半导体装置以及制造鳍式场效晶体管装置的方法制造方法及图纸

技术编号:14825240 阅读:117 留言:0更新日期:2017-03-16 13:05
一种半导体装置及制造鳍式场效晶体管装置的方法,该方法包含形成从隔离绝缘层伸出的第一与第二鳍结构;在第一与第二鳍结构上方形成栅极结构,每一第一与第二鳍结构具有在栅极结构外且具有第一宽度的源极/漏极区;移除源极/漏极区的侧壁的部分以形成经修整的源极/漏极区,每一经修整的源极/漏极区具有小于第一宽度的第二宽度;在经修整的源极/漏极区上方形成应变材料,使形成在第一鳍结构上的应变材料与第二鳍结构上的应变材料分隔;在栅极结构与源极/漏极区上方用应变材料形成层间介电层;以及在应变材料上形成接触层,使接触层环绕应变材料。经修整的源极/漏极区与应变材料的组合增大接触面积而减少鳍式场效晶体管装置中存在的寄生电容。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种半导体集成电路。
技术介绍
在追求更高的元件密度、更高的效能以及更低的成本时,半导体工业发展到纳米技术工艺节点,制造及设计问题带来的挑战引发了三维设计的发展,诸如鳍式场效晶体管(finfieldeffecttransistor;FinFET)。鳍式场效晶体管装置是一种类型的多栅极结构,此多栅极结构通常包含具有高深宽比的半导体鳍并且其中形成有半导体晶体管装置的通道以及源极/漏极区。在鳍结构(例如,包封)上方以及沿着鳍结构的侧面形成栅极,利用通道及源极/漏极区增大表面积的优点,以产生更快速、更可靠以及更好控制的半导体晶体管装置。随着鳍式场效晶体管装置的不断增大的元件密度,在源极/漏极区中接触区的形成逐渐受到限制。
技术实现思路
根据本专利技术的一个实施方式,在一种用于制造鳍式场效晶体管(finfield-effecttransistor,FinFET)装置的方法中,在基板上方提供第一鳍结构与第二鳍结构。第一鳍结构与第二鳍结构从设置在基板上方的隔离绝缘层伸出。在第一鳍结构与第二鳍结构上方形成栅极结构。第一鳍结构与第二鳍结构中的每一者具有在栅极结构下面的通道区域与在栅极结构外面的源极/漏极区。源极/漏极区具有第一宽度。移除第一鳍结构与第二鳍结构中的源极/漏极区的部分侧壁以形成经修整的源极/漏极区。每一经修整的源极/漏极区具有小于第一宽度的第二宽度。在第一鳍结构与第二鳍结构的经修整的源极/漏极区上方形成应变材料。应变材料被形成为使得在第一鳍结构上形成的应变材料是与在第二鳍结构上形成的应变材料分隔的。在栅极结构与源极或漏极区上方用应变材料形成层间介电层。在形成于第一鳍结构与第二鳍结构的源极/漏极区上的应变材料上形成接触层,以使得接触层环绕源极/漏极区上的应变材料。在另一个实施方式中,在一种用于制造鳍式场效晶体管装置的方法中,在基板上方提供第一鳍结构与第二鳍结构。第一鳍结构与第二鳍结构从设置在基板上方的隔离绝缘层伸出。在第一鳍结构与第二鳍结构上方形成栅极结构。第一鳍结构与第二鳍结构中的每一者具有在栅极结构下面的通道区域与在栅极结构外面的源极/漏极区。源极/漏极区具有第一宽度。在栅极结构与具有第一宽度的源极/漏极区上方形成层间介电层。移除部分层间介电层以暴露具有第一宽度的源极/漏极区。移除第一鳍结构与第二鳍结构的暴露的源极/漏极区的部分侧壁以形成经修整的源极/漏极区。每一经修整的源极/漏极区具有小于第一宽度的第二宽度。在第一鳍结构与第二鳍结构的经修整的源极/漏极区上方形成应变材料。应变材料被形成为使得在第一鳍结构上形成的应变材料是与在第二鳍结构上形成的应变材料分隔的。在形成于第一鳍结构与第二鳍结构上的应变材料上形成接触层,以使得接触层环绕源极/漏极区的应变材料。在又一实施方式中,半导体装置包含基板、第一与第二鳍结构、栅极结构、第一与第二应变材料层,以及接触层。第一鳍结构设置在基板上方并且包含第一通道区域与第一源极或漏极区。第二鳍结构设置在基板上方并且包含第二通道区域与第二源极/漏极区。栅极结构设置在第一鳍结构与第二鳍结构的至少一部分上方。第一与第二通道区域在栅极结构下面,并且第一与第二源极/漏极区在栅极结构外面。第一应变材料层设置在第一源极或漏极区上方,以及第二应变材料层设置在第二源极/漏极区上方。第一与第二应变材料层分别提供应力至第一与第二通道区域。接触层环绕第一与第二应变材料层。第一应变材料层是与第二应变材料层分隔的。以下结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细描述,但不作为对本专利技术的限定。附图说明图1A是鳍式场效晶体管装置的示例性透视图;图1B是根据本专利技术的一个实施方式的鳍式场效晶体管装置的示例性透视图;图2至图19根据本专利技术的一个实施方式的鳍式场效晶体管结构的第一连续制造工艺的多个中间阶段的透视图的实施例;图20至图31根据本专利技术的另一实施方式的鳍式场效晶体管结构的第二连续制造工艺的多个中间阶段的透视图的实施例。其中,附图标记100:鳍式场效晶体管装置101:鳍式场效晶体管装置110:基板120:鳍120A:阱区域120B:通道区域125:源极/漏极区130:栅极堆叠132:栅极介电层134:栅电极层150:隔离绝缘层150a:第一隔离区150b:第二隔离区160:应变材料200:鳍式场效晶体管装置204a:衬垫层204b:遮罩层206:光阻层210:沟槽214:介电材料217:顶表面219:顶表面223:顶表面224:侧壁226:凹陷部分602:硬遮罩层902:轻掺杂漏极植入904:垂直轴1002:蚀刻操作1302:层间介电层1402:开放区1602:金属栅极1802:环绕型接触层1902:内连接层2102:轻掺杂漏极植入2202:层间介电层2302:开放区2402:蚀刻区域2502:金属栅极2702:蚀刻操作3002:环绕型接触层3102:内连接层W:宽度D:深度S:宽度H:高度具体实施方式以下揭示内容提供用于实施施所提供标的的不同特征的许多不同的实施方式或实施例。部件及配置的特定实施例描述如下,以简化本专利技术。此些实施例当然仅为示例并且并不意欲作为限制。例如,以下描述中在第二特征结构上方或上面形成第一特征结构可包含其中此些第一和第二特征结构是以直接接触形成的实施方式,以及还可包含其中可在此些第一和第二特征结构之间形成额外的特征结构以使得此些第一和第二特征结构可不直接接触的实施方式。此外,本专利技术可在各个实施例中重复参考数字及/或字母。此重复是出于简洁明了的目的并且其本身并非指示所论述的各个实施方式及/或配置之间的关系。此外,空间相对术语,诸如「在……下方」、「在……下面」、「在……下部」、「在……上方」、「在……上部」等等可在本文中用于简化描述,以描述如附图中所图示的一个元件或特征结构与另一元件或特征结构的关系。应理解的是此些空间相对术语意欲涵盖使用或操作中的元件除了在附图中描述的取向以外的不同取向。此设备可以其他方式取向(旋转90度或者为其他取向),并且本文使用的空间相对描述词可据此类似地解释。此外,术语「由……构成」可意谓「包含」、「包含」或者「由……组成」。图1A是具有鳍结构的鳍式场效晶体管(finfield-effecttransistor;FinFET)装置100的示例性透视图,以及图1B是根据本专利技术的一个实施方式的鳍式场效晶体管装置101的示例性透视图。在此些附图中,为了简化省略了一些层/特征结构。本专利技术包含关于鳍式场效晶体管装置的实施例以便解释所提供标的的特征结构,但是本专利技术可取决于实施而是关于其他多栅极结构。分别描绘于图1A及图1B中的鳍式场效晶体管装置100及鳍式场效晶体管装置101包含基板110、鳍结构120、栅极介电层132及栅电极层134,以及其他的特征结构。基板110可为硅基板。在图1A及图1B中,鳍结构120设置在基板110上方。鳍结构120可由与基板110相同的材料构成,并且可从基板110连续地延伸。在此实施方式中,鳍结构是由硅(Si)构成的。鳍结构120的硅层可为本质的,或者适当地掺杂有n型杂质或者p型杂质。在图1A及图1B中的基板110上方设置了三个鳍结构120。然而,鳍本文档来自技高网...
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【技术保护点】
一种用于制造一鳍式场效晶体管装置的方法,其特征在于,该方法包含:在一基板上方提供一第一鳍结构与一第二鳍结构,该第一鳍结构和第二鳍结构从设置在该基板上方的一隔离绝缘层伸出;在该第一鳍结构与该第二鳍结构上方形成一栅极结构,该第一鳍结构与该第二鳍结构中的每一者具有在该栅极结构下方的一通道区域与在该栅极结构外部的多个源极/漏极区,该些源极/漏极区具有一第一宽度;移除该第一鳍结构与该第二鳍结构中的该些源极/漏极区的侧壁的部分,以形成经修整的源极/漏极区,该些经修整的源极/漏极区中的每一者具有小于该第一宽度的一第二宽度;在该第一鳍结构与该第二鳍结构的该些经修整的源极/漏极区上方形成一应变材料,该应变材料被形成为使得形成在该第一鳍结构上的该应变材料是与形成在该第二鳍结构上的该应变材料分隔的;在该栅极结构与该些源极/漏极区上方用该应变材料形成一层间介电层;以及在形成于该第一鳍结构与该第二鳍结构的该些源极/漏极区上的该应变材料上形成一接触层,以便该接触层环绕该些源极/漏极区上的该些应变材料。

【技术特征摘要】
2015.09.04 US 14/846,4141.一种用于制造一鳍式场效晶体管装置的方法,其特征在于,该方法包含:在一基板上方提供一第一鳍结构与一第二鳍结构,该第一鳍结构和第二鳍结构从设置在该基板上方的一隔离绝缘层伸出;在该第一鳍结构与该第二鳍结构上方形成一栅极结构,该第一鳍结构与该第二鳍结构中的每一者具有在该栅极结构下方的一通道区域与在该栅极结构外部的多个源极/漏极区,该些源极/漏极区具有一第一宽度;移除该第一鳍结构与该第二鳍结构中的该些源极/漏极区的侧壁的部分,以形成经修整的源极/漏极区,该些经修整的源极/漏极区中的每一者具有小于该第一宽度的一第二宽度;在该第一鳍结构与该第二鳍结构的该些经修整的源极/漏极区上方形成一应变材料,该应变材料被形成为使得形成在该第一鳍结构上的该应变材料是与形成在该第二鳍结构上的该应变材料分隔的;在该栅极结构与该些源极/漏极区上方用该应变材料形成一层间介电层;以及在形成于该第一鳍结构与该第二鳍结构的该些源极/漏极区上的该应变材料上形成一接触层,以便该接触层环绕该些源极/漏极区上的该些应变材料。2.根据权利要求1所述的用于制造一鳍式场效晶体管装置的方法,其特征在于,提供一第一鳍结构与一第二鳍结构的步骤包含:在该基板上方形成多个鳍;形成一绝缘材料层,以便该些鳍嵌入于该绝缘材料层中;使该些嵌入的鳍的多个部分凹陷,以在该绝缘材料层中形成多个相应的凹陷开口;在该些凹陷的嵌入的鳍上方将一半导体材料沉积到该些相应的凹陷开口中;以及移除该绝缘材料层的部分以暴露该沉积的半导体材料的多个上部分,该第一鳍结构与该第二鳍结构分别包含该些暴露的上部分,该绝缘材料层的一剩余部分是该隔离绝缘层。3.根据权利要求2所述的用于制造一鳍式场效晶体管装置的方法,其特征在于,在沉积到该些相应的凹陷开口中的该半导体材料上方形成一遮罩层。4.根据权利要求3所述的用于制造一鳍式场效晶体管装置的方法,其特征在于,该移除该些源极/漏极区的侧壁的部分的步骤是用该遮罩层作为一蚀刻遮罩来执行的。5.一种用于制造一鳍式场效晶体管装置的方法,其特征在于,该方法包含:在一基板上方提供一第一鳍结构与一第二鳍结构,该些第一鳍结构与该第二鳍结构从设置在该基板上方的一隔离绝缘层伸出;在该第一鳍结构与该第二鳍结构上方形成一栅极结构,该第一鳍结构与该第二鳍结构中的每一者具有在该栅极结构下方的一通道区域与在该栅极结构外部的多个源极/漏极区,该些源极/漏极区具有一第一宽度;在该栅极结构与具有该第一宽度的该些源极/漏极区上方形成一层...

【专利技术属性】
技术研发人员:江宏礼彭成毅许志成杨育佳
申请(专利权)人:台湾积体电路制造股份有限公司
类型:发明
国别省市:中国台湾;71

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