半导体装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种半导体装置与其形成方法，一实施例的半导体装置包括：p型场效应晶体管与n型场效应晶体管。p型场效应晶体管包括：第一栅极结构，形成于基板上；第一间隔物，位于第一栅极结构的侧壁上；以及非应变间隔物，位于第一间隔物的侧壁上。n型场效应晶体管包括：第二栅极结构，形成于基板上；第一间隔物，位于第二栅极结构的侧壁上；以及应变间隔物，位于第一间隔物的侧壁上。

Semiconductor device

【技术实现步骤摘要】
半导体装置
本专利技术实施例涉及鳍状场效应晶体管
，尤其涉及在鳍状场效应晶体管的n型栅极结构上形成应变间隔物的半导体装置。
技术介绍
半导体积体电路产业已经历指数成长。积体电路材料与设计的技术进展，使每一代的积体电路均比前一代具有更小且更复杂的电路。在积体电路演进中，功能密度(如单位面积的内连线装置数目)通常随着几何尺寸(比如采用的制作工艺所能产生的最小构件或线路)缩小而增加。尺寸缩小的工艺通常有利于增加产能并降低相关成本。然而尺寸缩小亦增加形成与处理积体电路的复杂性。为了实现尺寸缩小，形成与处理积体电路的方法亦需类似进展。举例来说，可导入三维晶体管如鳍状场效应晶体管以取代平面晶体管。鳍状场效应晶体管可视作将现有技术的平面装置挤入栅极中。典型的鳍状场效应晶体管的制作方法中，具有自基板向上延伸的薄鳍状物(或鳍状结构)。场效应晶体管的通道形成于此垂直鳍状物中，而栅极位于鳍状物的通道区上(比如包覆通道区)。以栅极包覆鳍状物可增加通道区与栅极之间的接触面积，使栅极可由多侧控制通道。上述结构可由多种方式完成，而一些方式应用鳍状场效应晶体管，以减少短通道效应、降低漏电流、并增加电流。换言之，鳍状场效应晶体管可比平面装置更快、更小、且更有效率。鳍状场效应晶体管包含栅极间隔物于栅极结构的侧壁上，以隔离栅极结构与相邻的结构如源极/漏极接点，并在制作工艺中保护栅极结构(或占位栅极结构)免于损伤。虽然现有技术的栅极间隔物通常适用于其发展目的，但无法完全满足所有需求。
技术实现思路
本专利技术一实施例提供的半导体装置包括：p型场效应晶体管与n型场效应晶体管。p型场效应晶体管包括：第一栅极结构，形成于基板上；第一源极/漏极结构，与第一栅极结构相邻；第一间隔物，位于第一栅极结构的侧壁上并接触第一源极/漏极结构；以及第二间隔物，位于第一间隔物上并接触第一源极/漏极结构与第一栅极结构的侧壁上的第一间隔物的第一部分。n型场效应晶体管包括:第二栅极结构，形成于基板上；第二源极/漏极结构，与第二栅极结构相邻；第一间隔物，位于第二栅极结构的侧壁上并接触第二源极/漏极结构；以及第三间隔物，位于第二源极/漏极结构的侧壁上，并接触第二源极/漏极结构与第二栅极结构的侧壁上的第一间隔物的第二部分。第一间隔物与第二间隔物不同，且第二间隔物与第三间隔物不同。第二源极/漏极结构为条状。本专利技术另一实施例提供之半导体装置包括p型场效应晶体管与n型场效应晶体管。p型场效应晶体管包括：第一栅极结构，形成于基板上；第一间隔物，位于第一栅极结构的侧壁上；以及非应变间隔物，位于第一间隔物的侧壁上。n型场效应晶体管包括：第二栅极结构，形成于基板上；第一间隔物，位于第二栅极结构的侧壁上；以及应变间隔物，位于第一间隔物的侧壁上。本专利技术又一实施例提供的方法包括提供工件。工件包括；p型装置区中的第一鳍状物，第一鳍状物沿着方向位于第一虚置鳍状物与一第二虚置鳍状物之间；n型装置区中的第二鳍状物，第二鳍状物沿着方向位于第三虚置鳍状物与第四虚置鳍状物之间；第一栅极结构，位于第一鳍状物上；以及第二栅极结构，位于第二鳍状物上。方法亦包括沉积第一间隔物于工件上，包括沉积第一间隔物于第一栅极结构与第二栅极结构上；沉积第二间隔物于第一间隔物上；选择性形成第一源极/漏极结构于第一鳍状物上，以与第一栅极结构相邻；选择性形成第二源极/漏极结构于第二鳍状物上，以与第二栅极结构相邻；将n型装置区中的第二间隔物置换成第三间隔物；退火第三间隔物，以施加第三间隔物中的拉伸应力；使退火的第三间隔物凹陷，以露出沉积于第一栅极结构与第二栅极结构上的第一间隔物；以及沉积低介电常数的介电层于第一栅极结构与第二栅极结构上的露出的第一间隔物上。附图说明图1为本专利技术多种实施例中，制作半导体装置的方法的流程图；图2、3A、3B、4A、4B、5A、5B、6至11、12A、12B、13A、13B、14A、14B、15A、15B、16A、16B、17A、与17B为本专利技术多种实施例中，工件在方法如图1的方法的多种制作阶段的部分剖视图。附图标记说明如下：A-A’、B-B’剖线H1、H2高度S1第一空间S2第二空间W1第一宽度W2第二宽度100方法102、104、106、108、110、112、114、116、118、120、122步骤200工件202基板203隔离结构204鳍状结构204A第一鳍状物204B第二鳍状物206第一鳍状物顶部硬掩膜层207鳍状物间隔物208第二鳍状物顶部硬掩膜层209虚置鳍状物210栅极结构210A第一栅极结构210B第二栅极结构212第一栅极顶部硬掩膜层214第二栅极顶部硬掩膜层220第一间隔物222第二间隔物224第一图案化虚置间隔物225第二图案化虚置间隔物226第三间隔物228低介电常数的介电层230第一源极/漏极结构232第二源极/漏极结构2100p型装置区2200n型装置区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专利技术的不同结构。下述特定构件与排列的实施例用以简化本
技术实现思路
而非局限本专利技术。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的实施例，或两者之间隔有其他额外构件而非直接接触的实施例。此外，本专利技术的多个实例可重复采用相同标号以求简洁，但多种实施例及/或设置中具有相同标号的元件并不必然具有相同的对应关系。此外，本专利技术实施例的结构形成于另一结构上、连接至另一结构、及/或耦接至另一结构中，结构可直接接触另一结构，或可形成额外结构于结构及另一结构之间(即结构未接触另一结构)。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。此外，当数值或数值范围的描述有“约”、“近似”、或类似用语时，除非特别说明否则其包含所述数值的+/-10％。举例来说，用语“约5nm”包含的尺寸范围介于4.5nm至5.5nm之间。本专利技术实施例关于但不限于在半导体装置如鳍状场效应晶体管的n型栅极结构上形成应变间隔物，以增加n型通道区的电子迁移率，进而增加漏极电流与速度。在一些实施例中，可使相关技术的非应变间隔物凹陷，并置换成退火之后可转变为应变的间隔物。应变的间隔物会施加拉伸应力于n型通道区上。已知这些拉伸应力改善n型通道区的电子迁移率。n型通道区中的电子迁移率改善，可增加漏极电流并加快开关速度。为了说明本专利技术多种实施例，下述以鳍状场效应晶体管的制作工艺举例。在此考量下，鳍状场效应晶体管装置为鳍状的场效应晶体管装置，其已泛用于半导体产业。鳍状场效应晶体管装置可为互补式金氧半装置，其包含p型金氧半鳍状场效应晶体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体装置，其特征在于，包括：/n一p型场效应晶体管，其包括：/n一第一栅极结构，形成于一基板上；/n一第一源极/漏极结构，与该第一栅极结构相邻；/n一第一间隔物，位于该第一栅极结构的侧壁上并接触该第一源极/漏极结构；以及/n一第二间隔物，位于该第一间隔物上并接触该第一源极/漏极结构与该第一栅极结构的侧壁上的该第一间隔物的一第一部分；以及/n一n型场效应晶体管，其包括：/n一第二栅极结构，形成于该基板上；/n一第二源极/漏极结构，与该第二栅极结构相邻；/n该第一间隔物，位于该第二栅极结构的侧壁上并接触该第二源极/漏极结构；以及/n一第三间隔物，位于该第二源极/漏极结构的侧壁上，并接触该第二源极/漏极结构与该第二栅极结构的侧壁上的该第一间隔物的一第二部分，/n其中该第一间隔物与该第二间隔物不同，且该第二间隔物与该第三间隔物不同，/n其中该第二源极/漏极结构为条状。/n

【技术特征摘要】
20180927 US 62/737,238;20190614 US 16/441,0801.一种半导体装置，其特征在于，包括：
一p型场效应晶体管，其包括：
一第一栅极结构，形成于一基板上；
一第一源极/漏极结构，与该第一栅极结构相邻；
一第一间隔物，位于该第一栅极结构的侧壁上并接触该第一源极/漏极结构；以及
一第二间隔物，位于该第一间隔物上并接触该第一源极/漏极结构与该第一栅极...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨凯杰，庄礼阳，王培宇，李韦儒，蔡庆威，程冠伦，
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