半导体结构制造技术

技术编号:21144378 阅读:29 留言:0更新日期:2019-05-18 06:07
本发明专利技术是半导体结构。鳍状场效晶体管装置的外延结构包括基板、具有两个鳍状物的鳍状结构、沿着鳍状物的侧壁形成的内侧鳍状物间隔物与外侧鳍状物间隔物、以及形成于鳍状物周围的隔离区。鳍状场效晶体管装置亦包含栅极结构形成于鳍状结构上,以及外延结构形成于源极/漏极区中的鳍状结构上。外延结构的形成方法为合并鳍状物与至少一外延半导体层,并包括气隙。气隙的体积取决于内侧鳍状物间隔物的高度与分隔距离。

Semiconductor structure

【技术实现步骤摘要】
半导体结构
本公开实施例一般关于集成电路装置,更特别关于鳍状场效晶体管装置。
技术介绍
集成电路产业已经历指数成长。集成电路材料与设计的技术进展,使每一代的集成电路均比前一代的集成电路具有更小且更复杂的电路。在集成电路演进时,功能密度(比如单位芯片面积的内连线装置数目)通常随着几何尺寸(比如制程所能产生的最小构件或线路)缩小而增加。尺寸缩小的制程有利于增加产能并降低相关成本。尺寸缩小亦增加制程与制作集成电路的复杂性。为实现这些进展,在制程与制作集成电路上亦需类似发展。举例来说,三维鳍状场效晶体管已取代平面晶体管。虽然现有的鳍状场效晶体管装置与其制作方法已适用其发展目的,但无法完全满足所有方面的需求。举例来说,鳍状场效晶体管技术的可行制程朝更小的结构尺寸发展(比如32nm、28nm、20nm、或更小),以改善源极/漏极外延结构特性的作法,在设计与制作装置时面临挑战。
技术实现思路
本公开一实施例提供的半导体结构,包括:鳍状结构,具有第一鳍状物与第二鳍状物形成于半导体基板上;多个内侧鳍状物间隔物,沿着第一鳍状物与第二鳍状物的内侧侧壁形成,其中内侧鳍状物间隔物具有高度Hi;多个外侧鳍状物间隔物,沿着第一鳍状物与第二鳍状物的外侧侧壁形成,其中外侧鳍状物间隔物具有高度Ho,且高度Ho实质上小于高度Hi;以及外延结构,形成于第一鳍状物与第二鳍状物上,其中外延结构封闭内侧间隔物所形成的气隙,且气隙具有至少一宽度,其中宽度为内侧鳍状物间隔物的相对侧壁之间的分隔距离。附图说明图1是本公开多种实施例中,制作包含鳍状场效晶体管的半导体结构的例示性方法的流程图。图2A与图2B是本公开多种实施例中,制作半导体结构的例示性方法的流程图。图3是本公开多种实施例中,半导体结构的三维透视图。图4A、图5A、图6A、图8A与图9A是本公开多种实施例中,半导体结构沿着图3所示的剖线AA的部分剖视图。图4B、图5B、图6B、图7、图8B、图9B、图10、图11与图12是本公开多种实施例中,半导体结构沿着图3所示的剖线BB的部分剖视图。其中,附图标记说明如下:AA、BB剖线d差异Ha、Hf、Hi、Ho高度P间距w宽度100方法110、120、130、132、134、140、142、144、146、148、150、160步骤200、300、400半导体结构210半导体基板220鳍状结构222鳍状物230隔离区240栅极结构242界面层244栅极介电层246栅极层248硬遮罩层250介电层310侧壁间隔物材料层320内侧鳍状物间隔物330外侧鳍状物间隔物340材料层410沟槽420第一外延层430第二外延层430A、430B内侧晶面430C、430D、430E、430F、430G外侧晶面440第三外延层442、444、446厚度450气隙460外延结构具体实施方式下述公开内容提供许多不同实施例或实例以实施本公开的不同结构。下述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,本公开的多种例子中可重复标号,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的单元之间具有相同的对应关系。此外,本公开实施例中的结构形成于另一结构上、连接至另一结构、及/或耦接至另一结构等说明,可包含结构直接接触另一结构的实施例,亦可包含结构与另一结构之间具有额外结构(即未直接接触)的实施例。此外,空间性的相对用语如“下侧”、“上侧”、“水平”、“垂直”、“其上”、“上方”、“其下”、“下方”、“上”、“下”、“顶部”、“底部”、类似用语、或衍生用语(如“水平地”、“向下”、“向上”、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。此外,说明中的数值或数值范围前若有“约”、“近似”、或类似用语,其涵盖合理范围内的数值,比如在所述数值的+/-10%内,或本
中技术人员所理解的其他数值。例如,用语“约5nm”涵盖4.5nm至5.5nm的范围。本公开实施例一般关于集成电路装置,更特别关于鳍状场效晶体管装置。举例来说,鳍状场效晶体管装置包括p型金属氧化物半导体鳍状场效晶体管装置与n型金属氧化物半导体鳍状场效晶体管装置。下述说明继续以鳍状场校晶体管为例,说明本公开的多种实施例。然而应理解的是,本公开实施例并不限于特定种类的装置。图1是本公开一些实施例中,制作鳍状场效晶体管装置的方法100的流程图。方法100一开始的步骤110包含形成半导体结构200。如图3所示的实施例,半导体结构200包含半导体基板210与鳍状结构220。鳍状结构200包含两个鳍状物222,其由隔离区230分隔。半导体结构200亦包含栅极结构240,其具有多种材料层如介电层、栅极层246、与硬遮罩层248。应理解的是,本公开实施例的半导体结构200亦可具有额外装置与结构及任何变化。亦应理解的是,图3所示的半导体结构200仅用于说明方法100,而非局限本公开实施例。方法100的制程的步骤110、120、130(包含步骤132与134)、140(包含步骤142、144、146、与148)、150、与160将搭配半导体结构200的剖视图说明,而剖视图沿着鳍状物222之一的剖线AA或沿着鳍状物222的源极/漏极的剖线BB。如图3所示,半导体基板210包含结晶材料,其一般具有规则的原子结构或结晶结构。在一些实施例中,半导体基板210包含结晶结构的半导体元素,比如硅。在其他或额外实施例中,半导体基板210包含另一半导体元素如锗;半导体化合物如碳化硅、砷化镓、磷化镓、磷化铟、砷化铟、及/或锑化铟;半导体合金如硅锗、磷砷化镓、砷化铝铟、砷化铝镓、砷化镓铟、磷化镓铟、及/或磷砷化镓铟;或上述的组合。另一方面,半导体基板210为绝缘层上半导体基板,比如绝缘层上硅基板、绝缘层上硅锗基板、或绝缘层上锗基板。绝缘层上半导体基板的制作方法可采用布植氧隔离、晶圆接合、及/或其他合适方法。在一些实施例中,形成鳍状结构220(如鳍状物222)的步骤亦形成隔离区230。如图4B所示,此处提供的实施例所形成的每一鳍状物具有高度Hf,其由隔离区230的上表面测量至鳍状物的上表面。在一些实施例中,高度Hf介于约30nm至约200nm之间。在一些实施例中,隔离区230包含氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、气隙、其他合适的介电材料、或上述的组合。隔离区230可包含不同结构,比如浅沟槽隔离结构、深沟槽隔离结构、及/或局部氧化硅结构。鳍状结构220与隔离区230的形成方法可为任何合适制程。在例示性的实施例中,制程可包含下述步骤:进行光刻制程以形成图案化的光阻层于半导体基板210上,并将图案转移至硬遮罩层(未图示)上,且转移方法可为蚀刻制程。接着进行蚀刻制程如干蚀刻及/或湿蚀刻制程,以蚀刻图案化硬遮罩层未覆盖的半导体基板210,以形成沟槽于半导体基板210中。接着沉积一或多种介电材料以填入沟槽,可形成隔离区,且沉积制程可为化学气相沉积制程及/或旋转涂布玻璃制程。可填入部分沟槽,而保留于沟槽之间的基板形成鳍状物222。采用一或多道光刻制程(包含双重图本文档来自技高网
...

【技术保护点】
1.一种半导体结构,包括:一鳍状结构,具有一第一鳍状物与一第二鳍状物形成于一半导体基板上;多个内侧鳍状物间隔物,沿着该第一鳍状物与该第二鳍状物的内侧侧壁形成,其中所述内侧鳍状物间隔物具有高度Hi;多个外侧鳍状物间隔物,沿着该第一鳍状物与该第二鳍状物的外侧侧壁形成,其中所述外侧鳍状物间隔物具有高度Ho,且高度Ho实质上小于高度Hi;以及一外延结构,形成于该第一鳍状物与该第二鳍状物上,其中该外延结构封闭所述内侧间隔物所形成的一气隙,且该气隙具有至少一宽度,其中宽度为所述内侧鳍状物间隔物的相对侧壁之间分隔的分隔距离。

【技术特征摘要】
2017.11.10 US 62/584,254;2018.04.25 US 15/962,5001.一种半导体结构,包括:一鳍状结构,具有一第一鳍状物与一第二鳍状物形成于一半导体基板上;多个内侧鳍状物间隔物,沿着该第一鳍状物与该第二鳍状物的内侧侧壁形成,其...

【专利技术属性】
技术研发人员:游佳达王圣祯杨丰诚陈燕铭杨世海
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

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1