本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種半導(dǎo)體裝置的制造方法。

背景技術(shù)：

隨著金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor，MOSFET)關(guān)鍵尺寸的縮小，短溝道效應(yīng)(Short Channel Effect，SCE)成為一個(gè)至關(guān)重要的問(wèn)題。鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管(Fin Field Effect Transistor，F(xiàn)inFET)具有良好的柵控能力，能夠有效地抑制短溝道效應(yīng)。并且，F(xiàn)inFET降低了器件的隨機(jī)摻雜波動(dòng)(Random Dopant Fluctuation，RDF)，提高了器件的穩(wěn)定性。因此，在小尺寸的半導(dǎo)體元件設(shè)計(jì)中通常采用FinFET器件。

在FinFET器件的制造工藝中，通常情況下，進(jìn)行阱注入(包括N阱注入和P阱注入)的時(shí)機(jī)可以是以下三種情況之一：在鰭片形成之前、或者在對(duì)淺溝槽隔離(STI)區(qū)進(jìn)行平坦化之后、或者在鰭片形成之后。

如果在鰭片形成之前進(jìn)行N阱注入和P阱注入，由于之后會(huì)采用流體化學(xué)氣相沉積(FCVD)在鰭片之間的間隙中填充氧化物，阱注入的離子尤其是P阱注入的離子會(huì)很容易擴(kuò)散到氧化物中，從而造成阱注入的離子的損失。

如果在STI區(qū)進(jìn)行平坦化之后進(jìn)行N阱注入和P阱注入，由于STI區(qū)上具有硬掩模，因此，進(jìn)行阱注入需要很高的離子能量。

如果在鰭片形成之后進(jìn)行N阱注入和P阱注入，可能會(huì)造成對(duì)鰭片的損傷，尤其對(duì)于N阱注入來(lái)說(shuō)，注入的離子能量比較高，對(duì) 鰭片的損傷會(huì)更嚴(yán)重。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的目的在于：至少解決或減輕上述問(wèn)題中的一個(gè)。

根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例，提供了一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，包括：提供襯底；對(duì)所述襯底進(jìn)行N型摻雜以在所述襯底中形成N阱；對(duì)所述襯底進(jìn)行刻蝕以形成位于所述N阱上的第一組鰭片以及位于與所述N阱鄰接的襯底上的第二組鰭片；在各個(gè)鰭片之間形成隔離區(qū)以至少部分填充各個(gè)鰭片之間的空間；對(duì)所述第二組鰭片下的襯底進(jìn)行P型摻雜，以形成與所述N阱鄰接的P阱。

在一個(gè)實(shí)施方式中，所述對(duì)所述襯底進(jìn)行刻蝕以形成位于所述N阱上的第一組鰭片以及位于與所述N阱鄰接的襯底上的第二組鰭片包括：在所述襯底上形成圖案化的硬掩模；以所述圖案化的硬掩模為掩模對(duì)所述襯底進(jìn)行刻蝕，從而形成位于所述N阱上的第一組鰭片以及位于與所述N阱鄰接的襯底上的第二組鰭片。

在一個(gè)實(shí)施方式中，所述在各個(gè)鰭片之間形成隔離區(qū)以至少部分填充各個(gè)鰭片之間的空間包括：沉積隔離材料以填充各個(gè)鰭片之間的空間并覆蓋各個(gè)鰭片和鰭片上的硬掩模；對(duì)所述隔離材料進(jìn)行平坦化，以使隔離材料的頂表面與所述硬掩模的頂表面基本齊平，從而在各個(gè)鰭片之間形成隔離區(qū)。

在一個(gè)實(shí)施方式中，對(duì)所述隔離材料進(jìn)行平坦化之后，還包括：對(duì)所述隔離材料進(jìn)行回刻蝕，以至少露出各個(gè)鰭片上的硬掩模；去除各個(gè)鰭片上的硬掩模，從而在各個(gè)鰭片之間形成隔離區(qū)。

在一個(gè)實(shí)施方式中，還包括：在形成P阱之后，去除所述隔離區(qū)的一部分以露出各個(gè)鰭片的至少一部分。

在一個(gè)實(shí)施方式中，通過(guò)離子注入的方式進(jìn)行所述N型摻雜和所述P型摻雜。

在一個(gè)實(shí)施方式中，所述N型摻雜的雜質(zhì)包括砷離子或磷離子； 所述P型摻雜的雜質(zhì)包括硼離子或二氟化硼離子。

根據(jù)本公開(kāi)的另一個(gè)實(shí)施例，提供了一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，包括：提供襯底結(jié)構(gòu)，所述襯底結(jié)構(gòu)包括襯底、位于所述襯底上的多個(gè)鰭片和位于各個(gè)鰭片之間的隔離區(qū)，其中所述鰭片上具有硬掩模，所述隔離區(qū)的頂表面與所述硬掩模的頂表面基本齊平；對(duì)所述襯底結(jié)構(gòu)進(jìn)行N型摻雜，以在襯底中形成N阱；對(duì)所述隔離區(qū)進(jìn)行回刻蝕，以至少露出各個(gè)鰭片上的硬掩模；去除各個(gè)鰭片上的硬掩模；對(duì)所述襯底結(jié)構(gòu)進(jìn)行P型摻雜，以在所述襯底中形成與所述N阱鄰接的P阱。

在一個(gè)實(shí)施方式中，所述提供襯底結(jié)構(gòu)的步驟包括：提供初始襯底；在所述初始襯底上形成圖案化的硬掩模；以所述圖案化的硬掩模為掩模對(duì)所述初始襯底進(jìn)行刻蝕以形成所述襯底和位于所述襯底上的多個(gè)鰭片；沉積隔離材料以填充各個(gè)鰭片之間的空間并覆蓋各個(gè)鰭片和鰭片上的硬掩模；對(duì)所述隔離材料進(jìn)行平坦化，以形成所述隔離區(qū)，從而形成所述襯底結(jié)構(gòu)。

在一個(gè)實(shí)施方式中，還包括：在形成P阱之后，去除所述隔離區(qū)的一部分以露出各個(gè)鰭片的至少一部分。

在一個(gè)實(shí)施方式中，通過(guò)離子注入的方式進(jìn)行所述N型摻雜和所述P型摻雜。

在一個(gè)實(shí)施方式中，所述N型摻雜的雜質(zhì)包括砷離子或磷離子；所述P型摻雜的雜質(zhì)包括硼離子或二氟化硼離子。

通過(guò)以下參照附圖對(duì)本公開(kāi)的示例性實(shí)施例的詳細(xì)描述，本公開(kāi)的其它特征、方面及其優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得清楚。

附圖說(shuō)明

附圖構(gòu)成本說(shuō)明書(shū)的一部分，其描述了本公開(kāi)的示例性實(shí)施例，并且連同說(shuō)明書(shū)一起用于解釋本發(fā)明的原理，在附圖中：

圖1是根據(jù)本公開(kāi)一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的制造方法的簡(jiǎn)化流程圖；

圖2示出了根據(jù)本公開(kāi)的一些實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的制造方法 的一個(gè)階段的截面圖；

圖3示出了根據(jù)本公開(kāi)的一些實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的制造方法的一個(gè)階段的截面圖；

圖4示出了根據(jù)本公開(kāi)的一些實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的制造方法的一個(gè)階段的截面圖；

圖5示出了根據(jù)本公開(kāi)的一些實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的制造方法的一個(gè)階段的截面圖；

圖6示出了根據(jù)本公開(kāi)的一些實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的制造方法的一個(gè)階段的截面圖；

圖7示出了根據(jù)本公開(kāi)的一些實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的制造方法的一個(gè)階段的截面圖；

圖8示出了根據(jù)本公開(kāi)的一些實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的制造方法的一個(gè)階段的截面圖；

圖9示出了根據(jù)本公開(kāi)的一些實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的制造方法的一個(gè)階段的截面圖；

圖10示出了根據(jù)本公開(kāi)的一些實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的制造方法的一個(gè)階段的截面圖；

圖11是根據(jù)本公開(kāi)另一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的制造方法的簡(jiǎn)化流程圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在將參照附圖來(lái)詳細(xì)描述本公開(kāi)的各種示例性實(shí)施例。應(yīng)理解，除非另外具體說(shuō)明，否則在這些實(shí)施例中闡述的部件和步驟的相對(duì)布置、數(shù)字表達(dá)式和數(shù)值不應(yīng)被理解為對(duì)本發(fā)明范圍的限制。

此外，應(yīng)當(dāng)理解，為了便于描述，附圖中所示出的各個(gè)部件的尺寸并不必然按照實(shí)際的比例關(guān)系繪制，例如某些層的厚度或?qū)挾瓤梢韵鄬?duì)于其他層有所夸大。

以下對(duì)示例性實(shí)施例的描述僅僅是說(shuō)明性的，在任何意義上都不作為對(duì)本發(fā)明及其應(yīng)用或使用的任何限制。

對(duì)于相關(guān)領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的技術(shù)、方法和裝置可能不作詳細(xì)討論，但在適用這些技術(shù)、方法和裝置情況下，這些技術(shù)、方法和裝置應(yīng)當(dāng)被視為本說(shuō)明書(shū)的一部分。

應(yīng)注意，相似的標(biāo)號(hào)和字母在下面的附圖中表示類(lèi)似項(xiàng)，因此，一旦某一項(xiàng)在一個(gè)附圖中被定義或說(shuō)明，則在隨后的附圖的說(shuō)明中將不需要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步討論。

圖1為根據(jù)本公開(kāi)一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的制造方法的簡(jiǎn)化流程圖。如圖1所示，本實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的制造方法包括：

步驟101，提供襯底，例如硅襯底等其他半導(dǎo)體襯底。

步驟103，對(duì)襯底進(jìn)行N型摻雜以在襯底中形成N阱。例如，可以通過(guò)離子注入或擴(kuò)散的方式對(duì)襯底(例如襯底的一部分)進(jìn)行N型摻雜以在襯底中形成N阱，N型摻雜的雜質(zhì)可以包括砷離子或磷離子等。

步驟105，對(duì)襯底進(jìn)行刻蝕以形成位于N阱上的第一組鰭片以及位于與N阱鄰接的襯底上的第二組鰭片。

步驟107，在各個(gè)鰭片之間形成隔離區(qū)(例如STI區(qū))以至少部分填充各個(gè)鰭片之間的空間。

一種情況下，隔離區(qū)可以基本填充滿(mǎn)各個(gè)鰭片之間的空間；另一種情況下，隔離區(qū)可以部分填充各個(gè)鰭片之間的空間。后文將針對(duì)這兩種情況分別作出說(shuō)明。

步驟109，對(duì)第二組鰭片下的襯底進(jìn)行P型摻雜，以形成與N阱鄰接的P阱。例如，可以通過(guò)離子注入或擴(kuò)散的方式對(duì)第二組鰭片下的襯底(例如第二組鰭片下的襯底的一部分)進(jìn)行P型摻雜，P型摻雜的雜質(zhì)可以包括硼離子或二氟化硼離子等。

本實(shí)施例中，將形成N阱和P阱的時(shí)機(jī)分開(kāi)，在鰭片形成之前進(jìn)行N型摻雜形成N阱，在鰭片形成之后進(jìn)行P型摻雜形成P阱，一方面，避免了P阱中摻雜的離子在形成隔離區(qū)時(shí)擴(kuò)散到隔離區(qū)中導(dǎo)致的離子的損失；另一方面，也避免了N型摻雜對(duì)鰭片的損傷。

需要指出的是，除非特別指出，否則本文中的術(shù)語(yǔ)“基本填充滿(mǎn)”和是指在半導(dǎo)體工藝偏差范圍內(nèi)的填充滿(mǎn)，“基本齊平”是指在半導(dǎo)體 工藝偏差范圍內(nèi)的齊平。

下面結(jié)合圖2-圖10對(duì)本公開(kāi)一些實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的制造方法進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

首先，如圖2所示，提供襯底201，并對(duì)襯底201進(jìn)行N型摻雜以在襯底中形成N阱211。例如，可以通過(guò)離子注入的方式在襯底201(例如襯底201的一部分)中注入砷離子或磷離子，通過(guò)控制注入的深度和注入雜質(zhì)的濃度可以形成期望的N阱211。這里，在進(jìn)行離子注入前可以在襯底201上形成墊氧化層(pad oxide)(圖中未示出)，以減少注入對(duì)襯底造成的損傷。此外，在進(jìn)行N型摻雜后，可以進(jìn)行退火工藝，例如快速熱退火RTA，以激活摻入的雜質(zhì)。

然后，如圖3所示，在襯底201上形成圖案化的硬掩模300，該硬掩模300例如可以是硅的氮化物、硅的氧化物、硅的氮氧化物等等。以圖案化的硬掩模300為掩模對(duì)襯底201進(jìn)行刻蝕，從而形成位于N阱211上的第一組鰭片301以及位于與N阱鄰接的襯底上的第二組鰭片302。這里，在一些實(shí)施例中，第一組鰭片301與N阱211鄰接的區(qū)域也可以包括一部分N型摻雜的區(qū)域，也即，在對(duì)襯底201進(jìn)行刻蝕時(shí)也有可能對(duì)N阱的一部分進(jìn)行了刻蝕。

之后，如圖4所示，沉積隔離材料401以填充各個(gè)鰭片之間的空間并覆蓋各個(gè)鰭片(301，302)和鰭片上的硬掩模300。例如，可以通過(guò)諸如流式化學(xué)氣相沉積(Flowable Chemical Vapour Deposition,FCVD)的CVD技術(shù)等沉積隔離材料401(例如電介質(zhì)材料)來(lái)填充各個(gè)鰭片之間的空間并覆蓋各個(gè)鰭片。

接下來(lái)，如圖5所示，對(duì)隔離材料401進(jìn)行平坦化，例如可以對(duì)隔離材料401進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光，以使隔離材料401的頂表面與硬掩模300的頂表面基本齊平，從而在各個(gè)鰭片之間形成隔離區(qū)501。這種情況下，隔離區(qū)501基本填充滿(mǎn)各個(gè)鰭片之間的空間。

之后，如圖6所示，對(duì)第二組鰭片302下的襯底的一部分進(jìn)行P型摻雜，以形成與N阱211鄰接的P阱221。例如，可以通過(guò)離子注入的方式在襯底201中注入硼離子或二氟化硼離子等，以形成P阱221。如 果通過(guò)離子注入的方式進(jìn)行P型摻雜，由于硬掩模300的存在，需要較大的注入能量。

在另一些實(shí)施例中，在圖5所示的對(duì)隔離材料進(jìn)行平坦化之后，可以對(duì)隔離材料401進(jìn)行回刻蝕，以至少露出各個(gè)鰭片上的硬掩模300，如圖7所示。這里，可以只露出各個(gè)鰭片上的硬掩模300，而不露出各個(gè)鰭片；或者也可以露出各個(gè)鰭片的一部分。圖7示出的是露出各個(gè)鰭片上的硬掩模300，同時(shí)也露出各個(gè)鰭片的一部分的情況。

然后，如圖8所示，去除各個(gè)鰭片上的硬掩模300，從而在各個(gè)鰭片之間形成隔離區(qū)501。這種情況下，隔離區(qū)501部分地填充各個(gè)鰭片之間的空間。

之后，如圖9所示，對(duì)第二組鰭片302下的襯底的一部分進(jìn)行P型摻雜，以形成與N阱211鄰接的P阱221。在進(jìn)行P型摻雜后，可以進(jìn)行退火工藝，例如快速熱退火RTA，以激活摻入的雜質(zhì)。應(yīng)理解，在前述摻雜和/或退火工藝中，摻入的雜質(zhì)可能會(huì)存在于一部分鰭片(例如302)中或向鰭片302中擴(kuò)散，從而使得形成的P阱221還包括鰭片302的一部分。

之后，如圖10所示，在形成P阱221之后，去除隔離區(qū)501的一部分以露出各個(gè)鰭片的至少一部分，使得鰭片的頂表面與隔離區(qū)的頂表面達(dá)到期望的高度。應(yīng)理解，該步驟不是必須的。在一些實(shí)施例中，也可以在圖7所示的對(duì)隔離材料401進(jìn)行回刻蝕的步驟中使得鰭片的頂表面與隔離區(qū)的頂表面達(dá)到期望的高度。

之后，可以進(jìn)行閾值電壓離子注入以及退火等工藝。由于之后的工藝并發(fā)本公開(kāi)的重點(diǎn)，故在此不再贅述。

圖11為根據(jù)本公開(kāi)另一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的制造方法的簡(jiǎn)化流程圖。如圖11所示，本實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的制造方法包括：

步驟1101，提供襯底結(jié)構(gòu)，該襯底結(jié)構(gòu)包括襯底、位于襯底上的多個(gè)鰭片和位于各個(gè)鰭片之間的隔離區(qū)，其中鰭片上具有硬掩模，隔離區(qū)的頂表面與硬掩模的頂表面基本齊平(參見(jiàn)圖5)。

步驟1103，對(duì)襯底結(jié)構(gòu)的一部分進(jìn)行N型摻雜，以在襯底中形成 N阱。例如，可以通過(guò)離子注入或擴(kuò)散的方式進(jìn)行N型摻雜，N型摻雜的雜質(zhì)可以包括砷離子或磷離子等(參見(jiàn)圖5)。

步驟1105，對(duì)隔離區(qū)進(jìn)行回刻蝕，以至少露出各個(gè)鰭片上的硬掩模(參見(jiàn)圖7)。

步驟1107，去除各個(gè)鰭片上的硬掩模(參見(jiàn)圖8)。

步驟1109，對(duì)襯底結(jié)構(gòu)的另一部分進(jìn)行P型摻雜，以在襯底中形成與N阱鄰接的P阱(參見(jiàn)圖9)。例如，可以通過(guò)離子注入或擴(kuò)散的方式進(jìn)行P型摻雜，P型摻雜的雜質(zhì)可以包括硼離子或二氟化硼離子等。

本實(shí)施例中，將形成N阱和P阱的時(shí)機(jī)分開(kāi)，與圖1所示實(shí)施例相比，本實(shí)施例是硬掩模未去除之前進(jìn)行N型摻雜形成N阱，在鰭片形成之后進(jìn)行P型摻雜形成P阱，與圖1所示實(shí)施例類(lèi)似地，本實(shí)施例同樣可以獲得如下效果：一方面，避免了P阱中摻雜的離子在形成隔離區(qū)時(shí)擴(kuò)散到隔離區(qū)中導(dǎo)致的離子的損失；另一方面，也避免了N型摻雜對(duì)鰭片的損傷。

上述步驟1101中提供襯底結(jié)構(gòu)的步驟可以通過(guò)如下方式來(lái)實(shí)現(xiàn)：

提供初始襯底；在初始襯底上形成圖案化的硬掩模；以圖案化的硬掩模為掩模對(duì)初始襯底進(jìn)行刻蝕以形成襯底和位于襯底上的多個(gè)鰭片；沉積隔離材料以填充各個(gè)鰭片之間的空間并覆蓋各個(gè)鰭片和鰭片上的硬掩模；對(duì)隔離材料進(jìn)行平坦化，以形成隔離區(qū)，從而形成襯底結(jié)構(gòu)。

在一個(gè)實(shí)施例中，上述方法還可以包括：在形成P阱之后，去除隔離區(qū)的一部分以露出各個(gè)鰭片的至少一部分，使得鰭片的頂表面與隔離區(qū)的頂表面達(dá)到期望的高度。

至此，已經(jīng)詳細(xì)描述了根據(jù)本公開(kāi)實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的制造方法。為了避免遮蔽本公開(kāi)的構(gòu)思，沒(méi)有描述本領(lǐng)域所公知的一些細(xì)節(jié)，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)上面的描述，完全可以明白如何實(shí)施這里公開(kāi)的技術(shù)方案。另外，本說(shuō)明書(shū)公開(kāi)所教導(dǎo)的各實(shí)施例可以自由組合。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，可以對(duì)上面說(shuō)明的實(shí)施例進(jìn)行多種修改而不脫離如所附權(quán)利要求限定的本公開(kāi)的精神和范圍。