半导体装置制造方法及图纸

一种半导体装置，包括一第一鳍式场效晶体管(FinFET)装置，第一鳍式场效晶体管装置包括形成在一基板的多个鳍片、以及形成在鳍片上的一半导体材料的一外延层、以及横跨鳍片的一第一栅极结构，其中，外延层形成非平面的源极/漏极区域。半导体装置包括一第二鳍式场效晶体管装置，第二鳍式场效晶体管装置包括从形成在基板的一大抵平面(substantially planar)的鳍片、形成在大抵平面的鳍片上并且形成大抵平面的源极/漏极区域的半导体材料的一外延层、以及横跨大抵平面的鳍片的一第二栅极结构。

【技术实现步骤摘要】
半导体装置
本公开涉及一种半导体装置，特别涉及具有鳍式场效晶体管(FinFET)的半导体装置。
技术介绍
半导体装置被用于各种电子应用中，例如个人电脑、手机、数码相机以及其他电子设备。半导体装置通常通过在半导体基板上连续沉积绝缘层或介电层、导电层以及半导体材料层，并且使用光刻制程图案化各种材料层以在其上形成电路部件以及元件来制造。许多集成电路被制造在单一个半导体晶圆上，并且通过切割集成电路之间的切割线以单粒化(singulate)在晶圆上的单一个芯片(die)。单一个芯片通常在多芯片模块或其他封装类型被分别单独封装。随着半导体工业进入纳米技术制程节点以追求更高的装置密度、更高的效能以及更低的成本，来自制程以及设计问题的挑战已经导致三维设计的发展，例如鳍式场效晶体管(FinFET)。鳍式场效晶体管是使用从基板延伸的薄垂直“鳍片”(或鳍片结构)制造的。鳍式场效晶体管的通道形成在此垂直鳍片中。栅极被提供在鳍片上。鳍式场效晶体管的优点包括减少短通道效应以及更高的电流。虽然现有的鳍式场效晶体管装置以及制造鳍式场效晶体管装置的方法通常对于其预期目的已经足够，但在所有方面并不能完全满意。
技术实现思路
本公开提供一种半导体装置，包括一第一鳍式场效晶体管(FinFET)装置，第一鳍式场效晶体管装置包括从一基板延伸的多个鳍片、形成在鳍片上的一半导体材料的一外延层、以及横跨鳍片的一第一栅极结构，其中外延层形成非平面的源极/漏极区域；以及一第二鳍式场效晶体管装置，第二鳍式场效晶体管装置包括从基板延伸的一大抵平面的鳍片、形成在大抵平面的鳍片上并且形成大抵平面的源极/漏极区域的半导体材料的一外延层、以及横跨大抵平面的鳍片的一第二栅极结构。本公开提供一种半导体装置制造方法，包括提供一基板；在一第一区域中蚀刻基板，以形成一第一鳍式场效晶体管(FinFET)的多个鳍片；在一第二区域中蚀刻基板，以形成一第二鳍式场效晶体管(FinFET)的一大抵平面的鳍片；在鳍片以及大抵平面的鳍片上形成半导体材料的一外延层；形成跨过非平面的鳍片的一第一栅极结构：以及形成跨过大抵平面的鳍片的一第二栅极结构，其中在鳍片上的外延层形成与第一栅极结构相邻的多个非平面的源极/漏极区域，并且在大抵平面的鳍片上的外延层形成与第二栅极结构相邻的大抵平面的源极/漏极区域。本公开提供一种半导体装置，包括一第一主动区域，具有一第一鳍式场效晶体管(FinFET)装置形成于第一主动区域内，第一鳍式场效晶体管装置包括形成在一基板中的多个鳍片、形成在鳍片上的半导体材料的一外延层、以及横跨鳍片的一第一栅极结构，其中，外延层形成非平面的源极/漏极区域；一第二主动区域，具有一第二鳍式场效晶体管装置形成于第二主动区域内，第二鳍式场效晶体管装置包括形成在基板中的一大抵平面的鳍片、形成在大抵平面的鳍片上并且形成大抵平面的源极/漏极区域的半导体材料的一外延层、以及横跨大抵平面的鳍片的一第二栅极结构；以及一接触点，接触点位于形成在大抵平面的鳍片上方的外延层上，其中，半导体材料的外延层是磷化硅(SiP)。附图说明本公开的观点从后续实施例以及附图可以优选理解。须知不同特征并无示意于此。不同特征的尺寸可能任意增加或减少以清楚论述。图1是根据本公开实施例的具有混合鳍式场效晶体管装置结构的半导体装置的示意图。图2是根据本公开实施例的图1的半导体装置的侧面示意图。图3是根据本公开实施例的图1的半导体装置的布局的示意图。图4是晶体管的剖面图，其显示在晶体管连结中的各种部件所贡献的电阻。图5A至图5N是根据本公开实施例的在基板中形成混合氧化物定义(OD)区域的方法的示意图。图6以及图6A是连接半导体装置结构的外延层的接触点的示意图。其中，附图标记说明如下：10～半导体装置12～硅基板14～氧化物隔离区域16～鳍片18～硅区域20～表面22～源极/漏极区域24～源极/漏极区域26a-26c～栅极结构C～宽度A～距离B～距离50～P井RV0～电阻RMD2～电阻RMD1～电阻Rcsd～电阻Rsd～电阻Rldd～电阻ROV～电阻Rch～电阻200～硅基板202～氧化物层204～氮化硅层206～氧化物层208～平面OD区域210～非平面OD区域212～掩模层212a～修改掩模层214～保护层215a～开口215b～开口200a～硅基板202a～部分氧化物层204a～部分氮化硅层206a～部分氧化物层216～硅柱状物E～高度200b～修改硅基板218a-218d～硅平面220a～开口220b～开口200c～修改硅基板202b～部分氧化物层204b～部分氮化硅层216b～硅柱状物224～保护层226～氧化物层226a-226d～氧化物层228～外延结构230～外延结构30～接触点具体实施方式以下的公开内容提供许多不同的实施例以实施本公开的不同特征。以下的公开内容叙述各个构件及其排列方式的特定范例，以简化说明。当然，这些特定的范例并非用以限定。举例来说，应了解当元件被称为“连接到”或“耦接到”另一元件时，其可以是直接连接或耦接到其他元件，或者是可以存在一或多个中间元件。本公开关于半导体装置及其制造方法，并且特别涉及具有鳍式场效晶体管(FinFET)的半导体装置及其制造方法。在多个实施例中，鳍式场效晶体管结构可以对不同电性需求在特定区域中被优化，例如提供针对静电放电(ESD)防护、高压金属氧化物半导体(HVMOS)装置、闸二极管(gateddiode)或其他结构而优化的晶体管装置结构。现有的鳍式场效晶体管结构维持了原有鳍式场效晶体管结构的图案化会跨过所有主动装置区域(包括在相邻多晶硅栅极之间较大间隔的区域中)。由于较低的外延薄膜成长效能而产生较高的接面电阻(例如：较高的Rsd)，此方法会导致在金属接触点着落的失败以及较低的线性区域漏极电流(Idlin)。在本公开的某些实施例中，一装置结构包括用于非平面(non-planar)鳍式场效晶体管装置(或多个非平面鳍式场效晶体管)的第一主动区域(通常称为氧化物定义(OD)区域)以及用于平面鳍式场效晶体管装置的第二主动区域。用于平面鳍式场效晶体管装置的在第二主动区域的硅外延成长的薄膜品质得到改善可以改善装置效能，特别是由于减少接面电阻(Rsd)改善了线性区域漏极电流(Idlin)的表现。用于金属接触点着落的着落窗口增加改善了良率以及可靠度表现。图1是具有两个不同类型主动区域的半导体装置10的示意图，主动区域在此亦称为氧化物定义(OD)区域或氧化物定义图案。每一个主动区域是掺杂区域，并且包括源极区域和漏极区域，以及源极区域与漏极区域之间的通道区域。主动区域的材料示例包括掺杂有各种类型的P型掺杂物及/或N型掺杂物的半导体材料，但不限于此。更具体地说，半导体装置10包括硅基板12，硅基板12上具有被氧化物隔离区域14分开的多个区域。在第一主动区域(OD区域)中，紧密间隔的源极/漏极区域22形成在硅区域16上(亦称为鳍片16)。在多个实施例中，源极/漏极区域22是形成在对应的鳍片16上外延成长材料所构成的区域。在多个实施例中，外延成长材料包括SiP(磷化硅)层。在一些实施例中，外延成长材料包括SiGe(硅锗)层。三个间隔的栅极结构26a、26b以及26c(其可以由多晶硅或至少一种金属材料形本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体装置，包括：一第一鳍式场效晶体管(FinFET)装置，上述第一鳍式场效晶体管装置包括从一基板延伸的多个鳍片、形成在上述鳍片上的一半导体材料的一外延层、以及横跨上述鳍片的一第一栅极结构，其中上述外延层形成非平面的源极/漏极区域；以及一第二鳍式场效晶体管装置，上述第二鳍式场效晶体管装置包括从上述基板延伸的一大抵平面(substantially planar)的鳍片、形成在上述大抵平面的鳍片上并且形成大抵平面的源极/漏极区域的上述半导体材料的一外延层、以及横跨上述大抵平面的鳍片的一第二栅极结构。

【技术特征摘要】
2017.05.31 US 62/513,012;2018.05.25 US 15/990,2781.一种半导体装置，包括：一第一鳍式场效晶体管(FinFET)装置，上述第一鳍式场效晶体管装置包括从一基板延伸的多个鳍片、形成在上述鳍片上的一半导体材料的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘谦成，张嘉德，沈冠杰，
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