本公開涉及半導體技術,且特別涉及半導體裝置的制造方法。
背景技術:
半導體集成電路(integratedcircuit,ic)工業(yè)已經(jīng)歷了快速成長。在集成電路發(fā)展的過程中,功能密度(即每一芯片區(qū)的互連裝置的數(shù)目)通常會增加,且?guī)缀纬叽?即使用制造工藝所能產(chǎn)生的最小組件(或線路))縮小。此元件尺寸微縮化的工藝一般來說具有增加生產(chǎn)效率與降低相關費用的益處。
元件尺寸微縮化也增加了處理與制造集成電路(ic)的復雜性。為實現(xiàn)這些進展,在集成電路處理和制造上需要類似的發(fā)展。舉例來說,已經(jīng)引入例如鰭式場效晶體管(fin-typefield-effecttransistor,finfet)的三維晶體管來取代平面晶體管。雖然目前的鰭式場效晶體管及制造鰭式場效晶體管的方法已經(jīng)足以實現(xiàn)預期的目的,但是它們并非在各方面都完全令人滿意。舉例來說,需要改善在鰭式場效晶體管中形成柵極間隔物的工藝。
技術實現(xiàn)要素:
在一些實施例中,提供半導體裝置的制造方法,其包含形成鰭特征部件于基底上方,基底具有第一區(qū)和第二區(qū)。形成柵極堆疊于第一區(qū)中的鰭特征部件上方,形成間隔層于第一區(qū)中的柵極堆疊上方和第二區(qū)中的鰭特征部件上方,其中間隔層分別沿著柵極堆疊的側壁和鰭特征部件的側壁設置,以及在不移除沿著第一區(qū)中的柵極堆疊的側壁的間隔層的情況下,將沿著第二區(qū)中的鰭特征部件的側壁的間隔層移除。
在一些其他實施例中,提供半導體裝置的制造方法,其包含形成鰭特征部件于基底上方,基底具有第一區(qū)和第二區(qū)。形成柵極堆疊于第一區(qū)中的鰭特征部件上方,形成間隔層于第一區(qū)中的柵極堆疊上方和第二區(qū)中的鰭特征部件上方,其中間隔層沿著柵極堆疊的側壁和鰭特征部件的側壁設置,以及實施角度等離子體蝕刻,以在不移除沿著第一區(qū)中的柵極堆疊的側壁的間隔層的情況下,將沿著第二區(qū)中的鰭特征部件的側壁的間隔層移除。
在另外一些實施例中,提供半導體裝置的制造方法,其包含形成鰭特征部件于基底上方,基底具有第一區(qū)和第二區(qū)。形成柵極堆疊于第一區(qū)中的鰭特征部件上方,形成間隔層于第一區(qū)中的柵極堆疊上方和第二區(qū)中的鰭特征部件上方,其中間隔層沿著柵極堆疊的側壁和鰭特征部件的側壁設置,將沿著第二區(qū)中的鰭特征部件的側壁的間隔層改質(zhì),使其具有與沿著第一區(qū)中的柵極堆疊的側壁的間隔層不同的蝕刻選擇性,以及選擇性地移除沿著鰭特征部件的側壁的改質(zhì)的間隔層。
附圖說明
根據(jù)以下的詳細說明并配合所附附圖可以更加理解本公開的概念。應注意的是,根據(jù)本產(chǎn)業(yè)的標準慣例,圖示中的各種特征部件并未必按照比例繪制。事實上,可能任意的放大或縮小各種特征部件的尺寸,以做清楚的說明。
圖1顯示依據(jù)一些實施例的制造半導體裝置的例示性的方法的流程圖。
圖2a顯示依據(jù)一些實施例的例示性的半導體裝置的初始結構的圖解透視圖。
圖2b顯示依據(jù)一些實施例,沿圖2a的線a-a,初始結構的范例的剖面示意圖。
圖2c顯示依據(jù)一些實施例,沿圖2a的線b-b,初始結構的范例的剖面示意圖。
圖3a顯示依據(jù)一些實施例的例示性的半導體裝置的圖解透視圖。
圖3b顯示依據(jù)一些實施例,沿圖3a的線a-a,例示性的裝置的剖面示意圖。
圖3c顯示依據(jù)一些實施例,沿圖3a的線b-b,例示性的裝置的剖面示意圖。
圖4a顯示依據(jù)一些實施例的例示性的半導體裝置的圖解透視圖。
圖4b、圖4c、圖4d和圖4e顯示依據(jù)一些實施例,沿圖4a的線a-a,例示性的裝置的剖面示意圖。
圖4f顯示依據(jù)一些實施例,沿圖4a的線b-b,例示性的裝置的剖面示意圖。
圖4g和圖4h顯示依據(jù)一些實施例的例示性的蝕刻工藝的圖解透視圖。
圖5顯示依據(jù)一些實施例的制造半導體裝置的另一個例示性的方法的流程圖。
圖6a顯示依據(jù)一些實施例的例示性的半導體裝置的圖解透視圖。
圖6b、圖6c、圖6d和圖6e顯示依據(jù)一些實施例,沿圖6a的線a-a,例示性的裝置的剖面示意圖。
圖6f顯示依據(jù)一些實施例,沿圖6a的線b-b,例示性的裝置的剖面示意圖。
圖7a顯示依據(jù)一些實施例,沿圖6a的線a-a,例示性的裝置的剖面示意圖。
圖7b顯示依據(jù)一些實施例,沿圖6a的線b-b,例示性的裝置的剖面示意圖。
附圖標記說明:
100、500方法
102、104、106、502、504、506、508步驟
200半導體裝置
205初始結構
210基底
220鰭特征部件
230隔離特征部件
232源極/漏極區(qū)
234柵極區(qū)
240柵極堆疊(虛設柵極堆疊)
244電極層
246柵極硬掩模
247氧化物層
248氮化物層
310間隔層
310fs、310ft、310gs、310gt、310i間隔層部分
320柵極間隙壁
410等離子體流
420偏折機構
610離子注入
1250fs、1250ft、1250gt、1250i改質(zhì)的間隔層部分
θ入射角
α傾斜角
具體實施方式
要了解的是本說明書以下的公開內(nèi)容提供許多不同的實施例或范例,以實施本公開的不同特征部件。而本說明書以下的公開內(nèi)容是敘述各個構件及其排列方式的特定范例,以求簡化本公開的說明。當然,這些僅為范例并非用以限定本公開。例如,本說明書以下的公開內(nèi)容敘述了將一第一特征部件形成于一第二特征部件之上或上方,即表示其包含了所形成的上述第一特征部件與上述第二特征部件是直接接觸的實施例,亦包含了尚可將附加的特征部件形成于上述第一特征部件與上述第二特征部件之間,而使上述第一特征部件與上述第二特征部件可能未直接接觸的實施例。另外,本公開的說明中不同范例可能使用重復的參考符號及/或用字。這些重復符號或用字是為了簡化與清晰的目的,并非用以限定各個實施例及/或所述外觀結構之間的關系。
再者,為了方便描述附圖中一元件或特征部件與另一(復數(shù))元件或(復數(shù))特征部件的關系,可使用空間相關用語,例如“在...之下”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”及類似的用語。除了附圖所繪示的方位之外,空間相關用語涵蓋使用或操作中的裝置的不同方位。所述裝置也可被另外定位(例如,旋轉90度或者位于其他方位),并對應地解讀所使用的空間相關用語的描述。
圖1顯示依據(jù)一些實施例的制造一個或多個半導體裝置的方法100的流程圖。后續(xù)將參考圖2a、圖2b和圖2c所示的半導體裝置200的初始結構205和圖3a到圖4g所示的半導體裝置200詳細討論方法100。半導體裝置200可為集成電路(integratedcircuit,ic)或集成電路的一部分,其可包括靜態(tài)隨機存取存儲器(staticrandom-accessmemory,sram)及/或其他邏輯電路、被動元件例如電阻器、電容器和電感器、主動元件例如p型場效晶體管(p-typefieldeffecttransistor,pfet)、n型場效晶體管(n-typefet,nfet)、金屬氧化物半導體場效晶體管(metal-oxidesemiconductorfieldeffecttrnasistor,mosfet)、互補式金屬氧化物半導體(complementarymetal-oxidesemiconductor,cmos)晶體管、雙極性晶體管、高電壓晶體管、高頻率晶體管、其他存儲器單元及/或前述的組合。半導體裝置200可包含三維裝置和多柵極裝置,例如雙柵極場效晶體管(doublegatefet)、鰭式場效晶體管(finfet)、三柵極晶體管(tri-gatefet)、奧米加晶體管(omegafet)和柵極環(huán)繞(gate-all-around,gaa)裝置,柵極環(huán)繞裝置包含垂直式柵極環(huán)繞裝置和水平式柵極環(huán)繞裝置。
請參照圖1、圖2a、圖2b和圖2c,方法100從步驟102開始,步驟102接收半導體裝置200的初始結構205。初始結構205包含基底210,基底210可為塊狀(bulk)硅基底?;蛘?,基底210可包括元素半導體,例如晶體結構中的硅或鍺;化合物半導體,例如硅鍺、碳化硅、砷化鎵、磷化鎵、磷化銦、砷化銦及/或銻化銦;或前述的組合??赡艿幕?10也包含絕緣層上覆硅(silicon-on-insulator,soi)基底,通過使用植氧分離(separationbyimplantationofoxygen,simox)、晶片接合及/或其他合適的方法制造絕緣層上覆硅基底。
一些例示性的基底210也包含絕緣層。絕緣層包括任何合適的材料,包含氧化硅、藍寶石及/或前述的組合。例示性的絕緣層可為埋置氧化層(buriedoxide,box)。絕緣層通過任何合適的工藝形成,例如注入(例如植氧分離(simox))、氧化、沉積及/或其他合適的工藝。在一些例示性的初始結構205中,絕緣層為絕緣層上覆硅基底的組件(例如層)。
基底210也可包含各種摻雜區(qū),摻雜區(qū)可以摻雜p型摻雜物例如硼或bf2、n型摻雜物例如磷或砷及/或前述的組合。摻雜區(qū)可直接形成于基底210上、p型井結構中、n型井結構中、雙井(dual-well)結構中及/或使用增高結構。基底210可更包含各種主動區(qū),例如配置為n型金屬氧化物半導體晶體管裝置的區(qū)域和配置為p型金屬氧化物半導體晶體管裝置的區(qū)域。
初始結構205也包含多個鰭(fin)特征部件220形成于基底210上方。鰭特征部件220通過任何合適的工藝包含各種沉積工藝、光微影工藝及/或蝕刻工藝形成。例示性的光微影工藝包含形成光致抗蝕劑層(光致抗蝕劑)覆蓋基底(例如硅層)、將光致抗蝕劑曝光至一圖案、實施曝光后烘烤工藝,以及將光致抗蝕劑顯影,以形成包含光致抗蝕劑的掩模元件。接著,使用掩模元件在基底210內(nèi)蝕刻出鰭特征部件220。沒有被掩模元件保護的區(qū)域通過反應性離子蝕刻(reactiveionetching,rie)工藝及/或其他合適的工藝蝕刻。在一例子中,鰭特征部件220通過將基底210的一部分圖案化和蝕刻形成。在另外一例子中,鰭特征部件220通過將絕緣層上覆硅(soi)基底的沉積于絕緣層上方的硅層(舉例來說,硅-絕緣層-硅堆疊的上部硅層)圖案化和蝕刻形成。
初始結構205也可包含各種隔離特征部件230。隔離特征部件230隔開基底210中的各種裝置區(qū)。隔離特征部件230包含通過使用不同工藝技術形成的不同結構。舉例來說,隔離特征部件230可包含淺溝槽隔離(shallowtrenchisolation,sti)特征部件。淺溝槽隔離(sti)特征部件的形成可包含在基底210內(nèi)蝕刻出溝槽,并將例如氧化硅、氮化硅及/或氮氧化硅的絕緣材料填入溝槽中。填充的溝槽可具有多層結構,例如熱氧化物襯墊層和氮化硅填入溝槽的??蓪嵤┗瘜W機械研磨(chemicalmechanicalpolishing,cmp)以回磨(polishback)多余的絕緣材料,并將隔離特征部件230的頂表面平坦化。
在一些實施例中,基底210具有源極/漏極(source/drain,s/d)區(qū)232和柵極區(qū)234。在一些實施例中,一個源極/漏極區(qū)232為源極區(qū),且另一個源極/漏極區(qū)232為漏極區(qū)。源極/漏極區(qū)232通過柵極區(qū)234分開。
初始結構205也包含一個或多個柵極堆疊240形成于基底210中的柵極區(qū)234上方,柵極堆疊240包含包裹于鰭特征部件220的一部分上方。在一些實施例中,柵極堆疊240為虛設(dummy)(犧牲)柵極堆疊,且最終的柵極堆疊將于半導體裝置200的后續(xù)的工藝階段取代虛設柵極堆疊240。特別來說,高介電常數(shù)(high-k,hk)介電層和金屬柵極(metalgate,mg)電極可于之后的工藝階段取代虛設柵極堆疊240。在一些實施例中,虛設柵極堆疊240包含虛設介電層(未繪示)、電極層244和柵極硬掩模246,柵極硬掩模246可包含多層(例如氧化物層247和氮化物層248)。在一些實施例中,虛設柵極堆疊240不包含虛設介電層。舉例來說,在虛設柵極堆疊240的沉積之前,將虛設介電層移除。在一些實施例中,除了虛設介電層之外或代替虛設介電層,虛設柵極堆疊240包含額外的虛設柵極介電層。
在一些實施例中,虛設柵極堆疊240通過各種工藝步驟例如層沉積、圖案化、蝕刻和其他合適的工藝步驟形成。例示性的層沉積工藝包含化學氣相沉積(chemicalvapordeposition,cvd),化學氣相沉積包含低壓化學氣相沉積和等離子體增強化學氣相沉積、物理氣相沉積(physicalvapordeposition,pvd)、原子層沉積(atomiclayerdeposition,ald)、熱氧化、電子束蒸鍍及/或其他合適的沉積技術或前述的組合。以形成虛設柵極堆疊240的例子來說,圖案化工藝包含微影工藝(例如光微影或電子束微影),微影工藝可更包含光致抗蝕劑涂布(例如旋轉(spin-on)涂布)、軟烤、光掩模對準、曝光、曝光后烘烤、光致抗蝕劑顯影、清洗、干燥(例如旋轉干燥及/或硬烤)、其他合適的微影技術及/或前述的組合。在一些實施例中,蝕刻工藝可包含干蝕刻(例如反應性離子蝕刻(rie))、濕蝕刻及/或其他蝕刻方法。
如前所示,虛設柵極堆疊240可包含額外的柵極介電層。舉例來說,虛設柵極堆疊240可包含氧化硅,或者或另外地,虛設柵極堆疊240的柵極介電層可包含氮化硅、高介電常數(shù)介電材料或其他合適的材料。在一些實施例中,電極層244可包含多晶硅(polycrystallinesilicon,polysilicon)。在一些實施例中,柵極硬掩模246包含氧化物層247,例如可包含氧化硅的墊氧化物層。在一些實施例中,柵極硬掩模246包含氮化物層248,例如可包含氮化硅(si3n4)、氮氧化硅及/或碳化硅的墊氮化物層。
請參照圖1、圖3a和圖3b,當接收初始結構205之后,方法100進行至步驟104,步驟104形成間隔層310于基底210上方。間隔層310可為順應性的介電層形成于源極/漏極區(qū)232和柵極區(qū)234上方。間隔層310可形成間隔元件于虛設柵極堆疊240的側壁上。間隔層310可包含介電材料,例如氧化硅、氮化硅、碳化硅、氮氧化硅、sicn膜、碳氧化硅、siocn膜及/或前述的組合。在一些實施例中,間隔層310包含多層,例如主要間隔墻、襯墊層和類似層。間隔層310可通過化學機械研磨(cvd)、次常壓化學氣相沉積(subatmosphericcvd,sacvd)、流動式(flowable)化學氣相沉積、原子層沉積(ald)、物理氣相沉積(pvd)及/或其他合適的工藝形成。
因此,間隔層310包裹于源極/漏極區(qū)232中的鰭特征部件220上方,使間隔層310沿著鰭特征部件220的側壁(標示為間隔層部分310fs)、在鰭特征部件220的頂部上(標示為間隔層部分310ft)和在隔離特征部件230上方(標示為間隔層部分310i)。此外,間隔層310包裹于柵極區(qū)234中的虛設柵極堆疊240上方,使間隔層310沿著虛設柵極堆疊240的側壁(標示為間隔層部分310gs)和在虛設柵極堆疊240的頂部上(標示為間隔層部分310gt)??梢宰⒁獾氖?,間隔層部分310fs是沿著yz平面,間隔層部分310gs是沿著xz平面,xz平面大致垂直于yz平面。間隔層部分310ft、310gt和310i是沿著xy平面。
一般來說,設計將間隔層部分310fs和310ft移除,以暴露出鰭特征部件220,用于在源極/漏極區(qū)232中的鰭特征部件220上方的后續(xù)源極/漏極特征部件的形成,其提供許多裝置效能上的優(yōu)點,例如增加源極/漏極體積,以提高用于通道移動率提升的源極/漏極應力效應。在大致不蝕刻間隔層部分310gs的情況下移除間隔層部分310fs和310ft是個挑戰(zhàn),特別是當間隔層部分310fs、310ft和310gs在工藝中通過相同的間隔層形成,間隔層部分310gs將作為柵極間隙壁。柵極間隙壁的損失或部分厚度損失可能導致暴露出柵極堆疊240的一些部分,并在后續(xù)源極/漏極形成期間,在柵極堆疊240上造成長出外延蘑菇形缺陷(epitaxialmushroomdefect)。為了解決這個問題,本公開提供在大致不蝕刻柵極區(qū)234中沿著柵極堆疊240的側壁的間隔層310的情況下,移除源極/漏極區(qū)232中沿著鰭特征部件220的側壁的間隔層310的方法。
請參照圖1、圖4a、圖4b和圖4c,方法100進行至步驟106,步驟106實施角度等離子體(angle-plasma)蝕刻,以在大致不蝕刻間隔層部分310gs的情況下移除間隔層部分310fs、310ft和310i,并且也蝕刻間隔層部分310gt。在角度等離子體蝕刻工藝中,適當?shù)臍怏w混合物的輝光放電(等離子體)的高速流,等離子體流(plasmaflux)410,以相對于xy平面的法線c-c的入射角θ指向基底210。在本實施例中,等離子體流410指向平行于間隔層部分310gs設置的平面(xz平面),因此等離子體流410大致不蝕刻間隔層部分310gs。在角度等離子體蝕刻工藝期間,相對于入射角θ等于0的中心處,控制入射角θ的角度使其在-a度至+a度的范圍內(nèi)改變。此處符號「-」和符號「+」代表相對于中心的兩相對方向。舉例來說,入射角θ在從-45度至+45度的范圍內(nèi)改變。在一些實施例中,角度等離子體蝕刻工藝可包含三個步驟:第一步驟為有著入射角θ的角度等離子體蝕刻工藝,使等離子體流410朝向間隔層部分310fs的右側(如圖4b所示),第二步驟為有著入射角θ為0的另一個角度等離子體蝕刻工藝(如圖4c所示),使等離子體流410朝向間隔層部分310ft、310gt和310i,且第三步驟為有著入射角θ的角度等離子體蝕刻工藝,使等離子體流410朝向間隔層部分310fs的左側(如圖4d所示)。
在一些實施例中,如圖4g所示,入射角θ通過使用偏折機構(deflectingmechanism)420將等離子體流410偏折而誘發(fā)產(chǎn)生。偏折機構420可包含準直器(collimator)、磁場、電場及/或前述的組合。或者,如圖4h所示,入射角θ通過將基底210從線d-d傾斜了入射角θ的角度而誘發(fā)產(chǎn)生,此處線d-d垂直于等離子體流410的方向。
角度等離子體蝕刻工藝可采用含氟氣體(例如sf4、sf6、ch2f2、chf3及/或c2f-6)、含氯氣體(例如cl2、chcl3、ccl4及/或bcl3)、含溴氣體(例如hbr及/或chbr3)、含碘氣體、其他合適的氣體及/或等離子體及/或前述的組合實施。
因此,如圖4e和圖4f所示,將間隔層部分310fs、310ft、310gt和310i移除,而間隔層部分310gs保持完好。也就是說,暴露出源極/漏極區(qū)232中的鰭特征部件220,而沿著虛設柵極堆疊240的側壁的間隔層部分310gs保持完好,間隔層部分310gs也被稱為柵極間隙壁320。
可提供額外的步驟于方法100之前、方法100期間和方法100之后,且在方法100的額外實施例中,可取代、消除或移動前述的一些步驟。
圖5為制造半導體裝置200的另一例示性的方法500的流程圖。步驟502和504相似于前述方法100的步驟102和104。因此,前述關于步驟102和104的討論可分別應用于步驟502和504。本公開在各種實施例中重復參考符號及/或用字。此重復是為了簡化與清晰的目的,除非另有說明,重復的參考符號及/或用字指出各種實施例中相似的特征部件。
請參照圖5、圖6a、圖6b和圖6c,方法500進行至步驟506,步驟506實施離子注入610以將間隔層部分310fs、310ft和310i分別改質(zhì)為改質(zhì)的間隔層部分1250fs、1250ft和1250i,而間隔層部分310gs保持完好。間隔層部分310gt也被改質(zhì),稱為改質(zhì)的間隔層部分1250gt。離子注入工藝將離子種類導入間隔層部分310fs、310ft、310gt和310i,其在以下討論的后續(xù)的蝕刻中,相較于間隔層部分310gs,增加間隔層部分310fs、310ft、310gt和310i的蝕刻速率。在一實施例中,實施使用氮種類的離子注入將間隔層部分310fs、310ft、310gt和310i改質(zhì)。或者,注入的種類可包含例如氧、氟、硼及/或其他種類。
在本實施例中,離子注入610的離子種類的流動指向平行于xz平面,其中間隔層部分310gs設置于xz平面,因此離子注入610不會將間隔層部分310gs改質(zhì)。在一些實施例中,離子注入610為相對于xy平面的法線c-c具有傾斜角α的傾斜的離子注入。傾斜角α在從0度(相對于法線c-c)至約90度(在法線c-c的兩側上)的范圍內(nèi)。設計離子注入610的傾斜角α,以將間隔層部分310fs、310ft、310gt和310i改質(zhì)。在一些實施例中,離子注入工藝可包含三個步驟:第一步驟為有著傾斜角α的離子注入610,使離子束朝向間隔層部分310fs的右側(如圖6b所示),第二步驟為有著傾斜角α為0的另一離子注入610(如圖6c所示),使離子束朝向間隔層部分310ft、310gt和310i,且第三步驟為有著傾斜角α的離子注入610,使離子束朝向間隔層部分310fs的左側(如圖6d所示)。
請參照圖5、圖7a和圖7b,方法500進行至步驟508,步驟508將改質(zhì)的間隔層部分1250fs、1250ft、1250i和1250gt移除。如前所提及,在本實施例中,改質(zhì)的間隔層部分1250fs、1250ft、1250i和1250gt相較于間隔層部分310gs具有大致上不同的蝕刻選擇性。因此,在大致不蝕刻間隔層部分310gs的情況下,將改質(zhì)的間隔層部分1250fs、1250ft、1250i和1250gt移除。在一實施例中,蝕刻工藝為有著相應蝕刻劑的濕蝕刻,蝕刻劑可包含磷酸(h3po4)、氫氧化銨(nh4oh)、氫氟酸(hf)、稀釋氫氟酸溶液、氫氯酸(hcl)及/或其他合適的濕蝕刻溶液及/或前述的組合。
可提供額外的步驟于方法100和500之前、方法100和500期間和方法100和500之后,且在方法100和500的額外實施例中,可取代、消除或移動前述的一些步驟。舉例來說,在鰭特征部件220暴露于源極/漏極區(qū)232之后,源極/漏極特征部件形成于暴露的鰭特征部件220上方,且通過虛設柵極堆疊240(包含柵極間隙壁320)隔開。源極/漏極特征部件可包含鍺(ge)、硅(si)、砷化鎵(gaas)、砷化鋁鎵(algaas)、硅鍺(sige)、磷砷化鎵(gaasp)、銻化鎵(gasb)、銻化銦(insb)、砷化銦鎵(ingaas)、砷化銦(inas)或其他合適的材料。在一些實施例中,使鰭特征部件220的一部分凹陷,以形成源極/漏極凹口,接著源極/漏極特征部件通過例如化學氣相沉積(cvd)、氣相外延(vapor-phaseepitaxy,vpe)及/或超高真空化學氣相沉積(ultra-highvacuumcvd,uhv-cvd)、分子束外延及/或其他合適工藝的外延成長工藝形成于源極/漏極凹口上方。可實施一個或多個退火工藝來活化摻雜物,退火工藝包括快速熱退火(rapidthermalannealing,rta)及/或激光退火工藝。
舉另一例子來說,在形成源極/漏極特征部件之后,高介電常數(shù)介電層/金屬柵極(hk/mg)取代虛設柵極堆疊240。在一些實施例中,先將虛設柵極堆疊240移除,以形成柵極溝槽,且鰭特征部件220的一部分暴露于柵極溝槽中。蝕刻工藝可包含選擇性的濕蝕刻、選擇性的干蝕刻及/或前述的組合。接著,高介電常數(shù)介電層/金屬柵極形成于柵極溝槽上方,并且包含包裹于暴露的鰭特征部件220上方。高介電常數(shù)介電層/金屬柵極可包含高介電常數(shù)介電層和金屬柵極電極。高介電常數(shù)介電層可包含lao、alo、zro、tio、ta2o5、y2o3、srtio3(sto)、batio3(bto)、bazro、hfzro、hflao、hfsio、lasio、alsio、hftao、hftio、(ba,sr)tio3(bst)、al2o3、si3n4、氮氧化物(sion)或其他合適的材料。金屬柵極電極可包含ti、ag、al、tialn、tac、tacn、tasin、mn、zr、tin、tan、ru、mo、al、wn、cu、w、re、i、co、ni、其他合適的材料或前述的組合。高介電常數(shù)介電層/金屬柵極可通過例如化學氣相沉積(cvd)、物理氣相沉積(pvd)、原子層沉積(ald)及/或其他技術的工藝形成。
半導體裝置200可包含額外的特征部件,其可通過后續(xù)的工藝形成。舉例來說,各種導通孔/導線和多層互連特征部件(例如金屬層和層間介電質(zhì))形成于基底210上方。舉例來說,多層互連包含例如傳統(tǒng)導通孔或接點的垂直互連和例如金屬線的水平互連。各種互連特征部件可使用包含銅、鎢及/或硅化物的各種導電材料。在一例子中,使用鑲嵌及/或雙鑲嵌工藝以形成與銅相關的多層互連結構。
基于前述,可以看到本公開提供在大致不蝕刻沿著柵極堆疊的側壁的間隔層部分的情況下,移除部分間隔層以暴露出在源極/漏極區(qū)中的鰭特征部件的方法。此方法采用角度等離子體蝕刻,以選擇性地移除在源極/漏極區(qū)中的鰭特征部件上方的間隔層部分。此方法也采用改變鰭特征部件上方的間隔層部分的蝕刻選擇性,以達到選擇性蝕刻,將在源極/漏極區(qū)中的鰭特征部件上方的改質(zhì)的間隔層部分移除。
本公開提供制造半導體裝置的許多不同的實施例,其相較于現(xiàn)有方法提供一或更多改善。在一實施例中,半導體裝置的制造方法包含形成鰭特征部件于基底上方,基底具有第一區(qū)和第二區(qū)。形成柵極堆疊于第一區(qū)中的鰭特征部件上方,并形成間隔層于第一區(qū)中的柵極堆疊上方和第二區(qū)中的鰭特征部件上方,間隔層分別沿著柵極堆疊的側壁和鰭特征部件的側壁設置。此方法也包含在不移除沿著第一區(qū)中的柵極堆疊的側壁的間隔層的情況下,將沿著第二區(qū)中的鰭特征部件的側壁的間隔層移除。
在一些其他實施例中,其中移除沿著第二區(qū)中的鰭特征部件的側壁的間隔層是通過角度等離子體(angle-plasma)蝕刻移除。
在一些其他實施例中,其中角度等離子體蝕刻的等離子體流指向平行于第一區(qū)中的柵極堆疊的側壁的平面。
在一些其他實施例中,其中在不移除沿著柵極堆疊的側壁的間隔層的情況下,將沿著第二區(qū)中的鰭特征部件的側壁的間隔層移除的步驟包含將沿著第二區(qū)中的鰭特征部件的側壁的間隔層改質(zhì),以及選擇性地蝕刻改質(zhì)的間隔層。
在一些其他實施例中,其中將沿著第二區(qū)中的鰭特征部件的側壁的間隔層改質(zhì)的步驟包含實施離子注入工藝于第二區(qū)中的鰭特征部件的側壁上。
在一些其他實施例中,其中離子注入指向平行于第一區(qū)中的柵極堆疊的側壁的平面。
在一些其他實施例中,其中離子注入包含傾斜的離子注入。
在一些其他實施例中,其中形成間隔層于第一區(qū)中的柵極堆疊上方和第二區(qū)中的鰭特征部件上方的步驟包含形成間隔層分別于鰭特征部件的頂表面和柵極堆疊的頂表面上方。
在一些其他實施例中,其中將沿著第二區(qū)中的鰭特征部件的側壁的間隔層移除的步驟包含將鰭特征部件的頂表面和柵極堆疊的頂表面上方的間隔層移除。
在另一實施例中,半導體裝置的制造方法包含形成鰭特征部件于基底上方,基底具有第一區(qū)和第二區(qū)。形成柵極堆疊于第一區(qū)中的鰭特征部件上方,并形成間隔層于第一區(qū)中的柵極堆疊上方和第二區(qū)中的鰭特征部件上方,間隔層沿著柵極堆疊的側壁和鰭特征部件的側壁設置。此方法也包含實施角度等離子體蝕刻,以在不移除沿著第一區(qū)中的柵極堆疊的側壁的間隔層的情況下,將沿著第二區(qū)中的鰭特征部件的側壁的間隔層移除。
在一些其他實施例中,其中實施角度等離子體蝕刻以移除沿著第二區(qū)中的鰭特征部件的側壁的間隔層的步驟包含將角度等離子體蝕刻的等離子體流指向平行于第一區(qū)中的柵極堆疊的側壁的平面。
在一些其他實施例中,其中形成間隔層于第一區(qū)中的柵極堆疊上方和第二區(qū)中的鰭特征部件上方的步驟包含形成間隔層于鰭特征部件的頂表面和柵極堆疊的頂表面上方。
在一些其他實施例中,其中實施角度等離子體蝕刻以移除沿著第二區(qū)中的鰭特征部件的側壁的間隔層的步驟包含將鰭特征部件的頂表面和柵極堆疊的頂表面上方的間隔層移除。
在另一實施例中,半導體裝置的制造方法包含形成鰭特征部件于基底上方,基底具有第一區(qū)和第二區(qū)。形成柵極堆疊于第一區(qū)中的鰭特征部件上方,并形成間隔層于第一區(qū)中的柵極堆疊上方和第二區(qū)中的鰭特征部件上方,間隔層沿著柵極堆疊的側壁和鰭特征部件的側壁設置。此方法也包含將沿著第二區(qū)中的鰭特征部件的側壁的間隔層改質(zhì),使其具有與沿著第一區(qū)中的柵極堆疊的側壁的間隔層不同的蝕刻選擇性,此方法也包含選擇性地移除沿著鰭特征部件的側壁的改質(zhì)的間隔層。
在一些其他實施例中,其中將沿著第二區(qū)中的鰭特征部件的側壁的間隔層改質(zhì)的步驟包含實施離子注入于沿著第二區(qū)中的鰭特征部件的側壁的間隔層上。
在一些其他實施例中,其中離子注入指向平行于柵極堆疊的側壁的平面。
在一些其他實施例中,其中離子注入包含傾斜的離子注入。
在一些其他實施例中,其中形成間隔層于第一區(qū)中的柵極堆疊上方和第二區(qū)中的鰭特征部件上方的步驟包含形成間隔層于鰭特征部件的頂表面和柵極堆疊的頂表面上方。
在一些其他實施例中,其中將沿著第二區(qū)中的鰭特征部件的側壁的間隔層改質(zhì)的步驟包含將鰭特征部件的頂表面和柵極堆疊的頂表面上方的間隔層改質(zhì)。
在一些其他實施例中,其中選擇性地移除沿著鰭特征部件的側壁的改質(zhì)的間隔層的步驟包含將鰭特征部件的頂表面和柵極堆疊的頂表面上方的改質(zhì)的間隔層移除。
前述內(nèi)文概述了許多實施例的特征,使本領域技術人員可以從各個方面更佳地了解本公開。本領域技術人員應可理解,且可輕易地以本公開為基礎來設計或修飾其他工藝及結構,并以此達到相同的目的及/或達到與在此介紹的實施例等相同的優(yōu)點。本領域技術人員也應了解這些相等的結構并未背離本公開的發(fā)明精神與范圍。在不背離本公開的發(fā)明精神與范圍的前提下,可對本公開進行各種改變、置換或修改。