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具有連續(xù)側(cè)墻的半導(dǎo)體設(shè)置及其制造方法與流程

文檔序號:11136643閱讀:1564來源:國知局
具有連續(xù)側(cè)墻的半導(dǎo)體設(shè)置及其制造方法與制造工藝

本公開涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域,具體地,涉及具有連續(xù)側(cè)墻的半導(dǎo)體設(shè)置及其制造方法以及包括這種半導(dǎo)體設(shè)置的電子設(shè)備。



背景技術(shù):

隨著半導(dǎo)體器件的不斷小型化,短溝道效應(yīng)越來越明顯。對此,提出了立體型器件——鰭式場效應(yīng)晶體管(FinFET)。FinFET通常包括在襯底上的豎直鰭以及與鰭相交的柵堆疊。可以在鰭的側(cè)壁上形成溝道。

為了形成FinFET,可以在襯底上形成各自分別連續(xù)延伸的脊?fàn)钗铩8鶕?jù)布局設(shè)計,可以將這些連續(xù)延伸的脊?fàn)钗飿?gòu)圖為不同的部分,這些部分隨后形成器件的鰭。另外,可以在襯底上形成各自分別連續(xù)延伸的柵線。根據(jù)布局設(shè)計,可以將這些連續(xù)延伸的柵線構(gòu)圖為分離的部分,這些部分隨后形成器件的柵。在柵的側(cè)壁上,可以形成繞器件柵的側(cè)墻。

圖1是示出了包括FinFET的常規(guī)半導(dǎo)體設(shè)置的頂視圖。

如圖1所示,該半導(dǎo)體設(shè)置包括在襯底上沿第一方向(例如,圖中水平方向)延伸的多個鰭101以及沿與第一方向相交(例如,垂直)的第二方向(例如,圖中豎直方向)延伸的多個柵堆疊103-1。柵堆疊例如可以包括柵介質(zhì)層和柵電極層。在鰭中與柵堆疊相交之處,可以產(chǎn)生溝道;而在鰭中溝道區(qū)的兩側(cè),可以分別形成源區(qū)和漏區(qū)(由此得到FinFET)。在各個柵堆疊103-1的側(cè)壁上形成了圍繞相應(yīng)柵堆疊103-1的側(cè)墻105。

另外,為了構(gòu)圖方便以及電隔離等目的,還可以形成偽柵103-2。偽柵103-2與柵堆疊103-1可以包括相同的構(gòu)造,從而可以與柵堆疊103-1一同形成(因此,也可以在偽柵103-2的側(cè)壁上形成繞偽柵103-2的側(cè)墻)。但是,偽柵103-2可以不與連續(xù)的鰭相交,從而并不真正構(gòu)成器件。例如,在圖1的示例中,偽柵103-2形成為與第一方向上鰭101之間的間隙相交。

在襯底上各側(cè)墻105之間的空隙中,可以填充有電介質(zhì)如層間電介質(zhì)層(ILD)(圖中為清楚起見,并未示出),例如氧化物,特別是在后柵工藝的情況下。ILD的頂面例如通過平坦化工藝如化學(xué)機械拋光(CMP)而可以與柵堆疊103-1、偽柵103-2、側(cè)墻105的頂面保持大致齊平。

為應(yīng)對器件小型化的趨勢,可以采用自對準(zhǔn)接觸部技術(shù)。例如,可以在ILD中刻蝕接觸孔,這種接觸孔可以在相對的側(cè)墻之間延伸。然后,可以在襯底上淀積接觸材料,例如金屬如鎢(W),并對其進行平坦化如CMP。CMP可以停止于ILD或側(cè)墻。CMP后接觸材料填充于接觸孔中,形成接觸部107。位于偽柵103-2相對兩側(cè)(圖中左右兩側(cè))的接觸部可以通過該偽柵103-2的側(cè)墻105而被電分離。

但是,這種結(jié)構(gòu)存在以下缺點。在對ILD進行刻蝕(例如,各向同性刻蝕)時,有可能在相對的柵堆疊103-1的相對端部之間的ILD中形成縫隙。這些縫隙中隨后可能被填充接觸材料,從而造成接觸部之間不必要的電短路,如圖1中的107X所示。另外,如圖1中的箭頭所示,偽柵103-2的邊緣與鰭101的端部并不是對準(zhǔn)的。這會導(dǎo)致柵端部之間的間隔增加,從而降低了集成密度。

需要提供一種新的結(jié)構(gòu)和工藝來至少部分地解決上述問題。



技術(shù)實現(xiàn)要素:

有鑒于此,本公開的目的至少部分地在于提供一種半導(dǎo)體設(shè)置及其制造方法以及包括這種半導(dǎo)體設(shè)置的電子設(shè)備,其中在柵的延伸方向上,側(cè)墻可以連續(xù)延伸。

根據(jù)本公開的一個方面,提供了一種半導(dǎo)體設(shè)置,包括:襯底;在襯底上形成的沿第一方向延伸的多個鰭;在襯底上形成的沿與第一方向交叉的第二方向延伸的多個柵堆疊以及沿第二方向延伸且由電介質(zhì)構(gòu)成的偽柵,其中各柵堆疊與至少一個鰭相交;在柵堆疊的側(cè)壁以及偽柵的側(cè)壁上形成的側(cè)墻;以及設(shè)于在第二方向上對準(zhǔn)的第一柵堆疊和第二柵堆疊之間用以將第一柵堆疊和第二柵堆疊電隔離的電介質(zhì),其中,第一柵堆疊和第二柵堆疊的側(cè)墻一體延伸,且所述電介質(zhì)設(shè)于第一柵堆疊和第二柵堆疊的一體延伸的側(cè)墻所圍繞的空間內(nèi),其中,第一柵堆疊和第二柵堆疊在第二方向上的至少一部分間隔小于該半導(dǎo)體設(shè)置的制造工藝中光刻所能實現(xiàn)的線間隔。

根據(jù)本公開的另一方面,提供了一種制造半導(dǎo)體設(shè)置的方法,包括:在襯底上形成各自分別沿第一方向連續(xù)延伸的多個脊?fàn)钗?;在襯底上形成各自分別沿與第一方向交叉的第二方向連續(xù)延伸從而與所述多個脊?fàn)钗锵嘟坏亩鄺l犧牲柵線;在各犧牲柵線的側(cè)壁上形成繞各犧牲柵線的側(cè)墻;在襯底上形成第一電介質(zhì),對其進行平坦化以露出犧牲柵線;去除犧牲柵線,以露出下方的脊?fàn)钗?;向?cè)墻內(nèi)的空間中填充第二電介質(zhì);利用掩模遮蔽一部分第二電介質(zhì)并露出其余部分的第二電介質(zhì),其中,在至少一條犧牲柵線處,掩模覆蓋在第二方向上一定尺度的第二電介質(zhì);去除露出部分的第二電介質(zhì),以露出下方的脊?fàn)钗?;以及在由于所述部分第二電介質(zhì)的去除而留下的空間中形成柵堆疊,其中,在所述至少一條犧牲柵線處,留有所述尺度的第二電介質(zhì),且在留下的第二電介質(zhì)兩側(cè)形成的柵堆疊彼此之間在第二方向上的間隔由所述尺度限定,且因此能夠小于該半導(dǎo)體設(shè)置的制造工藝中光刻所能實現(xiàn)的線間隔。

根據(jù)本公開的另一方面,提供了一種制造半導(dǎo)體設(shè)置的方法,包括:在襯底上形成各自分別沿第一方向連續(xù)延伸的多個脊?fàn)钗?;在襯底上形成各自分別沿與第一方向交叉的第二方向連續(xù)延伸從而與所述多個脊?fàn)钗锵嘟坏亩鄺l犧牲柵線;在各犧牲柵線的側(cè)壁上形成繞各犧牲柵線的側(cè)墻;在襯底上形成第一電介質(zhì),對其進行平坦化以露出犧牲柵線;去除犧牲柵線,以露出下方的脊?fàn)钗铮幌騻?cè)墻內(nèi)的空間中填充第二電介質(zhì);利用第一掩模遮蔽一部分的第二電介質(zhì)并露出第一部分的第二電介質(zhì);去除露出的第一部分第二電介質(zhì),以露出下方的脊?fàn)钗铮辉谟捎诘谝徊糠值诙娊橘|(zhì)的去除而留下的空間中形成第一柵堆疊;利用第二掩模遮蔽一部分的第二電介質(zhì)并露出第二部分的第二電介質(zhì),其中,在至少一條犧牲柵線處,第一掩模和第二掩模在第二方向上有一定尺度的套準(zhǔn)交迭;去除露出的第二部分第二電介質(zhì),以露出下方的脊?fàn)钗?;在由于第二部分第二電介質(zhì)的去除而留下的空間中形成第二柵堆疊,其中,在所述至少一條犧牲柵線處,留有所述尺度的第二電介質(zhì),且在留下的第二電介質(zhì)兩側(cè)形成的第一柵堆疊和第二柵堆疊彼此之間的間隔由所述尺度限定,且因此能夠小于該半導(dǎo)體設(shè)置的制造工藝中光刻所能實現(xiàn)的關(guān)鍵線寬(CD)。

根據(jù)本公開的另一方面,提供了一種電子設(shè)備,包括上述半導(dǎo)體設(shè)置。

根據(jù)本公開的實施例,側(cè)墻可以在相對的(偽)柵之間連續(xù)延伸,即便這些(偽)柵彼此并不連續(xù),這有助于避免(自對準(zhǔn))接觸部之間的電短路。通過利用掩模線條(而不是掩模線條之間的間隔)來限定柵堆疊端部之間的間隔,該間隔的尺度可以小于制造工藝中光刻所能實現(xiàn)的線間隔。另一方面,通過利用掩模之間的套準(zhǔn)交迭(而不是掩模線條)來限定柵堆疊端部之間的隔離電介質(zhì),從而該隔離電介質(zhì)的尺度可以小于光刻工藝所能實現(xiàn)的關(guān)鍵線寬(CD)。另外,與偽柵鄰接的鰭的端部可以自對準(zhǔn)于相應(yīng)側(cè)墻的內(nèi)壁,從而有助于提高集成密度。

附圖說明

通過以下參照附圖對本公開實施例的描述,本公開的上述以及其他目的、特征和優(yōu)點將更為清楚,在附圖中:

圖1是示出了包括FinFET的常規(guī)設(shè)置的頂視圖;

圖2是示出了根據(jù)本公開實施例的半導(dǎo)體設(shè)置的頂視圖;

圖3(a)-23(b)示出了根據(jù)本公開實施例的制造半導(dǎo)體設(shè)置的流程的示意圖;

圖24(a)-26示出了根據(jù)本公開另一實施例的制造半導(dǎo)體設(shè)置的流程中部分階段的示意圖;

圖27示出了根據(jù)本公開實施例的應(yīng)力保持機制所能實現(xiàn)的應(yīng)力增強;

圖28(a)-33示出了根據(jù)本公開另一實施例的制造半導(dǎo)體設(shè)置的流程中部分階段的示意圖。

貫穿附圖,相同或相似的附圖標(biāo)記表示相同或相似的部件。

具體實施方式

以下,將參照附圖來描述本公開的實施例。但是應(yīng)該理解,這些描述只是示例性的,而并非要限制本公開的范圍。此外,在以下說明中,省略了對公知結(jié)構(gòu)和技術(shù)的描述,以避免不必要地混淆本公開的概念。

在附圖中示出了根據(jù)本公開實施例的各種結(jié)構(gòu)示意圖。這些圖并非是按比例繪制的,其中為了清楚表達的目的,放大了某些細(xì)節(jié),并且可能省略了某些細(xì)節(jié)。圖中所示出的各種區(qū)域、層的形狀以及它們之間的相對大小、位置關(guān)系僅是示例性的,實際中可能由于制造公差或技術(shù)限制而有所偏差,并且本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)實際所需可以另外設(shè)計具有不同形狀、大小、相對位置的區(qū)域/層。

在本公開的上下文中,當(dāng)將一層/元件稱作位于另一層/元件“上”時,該層/元件可以直接位于該另一層/元件上,或者它們之間可以存在居中層/元件。另外,如果在一種朝向中一層/元件位于另一層/元件“上”,那么當(dāng)調(diào)轉(zhuǎn)朝向時,該層/元件可以位于該另一層/元件“下”。

根據(jù)本公開的實施例,可以在襯底上形成各自分別沿第一方向延伸的脊?fàn)钗?,并在脊?fàn)钗镏闲纬筛髯苑謩e沿與第一方向交叉(例如,大致垂直)的第二方向連續(xù)延伸從而與脊?fàn)钗锵嘟坏臇啪€。之后,可以在各柵線的側(cè)壁上形成圍繞相應(yīng)柵線的側(cè)墻。這樣,側(cè)墻可以在柵線(沿第二方向)的長度上連續(xù)延伸。在此,可以先按設(shè)計布局對脊?fàn)钗镞M行構(gòu)圖,然后再形成柵線?;蛘?,可以直接在連續(xù)延伸的脊?fàn)钗锷闲纬蓶啪€,在后繼的步驟中再按設(shè)計布局對脊?fàn)钗镞M行構(gòu)圖,如下所述。以下,將以后一種情況為例進行描述。

此外,由于為了形成連續(xù)延伸側(cè)墻而事實上采用的后柵工藝,可以在襯底上形成第一電介質(zhì)(例如,層間電介質(zhì)層(ILD))??梢詫Φ谝浑娊橘|(zhì)進行平坦化處理,以露出柵線(例如,平坦化可以停止于柵線)。

在形成連續(xù)延伸的側(cè)墻之后,可以進行柵線的分離(以及脊?fàn)钗锏姆蛛x,如果之前并未分離的話)。例如,可以去除柵線(因此,這種柵線可以稱作“犧牲”柵線)。由于犧牲柵線的去除,露出了下方的脊?fàn)钗?。根?jù)布局設(shè)計,可以在某些區(qū)域處分離脊?fàn)钗?如果脊?fàn)钗镌谛纬蓶啪€之前就已經(jīng)分離,則在此無需進行)。例如,可以經(jīng)由側(cè)墻所圍繞的空間,對露出的一部分脊?fàn)钗镞M行選擇性刻蝕,從而將相應(yīng)脊?fàn)钗锓蛛x為不同的部分(在電特性上分離,可能在物理上仍然部分地連續(xù)),這些部分隨后形成不同器件的鰭。這些部分或者說鰭的端部可以自對準(zhǔn)于側(cè)墻的內(nèi)壁。隨后,可以向側(cè)墻內(nèi)側(cè)的空間中填入第二電介質(zhì),使得脊?fàn)钗锏牟煌糠种g可以彼此電隔離。

根據(jù)布局設(shè)計,在將要形成真正柵堆疊的位置處,可以去除側(cè)墻內(nèi)的第二電介質(zhì),以露出下方的脊?fàn)钗锘蛘哒f鰭。然后,可以在由于第二電介質(zhì)的去除而留下的空間中形成柵堆疊。于是,柵堆疊可以與下方的鰭相交,并因此構(gòu)成相應(yīng)的器件及FinFET。留于側(cè)墻內(nèi)的第二介質(zhì)可以形成偽柵。

這樣,在第二方向上對準(zhǔn)的柵堆疊(占據(jù)相同犧牲柵線的位置,且被相同的側(cè)墻所圍繞)側(cè)壁上的側(cè)墻可以一體連續(xù)延伸,即使這些柵堆疊彼此之間并不連續(xù)。這樣,就可以避免產(chǎn)生如圖1所示的穿過柵端部之間的短路107X。此外,如上所述,鰭的端部可以自對準(zhǔn)于相應(yīng)側(cè)墻的內(nèi)壁。于是,可以避免如圖1所示的由于鰭端部與柵邊緣之間的不對準(zhǔn)而造成的集成密度降低。

根據(jù)本公開的實施例,在去除第二電介質(zhì)時,通過適當(dāng)?shù)乩醚谀?,可以實現(xiàn)柵端部間間隔或者該間隔中所填充的電介質(zhì)的尺度的減小。例如,可以利用掩模來遮蔽第二電介質(zhì)。在某些柵端部之間的間隔處,掩??梢哉诒我欢ǔ叨鹊牡诙娊橘|(zhì)。這樣,在利用該掩模對第二電介質(zhì)進行選擇性刻蝕之后,所述尺度的第二電介質(zhì)可以留下。因此,在該留下的第二電介質(zhì)相對兩側(cè)形成的柵堆疊的端部之間的間隔將由該尺度來限定,并因此可以小于制造工藝中光刻所能實現(xiàn)的線間隔。又如,可以分次使用不同掩模來遮蔽第二電介質(zhì)的不同部分,以便實現(xiàn)對第二電介質(zhì)的不同區(qū)域分別進行選擇性刻蝕。這些掩模之間可以存在套準(zhǔn)交迭(overlay)。由于該套準(zhǔn)交迭,可以留下一定尺度的第二電介質(zhì),該尺度可以小于制造工藝中光刻所能實現(xiàn)的關(guān)鍵線寬(CD)。

圖2是示出了根據(jù)本公開實施例的半導(dǎo)體設(shè)置的頂視圖。該半導(dǎo)體設(shè)置例如是根據(jù)上述工藝制作的。

如圖2所示,根據(jù)該實施例的半導(dǎo)體設(shè)置可以包括在襯底上沿第一方向(例如,圖中水平方向)延伸的多個鰭201以及沿與第一方向相交(例如,垂直)的第二方向(例如,圖中豎直方向)延伸的多個柵堆疊203-1、203-1′和多個偽柵203-2。柵堆疊203-1、203-1′可以包括柵介質(zhì)層和柵電極層。另外,偽柵203-2可以包括電介質(zhì)(例如,上述第二電介質(zhì))。在柵堆疊和偽柵的側(cè)壁上,形成有側(cè)墻205。在實際中,側(cè)墻205可以是環(huán)形結(jié)構(gòu)。在圖2中,為了方便起見,并未示出側(cè)墻205的上、下端部(可以認(rèn)為它們處于圖中所示區(qū)域之外)。在相同側(cè)墻205的內(nèi)側(cè),各柵堆疊和/或偽柵彼此沿著側(cè)墻的延伸方向(即,第二方向)彼此對準(zhǔn)(它們一起占據(jù)該側(cè)墻原本圍繞的犧牲柵線的位置)。

柵堆疊203-1、203-1′與鰭201相交,從而構(gòu)成相應(yīng)的器件即FinFET。在該示例中,由于如圖中箭頭所示,各鰭201的端部對準(zhǔn)于相應(yīng)側(cè)墻205的內(nèi)壁,從而偽柵203-2事實上不與鰭相交,且將其相對兩側(cè)(圖中左右兩側(cè))相對的鰭彼此電隔離。

根據(jù)布局設(shè)計,相對的柵堆疊203-1和203-1′之間可以設(shè)有隔離部203-2′。隔離部203-2′可以與偽柵203-2包括相同的電介質(zhì),例如是在上述工藝中由于在該隔離部的區(qū)域處保留第二電介質(zhì)而得到的。

另外,該半導(dǎo)體設(shè)置還包括按照自對準(zhǔn)方式形成的接觸部207。接觸部207可以在相鄰的側(cè)墻205之間延伸。由于側(cè)墻205連續(xù)延伸,同一側(cè)墻205相對兩側(cè)的接觸部207可以通過該連續(xù)延伸的側(cè)墻205而可靠地電隔離。

本公開可以各種形式呈現(xiàn),以下將描述其中一些示例。

圖3(a)-23(b)示出了根據(jù)本公開實施例的制造半導(dǎo)體設(shè)置的流程的示意圖。

如圖3(a)、3(b)和3(c)(圖3(a)是俯視圖,圖3(b)是沿圖3(a)中AA′線的截面圖,圖3(c)是沿圖3(a)中BB′線的截面圖)所示,提供襯底1001。該襯底1001可以是各種形式的襯底,包括但不限于體半導(dǎo)體材料襯底如體Si襯底、絕緣體上半導(dǎo)體(SOI)襯底、化合物半導(dǎo)體襯底如SiGe襯底等。在以下的描述中,為方便說明,以體Si襯底為例進行描述。

在襯底1001中,例如通過離子注入,可以形成各種阱區(qū),如圖中所示的p-阱和n-阱。在該示例中,可以在整個襯底區(qū)域上形成p-阱,并在一部分p-阱中嵌入n-阱。例如,可以在p-阱上形成n型器件,而可以在n-阱上形成p型器件。

另外,在襯底1001上,形成有沿第一方向(例如,圖3(a)和3(b)中的水平方向,圖3(c)中垂直于紙面的方向)延伸的脊?fàn)钗?001F。例如,可以通過對襯底1001進行構(gòu)圖來在襯底1001中形成凹槽,相鄰凹槽之間的部分相對于凹槽突出而形成脊?fàn)钗铩.?dāng)然,也可以在襯底上外延生長其他半導(dǎo)體層,并通過對該半導(dǎo)體層進行構(gòu)圖來形成脊?fàn)钗铩<範(fàn)钗?001F可以平行延伸,并可以具有相同或者不同的間距和/或?qū)挾取?/p>

在襯底1001上可以形成隔離層1009,例如氧化物(如氧化硅),以填充在凹槽中從而圍繞脊?fàn)钗?001F的底部。脊?fàn)钗?001F位于隔離層1009頂面上方的部分隨后可以形成器件的鰭,在此稱作“鰭線”。在以下描述中,也以“1001F”來指示鰭線。當(dāng)然,在SOI襯底的情況下,SOI襯底中的埋入氧化物(BOX)層可以充當(dāng)隔離層。

根據(jù)本公開的實施例,可以將鰭線分離為不同的部分以形成鰭布局,然后再形成隔離層,以便限定有源區(qū)。備選地,可以保留連續(xù)延伸的鰭線,直接形成隔離層。在后繼處理中,再對鰭線進行分離,以形成最終的有源區(qū)布局。在此,以后一種情況為例進行描述。

為了抑制源漏之間經(jīng)由鰭下部的泄漏,可以在脊?fàn)钗镏婿捑€的下部形成穿通阻止層(PTSL)。例如,對于要在p-阱上形成的n型器件,可以形成片p型的PTSL(p-PTSL);而對于要在n-阱上形成的p型器件,可以形成n型的PTSL(n-PTSL)。p-PTSL中的p型摻雜濃度可以高于p-阱中的p型摻雜濃度,n-PTSL中的n型摻雜濃度可以高于n-阱中的n型摻雜濃度。

存在多種方法來形成鰭線以及各種阱和PTSL配置,在此不贅述。

接下來,如圖4(a)、4(b)和4(c)(圖4(a)是俯視圖,圖4(b)是沿圖4(a)中AA′線的截面圖,圖4(c)是沿圖4(a)中BB′線的截面圖)所示,可以在襯底1001上(更具體地,在隔離層1009上),形成沿與第一方向交叉(例如,大致垂直)的第二方向(例如,圖4(a)中的豎直方向,圖4(b)中垂直于紙面的方向,圖4(c)中的水平方向)延伸并因此與鰭線1001F相交的犧牲柵線1003。

為了在以下對犧牲柵線1003進行刻蝕的過程中能夠更好地控制刻蝕過程,可以先形成刻蝕停止層1011。例如,可以通過淀積或者熱氧化,形成氧化物的刻蝕停止層1011,厚度為約1-5nm。在圖4(b)和4(c)中,示出了例如通過熱氧化而在鰭線1001F的表面上形成的刻蝕停止層1011;而在圖4(a)中,為方便起見,并未示出刻蝕停止層1011。

然后,可以在襯底1001上例如通過淀積形成犧牲柵線材料。犧牲柵線材料例如包括多晶硅或非晶硅,厚度可以為約150-300nm??梢詫π纬傻臓奚鼥啪€材料進行平坦化處理如化學(xué)機械拋光(CMP),以使其頂面平坦,且留于鰭線1001F頂面上方的厚度可以為約70-150nm。然后,可以通過例如光刻,將犧牲柵線材料構(gòu)圖為一系列犧牲柵線1003。例如,犧牲柵線1003可以平行延伸,并可以具有相同或者不同的間距和/或?qū)挾取?/p>

在該示例中,對于犧牲柵線材料的刻蝕如RIE(相對于氧化物的隔離層1009和/或刻蝕停止層1011的選擇性刻蝕)利用硬掩模層1013。硬掩模層1013例如可以包括氮化物(例如,氮化硅),厚度為約50-150nm。利用硬掩模來進行刻蝕的過程在此不再贅述。

在犧牲柵線1003的側(cè)壁上,可以通過側(cè)墻(spacer)形成工藝,形成側(cè)墻1005。側(cè)墻1005例如可以包括氮化物,厚度為約3-10nm。如上所述,側(cè)墻1005圍繞各犧牲柵線1003,從而形成環(huán)狀。在圖4(a)的俯視圖中,并未示出側(cè)墻1005的上下端部。

接著,可以在各犧牲柵線1003及其相應(yīng)側(cè)墻1005之間的空隙處,填充第一電介質(zhì)例如氧化物,以便遮擋鰭線1001F被各犧牲柵線1003及其相應(yīng)側(cè)墻1005露出的部分。例如,可以在圖4(a)、4(b)和4(c)所示的結(jié)構(gòu)上淀積氧化物,并對其進行平坦化處理如CMP。CMP可以停止于犧牲柵線1003,從而露出犧牲柵線1003。這樣,得到了圖5所示的結(jié)構(gòu)(圖5示出了AA′線截面處的情況)。如此填充的第一電介質(zhì)1015在后繼處理中還可以有助于保持應(yīng)力或者防止應(yīng)力釋放。

在形成連續(xù)的側(cè)墻1005之后,可以進行有源區(qū)的限定,即按照布局設(shè)計,對鰭線1001F進行分離。根據(jù)本公開的實施例,在對鰭線1001F進行分離時,可以利用側(cè)墻1005來限定分離鰭線1001F所得到的鰭的端部。

為此,如圖6(a)和6(b)(圖6(a)是俯視圖,圖6(b)是沿圖6(a)中AA′線的截面圖)所示,可以通過選擇性刻蝕(相對于氧化物的隔離層1009、刻蝕停止層1011和第一電介質(zhì)1015以及氮化物的側(cè)墻1005)如濕法腐蝕或氣相刻蝕,去除犧牲柵線1003,從而在側(cè)墻1005內(nèi)側(cè)形成溝槽T。在此,刻蝕優(yōu)選地是各向同性刻蝕,以便很好地露出側(cè)墻1005的內(nèi)壁。在溝槽T中,露出了鰭線1001F(當(dāng)前被刻蝕停止層1011覆蓋)。

對于露出的鰭線1001F,可以根據(jù)布局設(shè)計,分離其中的一部分,以形成分離的有源區(qū)或者鰭。例如,這可以通過光刻膠遮蔽不需要分離的鰭線并露出需要分離的鰭線,然后進行選擇性刻蝕來進行。

例如,如圖7(a)和7(b)(圖7(a)是俯視圖,圖7(b)是沿圖7(a)中AA′線的截面圖)所示,可以在圖6(a)和6(b)所示的結(jié)構(gòu)上形成光刻膠1017,并將其構(gòu)圖(例如,通過曝光和顯影)為露出從左向右數(shù)時第一和第三條犧牲柵線所對應(yīng)的溝槽T,遮蔽第二和第四條犧牲柵線所對應(yīng)的溝槽T。盡管在此示出了整個第一和第三條犧牲柵線所對應(yīng)的溝槽T均被露出且第二和第四條犧牲柵線所對應(yīng)的溝槽T均被遮蔽的情況,但是本公開不限于此。例如,溝槽T的一部分可以遮蔽而另一部分可以露出。這里需要指出的是,需要露出的溝槽T或者其一部分是根據(jù)布局設(shè)計而定的。

然后,如圖8(圖8示出了AA′線截面處的情況)所示,可以經(jīng)由溝槽T,來分離鰭線1001F。例如,可以通過反應(yīng)離子刻蝕(RIE),依次選擇性刻蝕刻蝕停止層1011和脊?fàn)钗?001F。對脊?fàn)钗?001F的刻蝕可以將鰭線(即,脊?fàn)钗锾幱诟綦x層1009頂面上方的部分)切斷。這樣,鰭線1001F被分離為不同的部分,這些部分隨后可以構(gòu)成器件的鰭。以下,仍然以“1001F”來指示鰭。優(yōu)選地,對脊?fàn)钗?001F的刻蝕可以穿過PTSL,并停止于n-阱或p-阱中。這有助于確保各分離的鰭之間的電隔離。之后,可以去除光刻膠1017。

由于在分離鰭線1001F時側(cè)墻1005類似于掩模,因此,分離后鰭的端部自對準(zhǔn)于側(cè)墻1005的內(nèi)壁。這有助于節(jié)省襯底上的面積并因此降低制造成本。

接著,如圖9(a)和9(b)(圖9(a)是俯視圖,圖9(b)是沿圖9(a)中AA′線的截面圖)所示,可以向側(cè)墻1005內(nèi)側(cè)的空間中特別是分離的鰭1001F的相對端部之間填充第二電介質(zhì)1019。例如,可以在圖8所示的結(jié)構(gòu)上淀積氮氧化物(例如,氮氧化硅),并對其進行平坦化處理如CMP,CMP可以停止于第一電介質(zhì)1015。第二電介質(zhì)1019被側(cè)墻1005圍繞,構(gòu)成偽柵。

在此,通過向凹槽中填充第二電介質(zhì)來形成偽柵。在填充時,第二電介質(zhì)可能先淀積于凹槽的側(cè)壁和底壁上,從而形成U型結(jié)構(gòu),該U型結(jié)構(gòu)的兩個相對內(nèi)側(cè)壁隨著淀積進行而逐漸靠攏。由于溝槽的開口很小,因此最終U型結(jié)構(gòu)的相對內(nèi)側(cè)壁可能并沒有完全彌合,而是存在一定的縫隙。也即,在最終的偽柵中,可能存在這種縫隙,從而偽柵仍然呈現(xiàn)U型結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)可以在透射電鏡(TEM)照片中看到。

由于電介質(zhì)的偽柵留于鰭的相對端部之間,可以在后繼的源/漏外延過程中降低應(yīng)力弛豫。另外,可以將帶應(yīng)力的電介質(zhì)材質(zhì)用于偽柵,以便在鰭中產(chǎn)生應(yīng)力,從而增強器件性能。例如,對于p型器件,偽柵可以帶壓應(yīng)力;而對于n型器件,偽柵可以帶拉應(yīng)力。

之后,可以按照布局設(shè)計,在側(cè)墻1005內(nèi)側(cè)的空間中需要之處形成真正的柵堆疊。例如,這可以通過去除一部分第二電介質(zhì)1019,以露出下方的鰭1001F,并在由于第二電介質(zhì)1019的去除而留下的空間中形成柵堆疊來進行。形成的柵堆疊與下方的鰭1001F相交,從而限定FinFET。

在該示例中,由于針對CMOS工藝,可以針對n型器件和p型器件分別形成不同的柵堆疊。為此,可以針對n型器件區(qū)域和p型器件區(qū)域分別進行處理。在以下,將描述先對p型器件區(qū)域進行處理然后再對n型器件進行處理的示例。但是,本公開不限于此,處理的順序可以交換。

例如,參見圖10(a)和10(b)(圖10(a)是俯視圖,圖10(b)是沿圖10(a)中AA′線的截面圖),可以在圖9(a)和9(b)所示的結(jié)構(gòu)上形成光刻膠1021,并將其構(gòu)圖為遮蔽n型器件區(qū)域(例如,圖10(a)中左上部以及右部),而露出p型器件區(qū)域(例如,圖10(a)中左下部)。

此時,例如可以通過對第二電介質(zhì)1019進行選擇性刻蝕來去除側(cè)墻1005內(nèi)側(cè)的第二電介質(zhì)1019,并在由于第二電介質(zhì)1019的去除而在側(cè)墻1005內(nèi)側(cè)留下的空間中形成柵堆疊,來制作FinFET。

根據(jù)本公開的實施例,在此還可以采用應(yīng)變源漏技術(shù)。

例如,可以圖10(a)和10(b)所示的光刻膠1021為掩模,對氧化物的第一電介質(zhì)1015以及刻蝕停止層1011進行選擇性刻蝕如RIE,以便露出下方的鰭1001F。于是,p型器件區(qū)域中鰭1001F在相鄰側(cè)墻1005之間延伸的部分(對應(yīng)于源/漏區(qū))被露出。之后,可以去除光刻膠1021。

接著,如圖11(a)和11(b)(圖11(a)是俯視圖,圖11(b)是沿圖11(a)中AA′線的截面圖)所示,可以對鰭1001F進行選擇性刻蝕如RIE,以至少去除其一部分從而使其下凹。例如,鰭1001F可以凹入至n-PTSL,即去除鰭1001F位于n-PTSL之上的部分。然后,可以以鰭1001F的剩余部分為種子,外延生長用作源/漏區(qū)的另外半導(dǎo)體材料1023。例如,對于p型器件,源/漏區(qū)1023可以包括SiGe(Ge的原子百分比為約30-75%),以便向用作溝道區(qū)的Si的鰭1001F施加壓應(yīng)力,從而改善器件性能。另外,在生長半導(dǎo)體材料1023時,可以對其進行原位摻雜,例如p型摻雜,摻雜濃度為約1E19-1E21cm-3。所生長的半導(dǎo)體材料1023的頂面可以高于鰭1001F的頂面,以便更好地向鰭1001F施加應(yīng)力;另一方面,可以低于側(cè)墻1005或偽柵1019的頂面,以便隨后可以在此之上形成應(yīng)力保持層。

在生長半導(dǎo)體材料1023時,由于在相對兩側(cè)(圖11(a)和11(b)中左右兩側(cè))以及底部均存在種子層,從而有助于高質(zhì)量的生長。以這種方式進行生長,所生長的半導(dǎo)體材料1023可以呈現(xiàn)如鰭1001F的脊?fàn)睢?/p>

另外,如圖11(b)所示,由于n型器件區(qū)域上存在的第一電介質(zhì)1015以及p型器件區(qū)域與n型器件區(qū)域之間的偽柵1019,可以防止所生長的半導(dǎo)體材料1023中的應(yīng)力釋放到n型器件區(qū)域,并有助于改善p型器件的性能。

然后,如圖12(圖12示出了AA′線截面處的情況)所示,可以在圖11(a)和11(b)上例如通過淀積形成第三電介質(zhì)1025如氧化物,并對其進行平坦化處理如CMP,CMP可以停止于側(cè)墻1005。這樣,所形成的第三電介質(zhì)1025填充了相鄰側(cè)墻之間的空間,并且有助于防止下方的半導(dǎo)體材料1023中的應(yīng)力釋放。

接下來,可以對n型器件區(qū)域進行同樣地處理。

為此,如圖13(a)和13(b)(圖13(a)是俯視圖,圖13(b)是沿圖13(a)中AA′線的截面圖)所示,可以在圖12所示的結(jié)構(gòu)上形成光刻膠1027,并將其構(gòu)圖為遮蔽p型器件區(qū)域(例如,圖13(a)中左下部),而露出n型器件區(qū)域(例如,圖13(a)中左上部以及右部)。

此時,例如可以通過對第二電介質(zhì)1019進行選擇性刻蝕來去除側(cè)墻1005內(nèi)側(cè)的第二電介質(zhì)1019,并在由于第二電介質(zhì)1019的去除而在側(cè)墻1005內(nèi)側(cè)留下的空間中形成柵堆疊,來制作FinFET。

當(dāng)然,也可以對n型器件區(qū)域應(yīng)用應(yīng)變源漏技術(shù)。

例如,可以圖13(a)和13(b)所示的光刻膠1027為掩模,對氧化物的第一電介質(zhì)1015以及刻蝕停止層1011進行選擇性刻蝕如RIE,以便露出下方的鰭1001F。于是,n型器件區(qū)域中鰭1001F在相鄰側(cè)墻1005之間延伸的部分(對應(yīng)于源/漏區(qū))被露出。之后,可以去除光刻膠1027。

接著,如圖14(圖14示出了AA′線截面處的情況)所示,可以對鰭1001F進行選擇性刻蝕如RIE,以至少去除其一部分從而使其下凹。例如,鰭1001F可以凹入至p-PTSL,即去除鰭1001F位于p-PTSL之上的部分。在去除鰭1001F的該部分時,半導(dǎo)體層1023中的應(yīng)力可能釋放,但是第三電介質(zhì)1025以及p型器件區(qū)域與n型器件區(qū)域之間的偽柵1019有助于減小這種釋放。

然后,可以以鰭1001F的剩余部分為種子,外延生長用作源/漏區(qū)的另外半導(dǎo)體材料1029。例如,對于n型器件,源/漏區(qū)1029可以包括Si∶C(C的原子百分比為約0.1-3%),以便向用作溝道區(qū)的Si的鰭1001F施加拉應(yīng)力,從而改善器件性能。另外,在生長半導(dǎo)體材料1029時,可以對其進行原位摻雜,例如n型摻雜,摻雜濃度為約1E19-1E21cm-3。所生長的半導(dǎo)體材料1029的頂面可以高于鰭1001F的頂面,以便更好地向鰭1001F施加應(yīng)力;另一方面,可以低于側(cè)墻1005或偽柵1019的頂面,以便隨后可以在此之上形成應(yīng)力保持層。

在生長半導(dǎo)體材料1029時,由于在相對兩側(cè)(圖14中左右兩側(cè))以及底部均存在種子層,從而有助于高質(zhì)量的生長。以這種方式進行生長,所生長的半導(dǎo)體材料1029可以呈現(xiàn)如鰭1001F的脊?fàn)睢?/p>

另外,如圖14所示,由于在p型器件區(qū)域上存在的第三電介質(zhì)1025以及p型器件區(qū)域與n型器件區(qū)域之間的偽柵,可以防止所生長的半導(dǎo)體材料1029中的應(yīng)力釋放到p型器件區(qū)域,并有助于改善p型器件的性能。

然后,如圖15(a)和15(b)(圖15(a)是俯視圖,圖15(b)是沿圖15(a)中AA′線的截面圖)所示,可以在圖14上例如通過淀積形成第四電介質(zhì)1031如氧化物(可以與第三電介質(zhì)1025相同),并對其進行平坦化處理如CMP,CMP可以停止于側(cè)墻1005。這樣,所形成的第四電介質(zhì)1031填充了相鄰側(cè)墻之間的空間,并且有助于防止下方的半導(dǎo)體材料1029中的應(yīng)力釋放。

可以看出,由于存在多種應(yīng)力保持機制,從而可以增加器件中的應(yīng)力。圖27示出了根據(jù)本公開實施例的應(yīng)力保持機制所能實現(xiàn)的應(yīng)力增強。如圖27所示,采用這些應(yīng)力保持機制,對n型器件和p型器件,均可以實現(xiàn)溝道區(qū)的應(yīng)力增強。

如圖15(a)和15(b)所示,當(dāng)前的有源區(qū)已經(jīng)形成為這樣的形式:有源區(qū)總體上仍呈沿第一方向延伸的脊?fàn)钗?,該脊?fàn)钗镌趥螙?019和側(cè)墻1005正下方的部分是原本的鰭1001F,而在相鄰側(cè)墻1005之間延伸的部分是應(yīng)變源/漏區(qū)1023、1029。應(yīng)變源/漏區(qū)1023、1029可以比原本的鰭1001F要粗。在該示例中,偽柵1019可以將有源區(qū)的不同部分相隔離。

在形成應(yīng)變源/漏之后,可以將偽柵1019中需要之處替換為真正的柵堆疊。為此,首先可以去除偽柵1019中需要替換的部分,并在其中代之以真正的柵堆疊。對于n型器件和p型器件,可以分別進行柵堆疊的替代。

例如,如圖16(a)和16(b)(圖16(a)是俯視圖,圖16(b)是沿圖16(a)中AA′線的截面圖)所示,可以在圖15(a)和15(b)所示的結(jié)構(gòu)上形成光刻膠1033,并將該光刻膠1033構(gòu)圖為遮蔽需要保留的偽柵部分(圖中從左至右數(shù)第一、第三和第四偽柵,以及第二偽柵的一部分),并露出需要替換的偽柵部分(用于p型器件的部分,圖中從左至右數(shù)第二偽柵的一部分)。以光刻膠1033為掩模,對偽柵1019進行選擇性刻蝕如RIE(相對于氧化物的電介質(zhì)1025/1031以及氮化物的側(cè)墻1005)??涛g可以停止于刻蝕停止層1011。這樣,由于這些部分的偽柵被去除,從而在側(cè)墻1005內(nèi)側(cè)留下了空間(用于容納柵堆疊),且在該空間內(nèi)露出了鰭1001F(鰭表面覆蓋有刻蝕停止層1011,該刻蝕停止層1011例如可以通過清洗或者選擇性刻蝕而被去除)。之后,可以去除光刻膠1033。

然后,如圖17(a)和17(b)(圖17(a)是俯視圖,圖17(b)是沿圖17(a)中AA′線的截面圖)所示,可以在如上所述在側(cè)墻1005內(nèi)側(cè)留下的空間中形成柵堆疊。在此,可以形成針對p型器件的柵堆疊。

例如,可以首先在該空間中通過淀積如原子層淀積(ALD)形成柵介質(zhì)層1035。柵介質(zhì)層1035可以包括高K柵介質(zhì)如HfO2,厚度為約1-3nm。在形成柵介質(zhì)層1035之前,可以在鰭1001F的表面上形成氧化物的界面層(未示出),厚度為約0.3-1.2nm。之后,可以通過淀積形成針對p型器件的柵電極層1037-1,例如金屬柵電極??梢詫λ纬傻臇烹姌O層1037-1和柵介質(zhì)層1035進行平坦化處理如CMP,CMP可以停止于電介質(zhì)1025/1031。這樣,柵電極層1037-1和柵介質(zhì)層1035留于側(cè)墻1005內(nèi)側(cè),形成柵堆疊。

接下來,可以類似地對n型器件進行柵堆疊的替代。

例如,如圖18(a)、18(b)、18(c)和18(d)(圖18(a)是俯視圖,圖18(b)是沿圖18(a)中AA′線的截面圖,圖18(c)是沿圖18(a)中BB′線的截面圖,圖18(d)是沿圖18(a)中CC′線的截面圖)所示,可以在圖17(a)和17(b)所示的結(jié)構(gòu)上形成光刻膠1033′,并將該光刻膠1033′構(gòu)圖為遮蔽需要保留的偽柵部分(圖中從左至右數(shù)第一和第三偽柵,第二偽柵的一部分,以及第四偽柵的一部分),并露出需要替換的偽柵部分(用于n型器件的部分,圖中從左至右數(shù)第二偽柵和第四偽柵的一部分)。以光刻膠1033′為掩模,對偽柵1019進行選擇性刻蝕如RIE(相對于氧化物的電介質(zhì)1025/1031以及氮化物的側(cè)墻1005)??涛g可以停止于刻蝕停止層1011。這樣,由于這些部分的偽柵被去除,從而在側(cè)墻1005內(nèi)側(cè)留下了空間(用于容納柵堆疊),且在該空間內(nèi)露出了鰭1001F(鰭表面覆蓋有刻蝕停止層1011,該刻蝕停止層1011例如可以通過清洗或者選擇性刻蝕而被去除)。之后,可以去除光刻膠1033′。

根據(jù)本公開的實施例,在柵堆疊的相對端部之間需要隔離的情況下,可以利用光刻膠1033′來遮蔽相應(yīng)位置,從而在該處留下偽柵以便用作隔離。例如,如圖18(a)(參見其中右側(cè)的虛線橢圓圈)和18(c)所示,在從左至右數(shù)第四條偽柵處,光刻膠1033′覆蓋了在第二方向上一定寬度的偽柵,該寬度的偽柵1019隨后得以保留。

另外,根據(jù)本公開的實施例,在柵堆疊(特別是n型器件和p型器件的柵堆疊)的相對端部之間需要隔離的情況下,可以利用光刻膠1033′與前次光刻膠1033之間的套準(zhǔn)交迭來遮蔽相應(yīng)位置,從而在該處留下偽柵以便用作隔離。例如,如圖18(a)(參見其中左側(cè)的虛線橢圓圈)和18(d)所示,在從左至右數(shù)第二條偽柵處,光刻膠1033′與前次光刻膠1033之間在第二方向上交迭一定寬度,該寬度的偽柵1019隨后得以保留。

然后,如圖19(a)、19(b)、19(c)和19(d)(圖19(a)是俯視圖,圖19(b)是沿圖19(a)中AA′線的截面圖,圖19(c)是沿圖19(a)中BB′線的截面圖,圖19(d)是沿圖19(a)中CC′線的截面圖)所示,可以在如上所述在側(cè)墻1005內(nèi)側(cè)留下的空間中形成柵堆疊。在此,可以形成針對n型器件的柵堆疊。

例如,可以首先在該空間中通過淀積如原子層淀積(ALD)形成柵介質(zhì)層1035。柵介質(zhì)層1035可以包括高K柵介質(zhì)如HfO2,厚度為約1-3nm。在形成柵介質(zhì)層1035之前,可以在鰭1001F的表面上形成氧化物的界面層(未示出),厚度為約0.3-1.2nm。之后,可以通過淀積形成針對n型器件的柵電極層1037-2,例如金屬柵電極??梢詫λ纬傻臇烹姌O層1037-2和柵介質(zhì)層1035進行平坦化處理如CMP,CMP可以停止于電介質(zhì)1025/1031。這樣,柵電極層1037-2和柵介質(zhì)層1035留于側(cè)墻1005內(nèi)側(cè),形成柵堆疊。

這樣,就得到了n型和p型的FinFET。如圖19(b)所示,在p型FinFET中,柵電極層1037-1可以介由柵介質(zhì)層1035控制鰭1001F中的溝道區(qū),且源/漏區(qū)1023可以通過溝道區(qū)電連通。類似地,在n型FinFET中,柵電極層1037-2可以介由柵介質(zhì)層1035控制鰭1001F中的溝道區(qū),且源/漏區(qū)1029可以通過溝道區(qū)電連通。

在此,可以對n型器件和p型器件分別形成不同的柵堆疊(在該示例中,對于n型器件和p型器件形成相同的柵介質(zhì)層,并形成不同的柵電極層;但是本公開不限于此,例如也可以形成不同的柵介質(zhì)層)。

參見圖19(a)和19(c),某些相對的柵堆疊之間的間隙(或者說,殘留的偽柵1019在第二方向上的寬度)是由光刻膠1033′在該處的線寬決定的。相比于柵堆疊之間的間隙由線之間的間隔決定的常規(guī)技術(shù),該間隙可以做得更窄(因為一般而言在光刻技術(shù)中線寬可以小于線間隔)。也即,柵堆疊的相對端部之間的距離可以更小,從而可以節(jié)省面積,并可以降低制造成本。

另外,參見圖19(a)和19(d),某些相對的柵堆疊之間的隔離(或者說,殘留的偽柵1019在第二方向上的寬度)是由光刻膠1033′與光刻膠1033之間的套準(zhǔn)交迭決定的。相比于特征尺寸由線寬決定的常規(guī)技術(shù),該隔離可以做得更窄(因為一般而言在光刻技術(shù)中套準(zhǔn)交迭可以小于關(guān)鍵線寬(CD))。也即,柵堆疊的相對端部之間的距離可以更小,從而可以節(jié)省面積,并可以降低制造成本。

在此,利用了兩種不同方式來實現(xiàn)柵堆疊相對端部之間間隙的減小。可以根據(jù)布局設(shè)計,選擇是否使用這些方式。

接下來,可以進行接觸部的制作。

為了保護柵堆疊,如圖20(圖20示出了AA′線截面處的情況)所示,可以使柵堆疊凹入,并在其頂部形成保護層1039。例如,保護層1039可以包括氮化物。

根據(jù)本公開的實施例,按照自對準(zhǔn)技術(shù)來形成接觸部。例如,如圖21(a)和21(b)(圖21(a)是俯視圖,圖21(b)是沿圖21(a)中AA′線的截面圖)所示,可以對電介質(zhì)1025/1031(在該示例中,氧化物)進行選擇性刻蝕如濕法腐蝕和氣相刻蝕(相對于半導(dǎo)體材料1023/1029、氮氧化物的偽柵、氮化物的側(cè)墻1005和保護層1039),以至少部分地露出下方的源/漏區(qū)1023、1029。這種刻蝕可以是各向同性刻蝕,且刻蝕的溝槽或孔洞可以至少部分地與部分側(cè)墻1005的外壁實質(zhì)上共形或?qū)嵸|(zhì)上對準(zhǔn)。在圖21(a)中示出了對電介質(zhì)1025/1031的刻蝕露出下方的隔離層1009,但是本公開不限于此。例如,電介質(zhì)1025/1031還可以留有一部分,只要源/漏區(qū)1023、1029被露出。

于是,如圖21(a)和21(b)所示,在相鄰的側(cè)墻1005之間,留下了溝槽。這些溝道隨后可以容納導(dǎo)電材料以形成接觸部。由于源/漏區(qū)1023、1029位于這些溝槽內(nèi),從而接觸部可以自對準(zhǔn)于源/漏區(qū)1023、1029。

然后,如圖22(a)和22(b)(圖22(a)是俯視圖,圖22(b)是沿圖22(a)中AA′線的截面圖)所示,可以在圖21(a)和21(b)所示的結(jié)構(gòu)上,例如通過淀積形成接觸材料1041,并可以對其進行平坦化處理例如CMP,CMP可以停止于側(cè)墻1005或保護層1039。于是,接觸材料1041填充于各溝槽中。接觸材料1041可以包括導(dǎo)電材料,例如金屬如W。不同溝槽中的接觸材料1041由于它們之間的側(cè)墻1005而彼此隔離。

此外,在形成接觸材料1041之前,可以先形成一層阻擋層(未示出),例如Ti或者Ti/TiN疊層。

之后,如圖23(a)和23(b)(圖23(a)是俯視圖,圖23(b)是沿圖23(a)中AA′線的截面圖)所示,可以根據(jù)布局設(shè)計,將接觸材料1041分離為不同的接觸部。例如,可以在圖22(a)和22(b)所示的結(jié)構(gòu)上形成光刻膠(未示出),并將其構(gòu)圖為露出需要隔離之處,而遮蔽其余之處。然后,以光刻膠為掩模,對接觸材料1041進行選擇性刻蝕如RIE,以切斷接觸材料1041。如圖23(b)所示,形成了自對準(zhǔn)于源/漏區(qū)1023、1029的接觸部1041。

本公開的技術(shù)可以局部地或者全局地應(yīng)用于襯底上。

在以上實施例中,p型器件的柵電極層1037-1和n型器件的柵電極層1037-2彼此電隔離。但是,本公開不限于此。例如,在某些區(qū)域處,根據(jù)布局設(shè)計,p型器件的柵電極層1037-1和n型器件的柵電極層1037-2彼此電連接。

例如,在以上結(jié)合圖3(a)-20描述的操作之后,如圖24(a)和24(b)(圖24(a)是俯視圖,圖24(b)是沿圖24(a)中CC′線的截面圖)所示,可以在圖20所示的結(jié)構(gòu)上形成掩模層1043。例如,掩模層1043可以包括氮化物,厚度為約10-50nm。可以將該掩模層1043構(gòu)圖(例如,通過光刻)為露出需要電連接的柵電極層1037-1和柵電極層1037-2之間的隔離(即,偽柵1019)。

然后,如圖25(圖25示出了CC′線截面處的情況)所示,可以利用掩模層1043,選擇性刻蝕保護層1039(在該示例中,氮化物)和偽柵1019(在該示例中,氮氧化物)。在此,還可以對柵介質(zhì)層1035進行選擇性刻蝕如。于是,在柵電極層1037-1和柵電極層1037-2之間留下了空隙。

隨后,如圖26(圖26示出了CC′線截面處的情況)所示,可以向空隙中填充導(dǎo)電材料1045如鎢(W),以便將柵電極層1037-1和柵電極層1037-2彼此電連接。優(yōu)選地,填充的導(dǎo)電材料1045的頂面不高于柵電極層1037-1、1037-2的頂面。然后,可以向空隙中的剩余空間中填充電介質(zhì)1039′如氮化物??梢詫Φ镞M行平坦化處理如CMP。

之后,可以同上述實施例中一樣,進行接觸部的制造。

在以上的實施例中,在應(yīng)用應(yīng)變源/漏技術(shù)時,針對p型器件區(qū)域和n型器件區(qū)域分別進行處理。但是,本公開不限于此。例如,可以在所有器件區(qū)域上將對應(yīng)于源/漏區(qū)的脊?fàn)钗锾鎿Q為針對一種類型器件(例如,p型器件)的第一應(yīng)變源/漏,然后再將另一種類型器件(例如,n型器件)區(qū)域上的第一應(yīng)變源/漏替換為針對該類器件的第二應(yīng)變源/漏。

如圖28(a)和28(b)(圖28(a)是俯視圖,圖28(b)是沿圖28(a)中AA′線的截面圖)所示,如在以上結(jié)合圖9(a)和9(b)所述形成偽柵1019之后,可以在整個襯底上對氧化物的第一電介質(zhì)1015以及刻蝕停止層1011進行選擇性刻蝕如RIE,以便露出下方的鰭1001F。于是,p型器件區(qū)域和n型器件區(qū)域中鰭1001F在相鄰側(cè)墻1005之間延伸的部分(對應(yīng)于源/漏區(qū))被露出。該操作與以上結(jié)合圖10(a)和10(b)描述的操作類似,但是并未形成光刻膠1021。

接著,如圖29(a)和29(b)(圖29(a)是俯視圖,圖29(b)是沿圖29(a)中AA′線的截面圖)所示,可以對鰭1001F進行選擇性刻蝕如RIE,以至少去除其一部分從而使其下凹。然后,可以以鰭1001F的剩余部分為種子,外延生長用作p型器件的源/漏區(qū)的另外半導(dǎo)體材料1023。對此,例如可以參見以上結(jié)合圖11(a)和11(b)的描述。

然后,如圖30(圖30示出了AA′線截面處的情況)所示,可以在圖29(a)和29(b)上例如通過淀積形成第三電介質(zhì)1025如氧化物,并對其進行平坦化處理如CMP,CMP可以停止于側(cè)墻1005。

接下來,可以替換n型器件區(qū)域中的半導(dǎo)體材料1023。

為此,如圖31(a)和31(b)(圖31(a)是俯視圖,圖31(b)是沿圖31(a)中AA′線的截面圖)所示,可以在圖30所示的結(jié)構(gòu)上形成光刻膠1027,并將其構(gòu)圖為遮蔽p型器件區(qū)域(例如,圖31(a)中左下部),而露出n型器件區(qū)域(例如,圖31(a)中左上部以及右部)。以光刻膠1027為掩模,對氧化物的第三電介質(zhì)1025進行選擇性刻蝕如RIE,以便露出下方的鰭1001F。于是,n型器件區(qū)域中鰭1001F在相鄰側(cè)墻1005之間延伸的部分(對應(yīng)于源/漏區(qū))被露出。之后,可以去除光刻膠1027。

接著,如圖32(圖32示出了AA′線截面處的情況)所示,可以對鰭1001F進行選擇性刻蝕如RIE,以至少去除其一部分從而使其下凹。然后,如圖33(圖33示出了AA′線截面處的情況)所示,可以以鰭1001F的剩余部分為種子,外延生長用作n型器件的源/漏區(qū)的另外半導(dǎo)體材料1029。對此,例如可以參見以上結(jié)合圖14的描述。接下來,可以如以上實施例中一樣進行。

根據(jù)本公開實施例的半導(dǎo)體設(shè)置可以應(yīng)用于各種電子設(shè)備。例如,通過集成這樣的半導(dǎo)體設(shè)置以及其他器件(例如,其他形式的晶體管等),可以形成集成電路(IC),并由此構(gòu)建電子設(shè)備。因此,本公開還提供了一種包括上述半導(dǎo)體設(shè)置的電子設(shè)備。電子設(shè)備還可以包括與集成電路配合的顯示屏幕以及與集成電路配合的無線收發(fā)器等部件。這種電子設(shè)備例如智能電話、計算機、平板電腦(PC)、可穿戴智能設(shè)備、移動電源等。

在以上的描述中,對于各層的構(gòu)圖、刻蝕等技術(shù)細(xì)節(jié)并沒有做出詳細(xì)的說明。但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解,可以通過各種技術(shù)手段,來形成所需形狀的層、區(qū)域等。另外,為了形成同一結(jié)構(gòu),本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以設(shè)計出與以上描述的方法并不完全相同的方法。另外,盡管在以上分別描述了各實施例,但是這并不意味著各個實施例中的措施不能有利地結(jié)合使用。

以上對本公開的實施例進行了描述。但是,這些實施例僅僅是為了說明的目的,而并非為了限制本公開的范圍。本公開的范圍由所附權(quán)利要求及其等價物限定。不脫離本公開的范圍,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以做出多種替代和修改,這些替代和修改都應(yīng)落在本公開的范圍之內(nèi)。

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