然后對STI區(qū)22開凹槽。因此，位于STI區(qū)22的被去除部分之間的半導(dǎo)體材料的部分就成為半導(dǎo)體鰭26。半導(dǎo)體鰭26和一部分或基本上全部的半導(dǎo)體帶24可以包括基本上純硅或者其他含硅化合物，包括但不限于硅碳、硅鍺等。在一些實施例中，例如通過注入步驟實施阱區(qū)摻雜并且形成阱區(qū)28。阱區(qū)28延伸至半導(dǎo)體鰭26中以及半導(dǎo)體帶24的至少頂部部分。阱區(qū)28還可以延伸至位于STI區(qū)22的底面下方的襯底20的部分中。如果要形成n型FinFET，則阱區(qū)28可以是包括諸如硼、銦等p型雜質(zhì)的p阱區(qū)。否則，如果要形成p型FinFET，則阱區(qū)28可以是包括諸如磷、砷、銻等n型雜質(zhì)的n阱區(qū)。阱區(qū)28中的摻雜濃度可以低于約1×1018/cm3，并且介于約1×1016/cm3和約1×1018/cm3之間。在可選的實施例中，并不實施阱區(qū)摻雜。在這些實施例中，半導(dǎo)體鰭26和半導(dǎo)體帶24可以是本征的(intrinsic)，這意味著它們沒有摻雜p型和n型雜質(zhì)。圖2A和圖2B分別示出在柵極堆疊件30的形成中的立體圖和截面圖。圖2B中示出的視圖是從圖2A中的平面穿越線2B-2B獲得的。柵極堆疊件30覆蓋半導(dǎo)體鰭26的中間部分，而不覆蓋半導(dǎo)體鰭26的端部。而且，柵極堆疊件30形成在半導(dǎo)體鰭26的中間部分的側(cè)壁和頂面上。在一些實施例中，柵極堆疊件30留在最終的FinFET中，并且形成最終的FinFET的柵極堆疊件。在這些實施例中，各個柵極堆疊件30(圖2B和圖3B)包括位于半導(dǎo)體鰭26的側(cè)壁和頂面上的柵極電介質(zhì)32以及位于柵極電介質(zhì)32上的柵電極34。柵極電介質(zhì)32可以是選自氧化硅、氮化硅、氧化鎵、氧化鋁、氧化鈧、氧化鋯、氧化鑭、氧化鉿、它們的組合和多層。柵電極34可以包括導(dǎo)電材料，其包括多晶硅、難熔金屬或者包括例如Ti、W、TiAl、TaC、TaCN、TaAlC、TaAlCN、TiN和TiW的各自的化合物。在其他實例中，柵電極34包括鎳(Ni)、金(Au)、銅(Cu)或者它們的合金。在可選的實施例中，柵極堆疊件30形成將在后續(xù)的步驟中被替代柵極替代的偽柵極堆疊件。因此，柵極堆疊件30可以包括偽柵電極(還被表示為34)，例如其可以包括多晶硅?？梢栽趥螙烹姌O34和半導(dǎo)體鰭26之間形成或者不形成偽柵極電介質(zhì)32。在這些實施例中，可以形成或者不形成柵極間隔件36(作為柵極堆疊件30的部分)。接下來，參考圖3A、3B、3C和3D，實施n型摻雜步驟以注入n型雜質(zhì)。圖3B中示出的視圖是從圖3A中的平面穿越線3B-3B獲得的，并且圖3C和3D中示出的視圖是從圖3A中的平面穿越線3C/3D-3C/3D獲得的。根據(jù)一些實施例，通過注入實施n型摻雜步驟，其中箭頭38表示所注入的雜質(zhì)和各個注入。如圖3A所示，注入可以包括在相對方向傾斜的至少兩種傾斜注入，其中傾斜角度α可以是介于約10度和約50度之間，但是傾斜角度α也可以更大或更小。因此，被注入的半導(dǎo)體鰭26(圖2A)的部分形成注入?yún)^(qū)40(下文中被稱為n型摻雜區(qū)40)。注入?yún)^(qū)40包括半導(dǎo)體鰭26的暴露部分，并且注入?yún)^(qū)40取決于注入中所使用的能量可以基本上延伸或者不延伸進(jìn)下方的半導(dǎo)體帶24中。所注入的n型雜質(zhì)包括砷、磷、銻等，但是也可以使用諸如氮的其他n型雜質(zhì)。在注入之后，n型摻雜區(qū)40中的n型雜質(zhì)濃度可以大于約5×1019/cm3。參考圖3B，在與柵極堆疊件30的縱向(圖3A中示出的X方向)平行的垂直面中，注入38包括以相對方向傾斜的兩種注入，使得鰭26(圖2A)的整個暴露部分都摻雜有n型雜質(zhì)，在整個n型摻雜區(qū)40中摻雜濃度大體上相同。圖3C示出n型摻雜區(qū)40并不延伸至柵極堆疊件30的下方的實施例。在這些實施例中，注入38基本上是垂直的，并且與柵極堆疊件30的邊緣30A所在的平面平行。因此，n型摻雜區(qū)40的邊緣40A與柵極堆疊件30的邊緣30A對準(zhǔn)。在這些實施例中，可以使用兩種傾斜注入形成n型摻雜區(qū)40的輪廓，然而也可以實施更多的傾斜注入。在可選的實施例中，如圖3D所示，所注入的雜質(zhì)38并不與柵極堆疊件30的垂直邊緣30A平行。因此，結(jié)合圖3B和3D，可以使用四種傾斜注入形成圖3D中的n型摻雜區(qū)40的輪廓，然而也可以實施更多的傾斜注入。四種傾斜注入的每一種都與其他三種注入所傾斜的方向不同。由于傾斜注入與柵極堆疊件30的垂直邊緣30A不平行，因此n型摻雜區(qū)40延伸至柵極堆疊件30的下方。可以通過控制注入能量和傾斜角度β來精確地控制延伸的延伸距離GP，其被稱為柵極鄰近，其中傾斜角度β是自邊緣30A所處的垂直面傾斜的注入雜質(zhì)的傾斜角度。在一些實施例中，傾斜角度β介于約10度和約50度之間。在可選實施例中，替代注入的是，通過保形摻雜步驟來實施n型摻雜，其可以包括通過生成(砷)等離子體在半導(dǎo)體鰭26上形成n型雜質(zhì)(諸如砷)的保形層(未示出)，在n型雜質(zhì)上方形成覆蓋層，以及實施退火以使得n型雜質(zhì)進(jìn)入到半導(dǎo)體鰭26中。圖4A和圖4B示出n型摻雜區(qū)40的蝕刻。圖4B中示出的視圖是從圖4A中的平面穿越線4B-4B獲得的。通過被去除的n型摻雜區(qū)40而留下的間隔在下文中稱為凹槽46(圖4B)?？梢栽诳赡艽嬖谧杂苫沫h(huán)境45(諸如真空室)中實施蝕刻。箭頭44表示氯(Cl)自由基，其是不帶正電荷和負(fù)電荷的氯原子。氯自由基被用于蝕刻n型摻雜區(qū)40。雖然氯自由基用方向性箭頭示出，但是它們不是偏向的，因此也可能不是單向的。在一些實施例中，通過氯等離子體的形成來形成氯自由基44，可以對其過濾以過濾掉氯離子，而在真空室中留下氯自由基以用于n型摻雜區(qū)40的蝕刻。在可選實施例中，除了氯自由基44外，氯離子(Cl-)也可以用于n型摻雜區(qū)40的蝕刻。在這些實施例中，并不從氯等離子體中過濾氯離子。在n型摻雜區(qū)40的蝕刻期間，氯自由基44可能滲透進(jìn)n型摻雜區(qū)40中并且侵害n型摻雜區(qū)40(圖3A)，從而使得n型摻雜區(qū)40被蝕刻。氯自由基44具有在未摻雜(中性)硅的表面或者p型摻雜硅的表面形成鈍化的特征，從而使得氯自由基不能穿透未摻雜硅或者p型摻雜硅的表面。因此，氯自由基并不蝕刻未摻雜硅和p型摻雜硅。因此，參考圖4B，當(dāng)p阱區(qū)28是p型并且鰭部分26A是p型時，并不蝕刻鰭部分26A。當(dāng)p阱區(qū)28是n型時，鰭部分26A也是n型。由于鰭部分26A中的n阱區(qū)摻雜濃度低，蝕刻速率也低，蝕刻速率根據(jù)鰭部分26A中的n型摻雜濃度可以是小于每10秒約硅的一個單層或者更慢。因此，鰭部分26A的被去除部分(如果在蝕刻中全部被去除)可以是少于數(shù)個單層或者甚至少于一個單層。因此，鰭部分26A基本上未蝕刻，并且其可以在n型摻雜區(qū)40的蝕刻中用作蝕刻終止層。于是，n型摻雜區(qū)40的各個蝕刻自對準(zhǔn)到雜質(zhì)38(圖3A)摻雜的位置。因此，通過如圖3A至3D中對n型摻雜的精確控制，可以精確地控制鰭部分26A的輪廓，有時精確到硅的一個單層。實驗結(jié)果表明，在阱區(qū)28中的摻雜濃度小于約1×1018/cm3而n型摻雜區(qū)40的摻雜濃度大于約5×1019/cm3的情況下，n型摻雜區(qū)40(圖3A和3B)的后續(xù)蝕刻足夠快，而鰭部分26A卻具有非常小的蝕刻速率。這使得能夠在不蝕刻鰭部分26A的情況下蝕刻n型摻雜區(qū)40。圖5A和5B示出了外延區(qū)48的外延生長，其形成所得到的FinFET50的源極區(qū)和漏極區(qū)。圖5B示出的視圖是從圖5A中的平面穿越線5B-5B獲得的。通過在凹槽46(圖4B)中選擇性生長半導(dǎo)體材料來形成外延區(qū)48。在阱區(qū)28是n阱區(qū)的一些示例性實施例中，外延區(qū)48包括摻雜諸如硼的p型雜質(zhì)的硅鍺。因此，所得到的FinFET50是p型FinFET。在阱區(qū)28是p阱區(qū)的可選實施例中，外延區(qū)48包括摻雜諸如磷的n型雜質(zhì)的硅。因此，所得到的FinFET50是n型FinFET。在柵極堆疊件30不是偽柵極堆疊件的實施例中，可以在后續(xù)的工藝步驟中進(jìn)一步形成源極/漏極硅化物區(qū)、柵極硅化物區(qū)、層間電介質(zhì)(ILD)和源極/漏極接觸插塞以及柵極接觸插塞(未示出)。在柵極堆疊件30是偽柵極堆疊件的可選實施例中，可以形成ILD(示意性地示出在圖5B中)并使其頂面與偽柵極堆疊件30的頂面齊平。然后去除偽柵極堆疊件30，并且用柵極電介質(zhì)和柵電極(未示出)替代偽柵極堆疊件。相對應(yīng)的柵極電介質(zhì)可以包括高k介電材料。在本發(fā)明的實施例中，可以精確地控制FinFET的源極區(qū)和漏極區(qū)的輪廓，有時精確到一個單層。因此，半導(dǎo)體鰭的蝕刻和外延再生長沒有諸如圖案負(fù)載效應(yīng)的一些工藝偏差。而且，由于氯自由基在蝕刻柵極堆疊件30和STI區(qū)22(圖5A和5B)中具有相當(dāng)?shù)偷奈g刻速率，因此使得STI損失和柵極損失最小化。根據(jù)一些實施例，一種方法包括形成柵極堆疊件以覆蓋半導(dǎo)體鰭的中間部分；用n型雜質(zhì)摻雜半導(dǎo)體鰭的暴露部分以形成n型摻雜區(qū)。通過柵極堆疊件來防止中間部分的至少一部分接收n型雜質(zhì)。該方法進(jìn)一步包括使用氯自由基蝕刻n型摻雜區(qū)以形成凹槽，以及實施外延以在凹槽中再生長半導(dǎo)體區(qū)。根據(jù)其他實施例，一種方法包括形成柵極堆疊件以覆蓋半導(dǎo)體鰭的中間部分，以及用n型雜質(zhì)注入半導(dǎo)體鰭的端部以在中間部分的相對側(cè)上形成n型摻雜區(qū)。半導(dǎo)體鰭的中間部分的一部分不接收n型雜質(zhì)。使用氯自由基蝕刻n型摻雜區(qū)以形成凹槽，其中當(dāng)基本上完全去除n型摻雜區(qū)時停止蝕刻步驟。當(dāng)停止蝕刻步驟時，暴露半導(dǎo)體鰭的中間部分的一部分。實施外延以在凹槽中再生長半導(dǎo)體區(qū)，其中半導(dǎo)體區(qū)形成FinFET的源極/漏極區(qū)。根據(jù)另外的實施例，一種方法包括形成柵極堆疊件以覆蓋半導(dǎo)體鰭的中間部分，并且半導(dǎo)體鰭高于位于半導(dǎo)體鰭的相對側(cè)上的淺溝槽隔離區(qū)的頂面。將n型雜質(zhì)注入半導(dǎo)體鰭的端部以形成n型摻雜區(qū)。位于柵極堆疊件下方的半導(dǎo)體鰭的中間部分的一部分是未摻雜的或者摻雜濃度低于約1×1018/cm3的輕摻雜，并且形成未摻雜區(qū)或者輕摻雜區(qū)。未摻雜區(qū)或者輕摻雜區(qū)鄰接摻雜濃度大于約5×1019/cm3的n型摻雜區(qū)。該方法進(jìn)一步包括蝕刻n型摻雜區(qū)以形成凹槽，其中蝕刻步驟停止在未摻雜區(qū)或者輕摻雜區(qū)。實施外延以從無注入?yún)^(qū)開始再生長半導(dǎo)體區(qū)，其中半導(dǎo)體區(qū)形成FinFET的源極/漏極區(qū)。盡管已經(jīng)詳細(xì)地描述了實施例及其優(yōu)勢，但應(yīng)該理解，可以在不背離所附權(quán)利要求限定的實施例的構(gòu)思和范圍的情況下，進(jìn)行各種改變、替換和更改。而且，本申請的范圍并不僅限于本說明書中描述的工藝、機器、制造、材料組分、裝置、方法和步驟的特定實施例。作為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明應(yīng)很容易理解，根據(jù)本發(fā)明可以利用現(xiàn)有的或今后開發(fā)的用于執(zhí)行與本文所述相應(yīng)實施例基本上相同的功能或者獲得基本上相同的結(jié)果的工藝、機器、制造、材料組分、裝置、方法或步驟。因此，所附權(quán)利要求預(yù)期在其范圍內(nèi)包括這樣的工藝、機器、制造、材料組分、裝置、方法或步驟。此外，每條權(quán)利要求構(gòu)成單獨的實施例，并且多個權(quán)利要求和實施例的組合在本發(fā)明的范圍內(nèi)。