半导体结构制造技术

本申请公开一种半导体结构，其中半导体结构包含阶状的结晶基板，其具有较高阶状物、较低阶状物、与阶状隆起。第一鳍状物包含具有第一晶格常数的结晶结构。第一鳍状物形成于较低阶状物上。第二鳍状物包含具有第二晶格常数的结晶结构，且第二晶格常数不同于第一晶格常数。第二鳍状物可形成于较高阶状物上，并与第一鳍状物分隔。第二结晶结构可形成于结晶结构上，且鳍状物的顶部对齐。第一鳍状物与第二鳍状物之组成可为相同材料(具有不同高度及不同通道应力值)。第一鳍状物可作为互补式金氧半鳍状场效晶体管的n型金氧半鳍状物，而第二鳍状物可作为互补式金氧半鳍状场效晶体管的p型金氧半鳍状物。

【技术实现步骤摘要】
半导体结构
本公开实施例关于半导体结构，更特别关于同时形成不同高度之鳍状物的方法。
技术介绍
由于集成电路的尺寸缩小，且对集成电路速度的需求增加，晶体管需具有较高驱动电流及较小尺寸。因此发展鳍状场效晶体管，其具有垂直的半导体鳍状物于基板上。半导体鳍状物用以形成源极与漏极区，以及源极区与漏极区之间的通道区。形成浅沟槽隔离区以定义半导体鳍状物。鳍状场效晶体管亦包含栅极堆迭，其形成于半导体鳍状物的侧壁与上表面上。虽然现有的鳍状场效晶体管装置与其形成方法适用于其发展目的，但仍无法完全适用于所有方面。举例来说，目前亟需更弹性化的整合制程以形成鳍状物与隔离结构。
技术实现思路
本公开一实施例提供的半导体结构，包括：阶状的结晶基板，其包含较高阶状物、较低阶状物、与阶状隆起；第一鳍状物，包含具有第一晶格常数的结晶结构，且第一鳍状物形成于较低阶状物上；以及第二鳍状物，包含具有第二晶格常数的结晶结构，第一晶格常数不同于第二晶格常数，且第二鳍状物形成于较高阶状物上且与第一鳍状物分隔。附图说明图1至图8是一些实施例中，鳍状物场效晶体管的鳍状物于制作方法的中间阶段的剖视图。图9至图11是一些实施例中，鳍状物场效晶体管的鳍状物于其他制作方法的中间阶段的剖视图。附图标记说明：θ角度h1高度差h2厚度h3、h4、h5高度w1、w2宽度101半导体基板103阶状基板103a较低阶状物103b较高阶状物105、117阻绝层109、121a、121b开口113硬遮罩113a、113b、113c硬遮罩部分125a、125b凹陷129a、129b材料133a、133b半导体为主的磊晶134a、134b晶面部分137高密度硬遮罩141a、141b鳍状物具体实施方式下述内容提供的不同实施例或实例可实施本公开的不同结构。特定构件与排列的实施例是用以简化本公开而非局限本公开。举例来说，形成第一构件于第二构件上的叙述包含两者直接接触，或两者之间隔有其他额外构件而非直接接触。此外，本公开之多种例子中可重复标号及/或符号，但这些重复仅用以简化与清楚说明，不代表不同实施例及/或设置之间具有相同标号及/或符号的单元之间具有相同的对应关系。此外，空间性的相对用语如「下方」、「其下」、「较下方」、「上方」、「较上方」、或类似用语可用于简化说明某一元件与另一元件在图示中的相对关系。空间性的相对用语可延伸至以其他方向使用的元件，而非局限于图示方向。元件亦可转动90°或其他角度，因此方向性用语仅用以说明图示中的方向。多种实施例提供鳍状场效晶体管与其形成方法。一些实施例说明鳍状物场效晶体管的鳍状物其制作方法的中间阶段。下述内容将说明多种实施例。在下述实施例与附图中，类似标号将用以标示类似单元。由于不同装置种类可能需要不同的鳍状物材料，磊晶成长鳍状场效晶体管可能过于复杂。举例来说，p型鳍状物可由成长硅锗而成，而n型鳍状物可由成长另一半导体为主的材料(或比p型鳍状物具有较少硅锗的材料)而成。上述差异可能来自于鳍状物底部所需的击穿停止区，其中p型鳍状物的次临界漏电流问题比n型鳍状物严重。磊晶不同材料可能造成不同的成长速率。即使鳍状物由结晶基板上的相同材料所组成，要达到不同鳍状物种类或不同鳍状物应用所需的不同磊晶高度依然困难。本公开实施例可让鳍状场效晶体管装置中，磊晶成长于基板上的多个鳍状物具有相同材料，但每一鳍状物各自具有不同晶格常数与应力轮廓。这可让一鳍状物作为半导体装置的n型半导体区中的n型鳍状物，并让另一鳍状物作为半导体装置的p型半导体区中的p型鳍状物。包含n型鳍状物的鳍状场效晶体管，可用于形成采用p型掺杂基板的p型通道金氧半装置。包含p型鳍状物的鳍状场效晶体管，可用于形成采用n型掺杂基板的n型通道金氧半装置。两种型态的鳍状物(如上述的n型金氧半鳍状物与p型金氧半鳍状物)，可一起用于形成互补式金氧半鳍状场效晶体管装置。此外，虽然两种鳍状物具有不同的有效高度，但其上表面对齐(具有相同高度)，以利形成鳍状场效晶体管的其他构件。图1是制作鳍状场效晶体管的半导体结构的制程其早期阶段。半导体基板101可为部分的半导体晶圆或半导体装置。在本公开一些实施例中，半导体基板101包含结晶硅。可用于半导体基板101的其他材料包含碳、锗、镓、硼、砷、氮、铟、及/或磷、或类似物。半导体基板101亦可包含其他半导体材料如III-V族半导体化合物材料。半导体基板101可为基体基板或绝缘层上半导体基板。此外，半导体基板101可包含其他结构。举例来说，半导体基板101可包含多种掺杂区，端视设计需求而定(比如p型基板或n型基板)。举例来说，掺杂区可掺杂p型掺质如硼或BF2、n型掺质如磷或砷、及/或上述的组合。掺杂区可设置以用于n型鳍状场效晶体管，或设置以用于p型鳍状场效晶体管。图1的阻绝层105可为光致抗蚀剂层或氧化硅阻绝层，其沉积于半导体基板101上后被图案化，以形成开口于阻绝层105中。一般而言，光微影技术沉积光致抗蚀剂材料(如阻绝层105)后，照射光致抗蚀剂材料(曝光)，并显影光致抗蚀剂材料以移除部分光致抗蚀剂材料。保留的光致抗蚀剂材料保护其下的材料(如此例中的半导体基板101)免于后续制程步骤(如蚀刻)影响。在此例中，光致抗蚀剂材料可图案化以定义半导体基板101将蚀刻的区域，以及保护半导体基板101不受蚀刻品影响的区域。如图2所示，蚀刻半导体基板101以形成阶状基板103。阶状基板103可具有较低阶状物103a与较高阶状物103b。较低阶状物103a的高度低于较高阶状物103b的高度。较低阶状物103a与较高阶状物103b具有高度差h1。高度差h1可依应用变化。在一些实施例中，高度差h1介于约15nm至约100nm之间，比如约20nm。在其他实施例中，高度差h1可高达约1微米。高度差h1可依不同的鳍状物高度需求而最佳化。用以蚀刻开口109于半导体基板101，以形成阶状基板103的蚀刻可为干蚀刻、湿蚀刻、等离子体蚀刻、或类似方法。在一些实施例中，硅的蚀刻品可为氯气或溴化氢。虽然可采用非等向蚀刻以形成图2中的阶状基板，一些实施例中的较高阶状物103b的侧壁与顶部之间可具有角度θ。换言之，非等向蚀刻形成的角度θ可为约90度如图示，而一些实施例的角度θ可大于或小于90度。举例来说，角度θ可介于约75度至约130度之间，端视所用的蚀刻品与高低差h1而定。在蚀刻半导体基板101以形成阶状基板103后，可移除阻绝层105。多种技术可用以移除阻绝层105，比如化学机械研磨、光致抗蚀剂溶剂、或蚀刻。如图3所示，可形成硬遮罩113于阶状基板103上。硬遮罩的组成可为对蚀刻品具有高选择性的任何合适材料，比如氧化硅、氮化硅、或氮氧化硅。用于硬遮罩113的其他合适材料可包含碳化硅、氮化钽、氮化钛、低介电常数材料(比如氧化硅、SiOCH、硼磷硅酸盐玻璃、四乙氧基硅烷、旋转涂布玻璃、未掺杂的硅酸盐玻璃、氟化硅酸盐玻璃、高密度等离子体氧化物、等离子体增强四乙氧基硅烷、掺杂氟的氧化硅、掺杂碳的氧化硅、多孔氧化硅、多孔的掺杂碳的氧化硅、有机聚合物、或硅酮为主的聚合物)、或旋转涂布碳。在一些实施例中，沉积或形成硬遮罩113后，可平坦化(比如以化学机械研磨制程)硬遮罩113的上表面。硬遮罩113的形成方法可为单一步骤或多重步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体结构，包括：一阶状的结晶基板，其包含一较高阶状物、一较低阶状物、与一阶状隆起；一第一鳍状物，包含具有一第一晶格常数的结晶结构，且该第一鳍状物形成于该较低阶状物上；以及一第二鳍状物，包含具有一第二晶格常数的结晶结构，该第一晶格常数不同于该第二晶格常数，且该第二鳍状物形成于该较高阶状物上且与该第一鳍状物分隔。

【技术特征摘要】
2016.10.24 US 15/332,0551.一种半导体结构，包括：一阶状的结晶基板，其包含一较高阶状物、一较低阶状物、与一阶状隆起；一第一鳍状物，包含具...

【专利技术属性】
技术研发人员：李承翰，马志宇，张世杰，
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