本發(fā)明實(shí)施例涉及半導(dǎo)體裝置及其制造方法，特別涉及半導(dǎo)體裝置的源極和漏極區(qū)的制造方法。

背景技術(shù)：

為追求更高的裝置密度、更高的效能及低成本，半導(dǎo)體工業(yè)已進(jìn)步至納米科技工藝節(jié)點(diǎn)，來(lái)自制造和設(shè)計(jì)議題兩者的挑戰(zhàn)造成了三維設(shè)計(jì)的發(fā)展，例如鰭式場(chǎng)效晶體管(finfet)。典型的finfet裝置包含具有高深寬比(aspectratio)的半導(dǎo)體鰭，并且在其內(nèi)部形成半導(dǎo)體晶體管裝置的通道和源極/漏極區(qū)。柵極沿著(例如，環(huán)繞)鰭結(jié)構(gòu)而形成于其上，利用通道和源極/漏極區(qū)增加的表面積的優(yōu)勢(shì)制造更快、可信度更高及更好控制的半導(dǎo)體晶體管裝置。在一些裝置，finfet里源極/漏極(s/d)部分內(nèi)的應(yīng)力材料使用，例如硅化鍺(sige)、硅化磷(sip)或碳化硅(sic)，可提升載子的移動(dòng)率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一些實(shí)施例提供半導(dǎo)體裝置，其包含在基底上沿第一方向延伸的鰭，以及在鰭上沿第二方向延伸的柵極結(jié)構(gòu)。此柵極結(jié)構(gòu)包含：在鰭上的柵極介電層；在柵極介電層上的柵極電極；以及位于柵極電極的第一橫向表面上，且沿第二方向延伸的第一絕緣柵極間隙物。此半導(dǎo)體裝置還包含源極/漏極區(qū)，其形成于鰭內(nèi)鄰近于柵極電極的區(qū)域內(nèi)，且源極/漏極區(qū)的一部分沿第一方向，以大抵上固定的距離延伸在絕緣柵極間隙物下方。

附圖說(shuō)明

本發(fā)明實(shí)施例的各種樣態(tài)最好的理解方式為閱讀以下說(shuō)明書的詳說(shuō)明并配合附圖。應(yīng)該注意的是，本發(fā)明實(shí)施例的各種不同部件(feature)并未依據(jù)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)的尺寸而繪制。事實(shí)上，為使說(shuō)明書能清楚描繪，各種不同部件的尺寸可以任意放大或縮小。

圖1-圖5顯示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，形成半導(dǎo)體裝置的示例工藝。

圖6-圖7顯示形成半導(dǎo)體裝置的其他工藝。

圖8-圖10顯示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，形成半導(dǎo)體裝置的示例工藝的更多步驟。

圖11-圖16顯示根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，形成半導(dǎo)體裝置的示例工藝。

圖17-圖18顯示根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置。

圖19-圖20顯示根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置。

其中，附圖標(biāo)記說(shuō)明如下：

10～半導(dǎo)體基底；

12～鰭；

14～淺溝槽隔離區(qū)；

16～柵極結(jié)構(gòu)；

18～柵極電極；

20～柵極介電層；

22～側(cè)壁間隙物；

24～第一區(qū)；

26～凹陷；

28～摻雜區(qū)；

30、40、46、62～源極和漏極區(qū)

32、42、48、64～輕摻雜區(qū)；

34、44、50、66～重?fù)诫s區(qū)；

36～第二區(qū)；

38～氮化物層；

60、70～擴(kuò)大的凹陷；

100～hvt裝置；

110～pmos區(qū)；

120～nmos區(qū)；

200～svt裝置；

300～lvt裝置。

具體實(shí)施方式

要了解的是本說(shuō)明書以下的發(fā)明內(nèi)容提供許多不同的實(shí)施例或范例，以實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施例不同部件。而本說(shuō)明書以下的發(fā)明內(nèi)容是敘述各個(gè)構(gòu)件及其排列方式的特定范例，以求簡(jiǎn)化發(fā)明的說(shuō)明。當(dāng)然，這些特定的范例并非用以限定本發(fā)明。例如，若是本說(shuō)明書以下的發(fā)明內(nèi)容敘述了將一第一部件形成于一第二部件之上或上方，即表示其包含了所形成的上述第一部件與上述第二部件是直接接觸的實(shí)施例，還包含了將附加的部件形成于上述第一部件與上述第二部件之間，而使上述第一部件與上述第二部件可能未直接接觸的實(shí)施例。另外，本發(fā)明的實(shí)施例的說(shuō)明中不同范例可能使用重復(fù)的參考符號(hào)及/或用字。這些重復(fù)符號(hào)或用字是為了簡(jiǎn)化與清晰的目的，并非用以限定各個(gè)實(shí)施例及/或所述外觀結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。

再者，為了方便描述附圖中一元件或部件與另一(多個(gè))元件或(多個(gè))部件的關(guān)系，可使用空間相關(guān)用語(yǔ)，例如”在…之下”、”下方”、”下部”、”上方”、”上部”及類似的用語(yǔ)。除了附圖所繪示的方位之外，空間相關(guān)用語(yǔ)涵蓋使用或步驟中的裝置的不同方位。例如，若翻轉(zhuǎn)附圖中的裝置，描述為位于其他元件或部件”下方”或”在…之下”的元件，將定位為位于其他元件或部件”上方”。因此，范例的用語(yǔ)”下方”可涵蓋上方及下方的方位。所述裝置也可被另外定位(例如，旋轉(zhuǎn)90度或者位于其他方位)，并對(duì)應(yīng)地解讀所使用的空間相關(guān)用語(yǔ)的描述。

本發(fā)明各種實(shí)施例涉及半導(dǎo)體裝置及其形成方法。在各種實(shí)施例，半導(dǎo)體裝置包含鰭式場(chǎng)效晶體管(finfield-effecttransistor,finfet)。finfet是形成在形成于基底上的鰭結(jié)構(gòu)上的場(chǎng)效晶體管。在一些實(shí)施例，鰭形成一陣列。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，如圖1所示，形成半導(dǎo)體裝置的方法包含形成鰭結(jié)構(gòu)，其包含一或多個(gè)鰭12位于半導(dǎo)體基底10上。在一實(shí)施例，半導(dǎo)體基底10為硅基底。或者，半導(dǎo)體基底10可包含鍺、硅鍺、砷化鎵或其他適合的半導(dǎo)體材料?；蛘撸雽?dǎo)體基底可包含磊晶層。例如，半導(dǎo)體基底可具有位于半導(dǎo)體塊材上的磊晶層。此外，可對(duì)半導(dǎo)體基底賦予應(yīng)力以提高效能。例如，磊晶層可包含與半導(dǎo)體塊材不同的半導(dǎo)體材料，例如位于硅塊材上的硅鍺層或位于硅鍺塊材上的硅層。此具有應(yīng)力的基底可通過(guò)選擇性磊晶成長(zhǎng)(selectiveepitaxialgrowth,seg)形成。此外，半導(dǎo)體基底可包含絕緣上覆半導(dǎo)體(semiconductor-on-insulator,soi)結(jié)構(gòu)?；蛘?，半導(dǎo)體基底可包含掩埋介電層，例如埋氧(buriedoxide,box)層，其可例如通過(guò)植氧分離(separationbyimplantationofoxygen,simox)技術(shù)、晶片接合(bonding)、seg或其他適合的方法形成。在其他實(shí)施例，基底可包含復(fù)合半導(dǎo)體，其包含四四族(iv-iv)復(fù)合半導(dǎo)體，例如sic及sige；三五族(iii-v)復(fù)合半導(dǎo)體，例如gaas、gap、gan、inp、inas、insb、gaasp、algan、alinas、algaas、gainas、gainp及/或gainasp；或其組合。在一些實(shí)施例，半導(dǎo)體基底10例如為具有摻雜濃度介于約1×10¹⁵cm^-3至約2×10¹⁵cm^-3的p型硅基底。在其他實(shí)施例，半導(dǎo)體基底10例如為具有摻雜濃度介于約1×10¹⁵cm^-3至約2×10¹⁵cm^-3的n型硅基底。

鰭12設(shè)置于半導(dǎo)體基底10上，且鰭12可由與半導(dǎo)體基底10相同的材料制作，并且可由半導(dǎo)體基底10連續(xù)地延伸。鰭12可通過(guò)選擇性地蝕刻半導(dǎo)體基底10而形成?；蛘?，鰭12可由磊晶優(yōu)先方法(epifirstmethod)形成。在磊晶優(yōu)先方法中，形成磊晶層于半導(dǎo)體基底10上，之后圖案化磊晶層形成鰭12。

可使用光刻工藝定義半導(dǎo)體基底10上的鰭12。在一些實(shí)施例，形成硬掩模層于半導(dǎo)體基底10上。硬掩模層可包含兩層的sin和sio2。旋轉(zhuǎn)涂布光致抗蝕劑層于半導(dǎo)體基底上。通過(guò)讓光致抗蝕劑選擇性曝光于光化輻射下而將光致抗蝕劑圖案化。一般而言，圖案化可包含光致抗蝕劑涂布(例如旋轉(zhuǎn)涂布)、軟烤、掩模對(duì)位、曝光、曝光后烤、光致抗蝕劑顯影、清洗、干燥(例如，硬烤)，其他適合的工藝或其組合?；蛘?，可實(shí)施光刻曝光工藝或由其他適合的方法取代，例如無(wú)掩模光刻、電子束寫入、直寫入(direct-writing)、離子束寫入及/或納米刻印(nano-imprinting)。

通過(guò)蝕刻硬掩模層所露出的區(qū)域，使光致抗蝕劑層的圖案轉(zhuǎn)移至硬掩模層。接著，在蝕刻半導(dǎo)體基底時(shí)，硬掩模層用來(lái)作為掩模。半導(dǎo)體基底可通過(guò)各種方法蝕刻，包含干蝕刻，濕蝕刻，或干蝕刻與濕蝕刻的組合。干蝕刻工藝可實(shí)施含氟氣體(例如cf4、sf6、ch2f2、chf3及/或c4f8)、含氯氣體(例如c12、chcl3、cc14及/或bc13)、含溴氣體(例如hbr及/或chbr3)、含氧氣體、含碘氣體、其他適合的氣體及/或等離子體，或其組合。蝕刻工藝可包含多階段蝕刻，以增加蝕刻選擇性、彈性及得到想要的蝕刻輪廓。

在一些實(shí)施例，半導(dǎo)體裝置包含絕緣材料，其沿著鰭12的下部而形成于半導(dǎo)體基底10上。在包含多個(gè)鰭的實(shí)施例，絕緣材料在多個(gè)鰭之間形成淺溝槽隔離(shallowtrenchisolation,sti)區(qū)14。淺溝槽隔離區(qū)14可包含氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、其他適合的材料及其組合。淺溝槽隔離區(qū)14可通過(guò)任意適合的工藝形成。在一實(shí)施例，淺溝槽隔離區(qū)14通過(guò)化學(xué)氣相沉積(chemicalvapordeposition,cvd)，將一或多層介電材料填入鰭之間的區(qū)域而形成。在一些實(shí)施例，被填入的區(qū)域可具有多層結(jié)構(gòu)，例如填入熱氧化襯層與氮化硅或氧化硅。形成淺溝槽隔離區(qū)后，可實(shí)施退火工藝。退火工藝包含快速熱退火(rapidthermalanneal,rta)、雷射退火工藝或其他適合的退火工藝。

在一些實(shí)施例，淺溝槽隔離區(qū)14利用可流動(dòng)式化學(xué)氣相沉積(flowablecvd)形成。在可流動(dòng)式化學(xué)氣相沉積中，并非沉積氧化硅，而是沉積可流動(dòng)式介電材料?？闪鲃?dòng)式介電材料如其名所表明，在沉積的過(guò)程中能”流動(dòng)”以填入具有較高的深寬比(aspectratio)的缺口或間隙。通常，添加各種化學(xué)物質(zhì)至含硅前驅(qū)物，使沉積膜能流動(dòng)。在一些實(shí)施例，添加氮?dú)滏I。可流動(dòng)式介電前驅(qū)物的示例，特別是可流動(dòng)式氧化硅前驅(qū)物包含硅酸鹽(silicate)、硅氧烷(siloxane)、甲基倍半硅氧烷(methylsilsesquioxane,msq)、氫倍半硅氧烷(hydrogensilsesquioxane,hsq)、msq/hsq、全氫硅氮烷(perhydrosilazane,tcps)、全氫聚硅氮烷(perhydro-polysilazane,psz)、四乙氧基硅烷(tetraethylorthosilicate,teos)，或甲硅烷基胺(silyl-amine)，例如三甲硅烷基胺(trisilylamine,tsa)。這些可流動(dòng)式氧化硅材料由多重步驟(multiple-operation)工藝形成。沉積可流動(dòng)式薄膜后，經(jīng)固化及退火來(lái)移除不需要的元素，以形成氧化硅。移除不需要的元素時(shí)，可流動(dòng)式薄膜變得致密且緊縮。在一些實(shí)施例，實(shí)施多重退火工藝。可流動(dòng)式薄膜在例如約600℃至約1200℃的溫度范圍及例如一小時(shí)或總合為更久的延展期間中，經(jīng)過(guò)超過(guò)一次的固化及退火。

實(shí)施化學(xué)機(jī)械研磨(chemicalmechanicalpolishing,cmp)步驟，以移除從淺溝槽隔離區(qū)多出的材料來(lái)提供大抵平坦的表面。接下來(lái)，植入摻雜質(zhì)至鰭，以形成n及p型井區(qū)，并且接著使裝置退火?；匚g刻淺溝槽隔離區(qū)以移除一部分的淺溝槽隔離區(qū)，并且露出鰭的上部，即之后用來(lái)形成柵極結(jié)構(gòu)及源極/漏極區(qū)的地方。形成柵極結(jié)構(gòu)可包含額外的沉積、圖案化及蝕刻工藝。通過(guò)適合的蝕刻工藝移除淺溝槽隔離區(qū)，例如使用hf+nh3的等離子體或nf3+nh3的等離子體的半各向同性蝕刻；或例如使用稀釋的hf的各向同性蝕刻。

在一些實(shí)施例，如圖2所示，形成一或多個(gè)柵極結(jié)構(gòu)16于鰭結(jié)構(gòu)上。形成柵極結(jié)構(gòu)工藝可包含沉積柵極介電層20、沉積柵極電極18及圖案化沉積后的柵極電極成為柵極結(jié)構(gòu)的步驟。接下來(lái)，形成側(cè)壁間隙物22于柵極結(jié)構(gòu)16上。圖3為圖2中沿著線段a-a的剖面圖，其繪示鰭12和柵極結(jié)構(gòu)16的排列。圖4為圖2中沿著線段b-b的剖面圖，其繪示位于鰭12的第二區(qū)36上的柵極結(jié)構(gòu)16的排列。圖4及之后的圖式中鰭12上的虛線表示柵極電極包圍鰭的投影。在接下來(lái)的附圖，為簡(jiǎn)化附圖而未示出位于柵極電極下方的柵極介電層。

柵極介電層20可包含氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、高介電常數(shù)介電材料、其他適合的介電材料及/或其組合。在一些實(shí)施例，柵極電極18由多晶硅形成，且可包含形成于柵極電極上的硬掩模。硬掩?？捎蛇m合的硬掩模材料，包含sio2、sin或sicn形成。柵極結(jié)構(gòu)可包含額外的層，例如介面層、覆蓋層、擴(kuò)散/阻擋層、介電層、導(dǎo)電層及其他適合的層，及其組合。柵極電極18可包含任意的其他適合的材料，例如鋁、銅、鈦、鉭、鎢、鉬、氮化鉭、硅化鎳、硅化鈷、錫、tin、wn、tial、tialn、tacn、tac、tasin、金屬合金、其他適合的材料或其組合來(lái)取代多晶硅。

在一些實(shí)施例，finfet可由柵極優(yōu)先(gatefirst)方法或柵極后制(gatelast)方法形成。在使用高介電常數(shù)介電層及金屬柵極(hk/mg)的實(shí)施例，實(shí)施柵極后制方法形成柵極電極。在柵極后制方法中，形成虛置柵極，在之后的高溫退火步驟后，移除虛置(dummy)柵極，并且形成高介電常數(shù)介電層及金屬柵極(hk/mg)。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，高介電常數(shù)柵極介電層20可包含hfo2、hfsio、hfsion、hftao、hftio、hfzro、氧化鋯、氧化鋁、二氧化鉿-氧化鋁(hfo2-al2o3)合金、其他適合的高介電常數(shù)介電材料或其組合。金屬柵極的材料可包含一或多層的ti、tin、鈦鋁合金、al、aln、ta、tan、tac、tacn、tasi、及其類似的材料。

在一些實(shí)施例，側(cè)壁間隙物22用來(lái)補(bǔ)償(offset)后續(xù)形成的摻雜區(qū)，例如源極/漏極區(qū)。側(cè)壁間隙物22更可用來(lái)設(shè)計(jì)或修改源極/漏極區(qū)(接面)的輪廓。側(cè)壁間隙物22可通過(guò)適合的沉積和蝕刻技術(shù)形成，并且可包含氮化硅、碳化硅、氮氧化硅、其他適合的材料或其組合。在一些實(shí)施例，側(cè)壁間隙物包含多層。這些層可包含氧化層與位于其上方的氮化物或碳化物層。

來(lái)到圖5，在第一區(qū)24各向異性蝕刻鰭12以形成凹陷26。蝕刻步驟通過(guò)適合的慣用的各向異性蝕刻技術(shù)實(shí)施。

為提升finfet的效能，需要設(shè)置源極/漏極區(qū)使其鄰近于柵極電極下方的通道區(qū)。形成源極/漏極區(qū)，使其接近柵極電極，并再蝕刻凹陷以移除側(cè)壁間隙物的下部。在本發(fā)明的實(shí)施例，蝕刻凹陷持續(xù)至移除柵極電極的下部。如圖6所示，實(shí)施各向同性蝕刻以移除至少一部分的側(cè)壁間隙物22的下部。在一些實(shí)施例，持續(xù)蝕刻步驟直到蝕刻至位于柵極電極16下方的鰭12的一部分。依據(jù)鰭材料和適合的蝕刻技術(shù)，選擇利用適合的慣用各向同性蝕刻劑以實(shí)施各向同性蝕刻步驟。然而，如圖6所示，雖然是各向同性蝕刻，卻制造出具有不均勻邊界的擴(kuò)大的凹陷60。

如圖7所示，源極或漏極區(qū)62包含之后形成于擴(kuò)大的凹陷60內(nèi)的輕摻雜區(qū)64及重?fù)诫s區(qū)66。源極或漏極區(qū)62可通過(guò)適當(dāng)?shù)睦诰Ъ夹g(shù)形成。例如，輕摻雜區(qū)64可通過(guò)磊晶沉積半導(dǎo)體材料(例如在pmos區(qū)使用si或sige，在nmos區(qū)使用si、sic或sicp)而形成。重?fù)诫s區(qū)66可通過(guò)磊晶沉積半導(dǎo)體材料(例如在pmos區(qū)使用ge或sige，在nmos區(qū)使用sip或sicp)而形成，此半導(dǎo)體材料可依據(jù)半導(dǎo)體裝置所需的功能，使用適量的已知摻雜質(zhì)來(lái)?yè)诫s。

為了提升半導(dǎo)體制造工藝的控制性及半導(dǎo)體操作參數(shù)的控制性，需要形成與柵極電極具有大抵均勻的間隔的源極及漏極區(qū)。源極及漏極區(qū)的大抵均勻的間隔可通過(guò)在凹陷內(nèi)形成均勻地?fù)诫s區(qū)，之后蝕刻此摻雜區(qū)而達(dá)成。

如圖8所示，形成均勻的摻雜區(qū)28于凹陷26的表面。摻雜區(qū)28可通過(guò)在鰭12內(nèi)植入摻雜質(zhì)于大抵上均勻的深度而形成。植入摻雜質(zhì)于大抵上均勻的深度可通過(guò)共形(conformally)摻雜凹陷26的表面而達(dá)成。摻雜區(qū)28可以是在鰭12上的在凹陷26的表面具有厚度約從0.5nm至約10nm的一層。在本發(fā)明的一些實(shí)施例，摻雜區(qū)28通過(guò)等離子體摻雜而形成。

在一些實(shí)施例，在設(shè)有感應(yīng)耦合等離子體(inductivelycoupledplasma,icp)源的等離子體摻雜裝置內(nèi)實(shí)施等離子體摻雜。在一些實(shí)施例，在摻雜步驟的過(guò)程中，半導(dǎo)體晶片的溫度可維持在40℃以下。摻雜質(zhì)材料的氣體可以是適合的摻雜質(zhì)氣體，包含ash3或b2h6與惰性承載氣體(例如he或ar)的組合。在一些實(shí)施例，摻雜質(zhì)氣體的質(zhì)量濃度占總氣體濃度(摻雜質(zhì)氣體+承載氣體)約0.01至約5質(zhì)量％。在一些實(shí)施例，在等離子體摻雜步驟的過(guò)程中，氣體的流速介于約5至約2000cm³/min的范圍。在一些實(shí)施例，在摻雜步驟的過(guò)程中，等離子體摻雜裝置的壓力介于約0.05pa至約10pa的范圍。在一些實(shí)施例，等離子體可在約100w至約2500w的功率下產(chǎn)生。

如圖9所示，相對(duì)于鰭12未被摻雜的部分，可選擇性地蝕刻鰭12表面的均勻的摻雜區(qū)28，借此使凹陷26均勻地延伸至鰭12的位于柵極結(jié)構(gòu)16下方的部分，而形成擴(kuò)大的凹陷70?？赏ㄟ^(guò)實(shí)施各向同性蝕刻技術(shù)而選擇性蝕刻摻雜區(qū)28。在一些實(shí)施例，使用對(duì)摻雜區(qū)28具有選擇性的液態(tài)蝕刻劑。適合的液態(tài)蝕刻劑包含硫酸(h2so4)和過(guò)氧化氫(h2o2)的混合物(也被稱為spm或食人魚(piranha)蝕刻)。

如圖10所示，源極或漏極區(qū)30包含之后形成在擴(kuò)大的凹陷70內(nèi)的輕摻雜區(qū)32及重?fù)诫s區(qū)34，以形成半導(dǎo)體裝置100。源極或漏極區(qū)30可通過(guò)一或多道磊晶或外延(epitaxial,epi)工藝形成，使得si部件、sic部件、sige部件、sip部件、sicp部件，或其他適合的部件結(jié)晶化而形成在鰭上。磊晶工藝包含cvd沉積技術(shù)(例如，氣相磊晶(vapor-phaseepitaxy,vpe)及/或超高真空cvd(ultra-highvacuumcvd,uhv-cvd))、原子層沉積(atomiclayerdeposition,ald)、分子束磊晶(molecularbeamepitaxy)及/或其他適合的工藝。

例如，輕摻雜區(qū)32可通過(guò)磊晶沉積半導(dǎo)體材料而形成，例如pmos區(qū)沉積sige或si，nmos區(qū)沉積si、sic或sicp。重?fù)诫s區(qū)34可通過(guò)磊晶沉積半導(dǎo)體材料而形成，例如pmos區(qū)沉積ge或sige，nmos區(qū)沉積sip或sicp。半導(dǎo)體材料可依據(jù)半導(dǎo)體裝置所需的功能，通過(guò)離子注入摻雜適量的已知摻雜質(zhì)。

離子注入可為例如砷或磷，作為nmos的n型摻雜質(zhì)，或例如硼作為pmos的p型摻雜質(zhì)。在一些實(shí)施例，摻雜輕摻雜區(qū)32的布值能量和劑量各別介于約10-60kev及約1×10¹³-5×10¹⁴摻雜質(zhì)/cm²的范圍間。摻雜重?fù)诫s區(qū)34的布值能量和劑量各別介于約10-80kev及約8×10¹⁴-2×10¹⁶摻雜質(zhì)/cm²的范圍間。源極/漏極區(qū)30的摻雜使半導(dǎo)體非晶化，然后再結(jié)晶以活化源極/漏極區(qū)30。在離子注入摻雜質(zhì)后，使半導(dǎo)體裝置退火，例如通過(guò)快速熱退火、毫秒退火或雷射退火，以再結(jié)晶源極及漏極區(qū)30。

圖11繪示形成cmos裝置的其他實(shí)施例。cmos裝置具有多個(gè)區(qū)域，包含nmos區(qū)及pmos區(qū)。pmos和nmos區(qū)一般通過(guò)淺溝槽隔離區(qū)來(lái)隔開(kāi)。絕緣層38順應(yīng)地形成在柵極電極18和鰭12的第一區(qū)24上方。在一些實(shí)施例，絕緣層38為氮化物層。此步驟僅繪示一個(gè)區(qū)(nmos或pmos)，通過(guò)相同的步驟，在nmos及pmos區(qū)兩者實(shí)施移除摻雜區(qū)。

進(jìn)行至圖12，各向異性蝕刻絕緣層38，露出鰭12的第一區(qū)24，之后各向異性蝕刻鰭12的第一區(qū)24而形成凹陷26。利用適合的慣用的各向異性蝕刻技術(shù)來(lái)實(shí)施蝕刻步驟。

如圖13所示，凹陷26的表面形成均勻的摻雜區(qū)28。摻雜區(qū)28可通過(guò)等離子體摻雜形成，如以下敘述，將摻雜質(zhì)植入鰭12內(nèi)至大抵上均勻的深度。可通過(guò)共形摻雜凹陷26的表面使摻雜質(zhì)植入鰭12內(nèi)至大抵上均勻的深度。如圖14所示，如同下述，相對(duì)于鰭12未摻雜部分，可選擇性蝕刻凹陷26所畫線的鰭12共形摻雜表面的部分，借此形成一擴(kuò)大的凹陷70，其均勻地延伸至鰭12之中，位于柵極結(jié)構(gòu)16下方的部分。

nmos和pmos區(qū)各別獨(dú)立地形成。例如，如圖15所示，當(dāng)半導(dǎo)體材料磊晶沉積至pmos區(qū)110擴(kuò)大的凹陷70，以形成包含輕摻雜區(qū)42和重?fù)诫s區(qū)44的源極或漏極區(qū)40時(shí)，可遮住nmos區(qū)(未示出)?？梢罁?jù)半導(dǎo)體裝置所需的功能，通過(guò)適合的磊晶技術(shù)形成源極或漏極區(qū)40后，使用已知的摻雜質(zhì)以適當(dāng)?shù)牧侩x子注入。在一些實(shí)施例，用來(lái)形成輕摻雜區(qū)42所沉積的半導(dǎo)體材料是si或sige，用來(lái)形成重?fù)诫s區(qū)44所沉積的半導(dǎo)體材料是sige或ge。

在一些實(shí)施例，如圖16所示，形成pmos區(qū)110后，在磊晶沉積半導(dǎo)體材料至nmos區(qū)120的擴(kuò)大的凹陷70時(shí)，移除位于nmos區(qū)120上的阻擋層，并遮這pmos區(qū)110(未示出)。nmos區(qū)120包含了包括輕摻雜區(qū)48及重?fù)诫s區(qū)50的源極或漏極區(qū)46?？梢罁?jù)半導(dǎo)體裝置所需的功能，通過(guò)適合的磊晶技術(shù)形成源極或漏極區(qū)46后，使用已知的摻雜質(zhì)以適當(dāng)?shù)牧侩x子注入后。在一些實(shí)施例，用來(lái)形成輕摻雜區(qū)48所沉積的半導(dǎo)體材料是si、sic或sicp，用來(lái)形成重?fù)诫s區(qū)50所沉積的半導(dǎo)體材料是sip或sicp。形成pmos和nmos區(qū)步驟是可以互換的。可在遮住pmos區(qū)時(shí)，先形成nmos里的源極和漏極，并且在之后遮住nmos區(qū)時(shí)，形成pmos里的源極和漏極。

本發(fā)明實(shí)施例至今所描述的例示的半導(dǎo)體裝置100是高壓閾(highvoltagethreshold,hvt)裝置。在本發(fā)明實(shí)施例的其他實(shí)施例形成了標(biāo)準(zhǔn)壓閾(standardvoltagethreshold,svt)裝置200及低壓閾(lowvoltagethreshold,lvt)裝置300。

如圖17和圖18所示，在本發(fā)明一些實(shí)施，形成svt裝置200。在svt裝置中，在鰭12內(nèi)形成的摻雜區(qū)28厚度比hvt裝置100的摻雜區(qū)28厚。在一些實(shí)施例，svt裝置200的摻雜區(qū)28比hvt裝置100的摻雜區(qū)28厚約0.5nm至2nm。在svt裝置200中，在鰭的第二區(qū)36內(nèi)，摻雜區(qū)28及隨后形成的源極和漏極區(qū)30延伸至柵極電極18下方。

如圖19和圖20所示，在本發(fā)明一些實(shí)施，形成lvt裝置300。在lvt裝置中，在鰭12內(nèi)形成的摻雜區(qū)28厚度比hvt裝置100的摻雜區(qū)28厚。在一些實(shí)施例，lvt裝置300的摻雜區(qū)28比hvt裝置100的摻雜區(qū)28厚約0.5nm至2nm。在lvt裝置300中，在鰭的第二區(qū)36內(nèi)，摻雜區(qū)28及隨后形成的源極和漏極區(qū)30延伸至柵極電極18下方。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例，形成源極/漏極電極接觸至各自的源極/漏極區(qū)。電極可由適合的導(dǎo)電材料形成，例如銅、鎢、鎳、鈦或類似材料。在一些實(shí)施例，金屬硅化物形成在導(dǎo)電材料和源極/漏極的界面以增加界面的導(dǎo)電性。在一個(gè)示例，利用鑲嵌及/或雙鑲嵌工藝以形成以銅為基礎(chǔ)的多層內(nèi)連線結(jié)構(gòu)。在其他實(shí)施例，利用鎢形成鎢插塞。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，之后的工藝也可形成各種接觸窗/通孔/線及多層內(nèi)連線部件(例如金屬層和層間介電層)于半導(dǎo)體基底上，配置來(lái)連接各種finfet裝置的部件或結(jié)構(gòu)。例如，多層內(nèi)連線包含垂直內(nèi)連線，例如傳統(tǒng)的通孔或接觸窗，以及水平內(nèi)連線，例如金屬線。

本發(fā)明的一實(shí)施例提供半導(dǎo)體裝置。半導(dǎo)體裝置包含在基底上沿第一方向延伸的鰭，以及在鰭上沿第二方向延伸的柵極結(jié)構(gòu)。此柵極結(jié)構(gòu)包含：在鰭上的柵極介電層；在柵極介電層上的柵極電極；以及位于柵極電極的第一橫向表面上，且沿第二方向延伸的第一絕緣柵極間隙物。此半導(dǎo)體裝置還包含源極/漏極區(qū)，其形成于鰭內(nèi)鄰近于柵極電極的區(qū)域內(nèi)，且源極/漏極區(qū)的一部分沿第一方向，以大抵上固定的距離延伸在絕緣柵極間隙物下方。

在一些實(shí)施例，其中源極/漏極區(qū)延伸于柵極電極下方。

在一些實(shí)施例，上述半導(dǎo)體裝置包含多個(gè)沿第二方向延伸的柵極結(jié)構(gòu)于鰭上。

在一些實(shí)施例，上述半導(dǎo)體裝置包含多個(gè)沿第一方向延伸的鰭，且前述多個(gè)柵極結(jié)構(gòu)位于這些鰭的每一個(gè)鰭之間上方。

在一些實(shí)施例，上述半導(dǎo)體裝置更包含沿第二方向延伸的第二絕緣柵極間隙物于柵極電極的相對(duì)的第二橫向表面上。

在一些實(shí)施例，其中源極/漏極區(qū)延伸于相鄰的柵極結(jié)構(gòu)的絕緣柵極間隙物的下方。

本發(fā)明的其他實(shí)施例提供半導(dǎo)體裝置的制造方法，此方法包含形成沿第一方向延伸的鰭于基底上，及形成沿第二方向延伸的多個(gè)柵極結(jié)構(gòu)于鰭上。柵極結(jié)構(gòu)包含柵極介電層于鰭上、柵極電極于柵極介電層上，及沿第二方向延伸的絕緣柵極間隙物于柵極電極的相對(duì)兩側(cè)表面上。此制造方法還包含移除第一區(qū)位于相鄰柵極結(jié)構(gòu)間的鰭的一部分，以形成凹陷于鰭內(nèi)，形成摻雜區(qū)于凹陷的表面上。此制造方法更包含移除摻雜區(qū)以形成擴(kuò)大的凹陷，且形成源極/漏極區(qū)于擴(kuò)大的凹陷的表面上，源極/漏極區(qū)沿第二方向延伸于相鄰的柵極電極的絕緣柵極間隙物的下方。

在一些實(shí)施例，其中摻雜區(qū)通過(guò)植入摻雜質(zhì)至凹陷的表面上而形成。

在一些實(shí)施例，其中摻雜區(qū)通過(guò)共形的表面摻雜在凹陷的表面內(nèi)形成具有大抵上均勻厚度的摻雜層而形成。

在一些實(shí)施例，其中摻雜區(qū)通過(guò)等離子體摻雜而形成。

在一些實(shí)施例，其中摻雜層具有約0.5nm至約10nm的厚度。

在一些實(shí)施例，其中形成源極/漏極區(qū)包含沉積磊晶材料于擴(kuò)大的凹陷內(nèi)。

本發(fā)明的其他實(shí)施例提供半導(dǎo)體裝置的制造方法，此方法包含形成一個(gè)或更多個(gè)沿第一方向延伸的鰭于基底上，一個(gè)或更多個(gè)鰭包含至少一個(gè)沿第一方向的第二區(qū)及在每一個(gè)第二區(qū)的任一側(cè)的沿第一方向的第一區(qū)，形成沿第二方向延伸的柵極結(jié)構(gòu)于鰭的第二區(qū)上。此柵極結(jié)構(gòu)包含柵極介電層于鰭上、柵極電極于柵極介電層上，及一對(duì)沿第二方向延伸的絕緣柵極間隙物形成于柵極電極的相對(duì)兩側(cè)表面上。此制造方法還包含移除第一區(qū)內(nèi)的鰭的一部分，以在第一區(qū)內(nèi)形成凹陷，形成摻雜區(qū)于凹陷的表面上。此制造方法更包含移除摻雜區(qū)以形成擴(kuò)大的凹陷，及形成源極/漏極區(qū)于擴(kuò)大的凹陷的表面上，其中源極/漏極區(qū)沿第二方向延伸在相鄰的絕緣柵極間隙物下方。

在一些實(shí)施例，其中摻雜區(qū)通過(guò)植入摻雜質(zhì)至凹陷的表面而形成。

在一些實(shí)施例，其中摻雜區(qū)通過(guò)共形的表面摻雜在凹陷的表面內(nèi)形成具有大抵上均勻厚度的摻雜層而形成。

在一些實(shí)施例，其中摻雜區(qū)通過(guò)等離子體摻雜而形成。

在一些實(shí)施例，其中摻雜層具有約0.5nm至約10nm的厚度。

在一些實(shí)施例，其中多個(gè)第二區(qū)形成在每一個(gè)鰭上，且第二區(qū)及第一區(qū)沿第一方向交替地形成。

在一些實(shí)施例，其中柵極結(jié)構(gòu)形成在每一個(gè)第二區(qū)上。

在一些實(shí)施例，其中形成源極/漏極區(qū)包含沉積磊晶材料在擴(kuò)大的凹陷內(nèi)。

以上敘述許多實(shí)施例的特征，使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠清楚理解本發(fā)明的概念。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解，其可利用本發(fā)明實(shí)施例內(nèi)容作為基礎(chǔ)，以設(shè)計(jì)或更動(dòng)其他工藝及結(jié)構(gòu)而完成相同于上述實(shí)施例的目的及/或達(dá)到相同于上述實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解，不脫離本發(fā)明的精神和范圍的等效構(gòu)造可在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)作各種的更動(dòng)、替代與潤(rùn)飾。