半导体器件和形成半导体器件的方法技术

本公开涉及半导体器件和形成半导体器件的方法。一种方法包括：形成从衬底延伸的第一鳍，在第一鳍上方并且沿着第一鳍的侧壁形成第一栅极堆叠，沿着第一栅极堆叠的侧壁形成第一间隔件，第一间隔件包括第一碳氧化硅组合物，沿着第一间隔件的侧壁形成第二间隔件，第二间隔件包括第二碳氧化硅组合物，沿着第二间隔件的侧壁形成第三间隔件，第三间隔件包括氮化硅，以及在第一鳍中并且与第三间隔件相邻形成第一外延源极/漏极区域。

Semiconductor devices and methods of forming semiconductor devices

【技术实现步骤摘要】
半导体器件和形成半导体器件的方法
本公开总体涉及半导体器件和形成半导体器件的方法。
技术介绍
半导体器件用于各种电子应用，例如，个人计算机、蜂窝电话、数码相机、以及其他电子设备。半导体器件通常通过以下步骤来制造：在半导体衬底上方顺序沉积绝缘或电介质材料层、导电材料层、以及半导体材料层，并使用光刻来图案化各种材料层以在其上形成电路组件和元件。半导体工业通过不断减小最小特征大小来持续改善各种电子组件(例如，晶体管、二极管、电阻器、电容器等)的集成密度，这允许更多组件被集成在给定区域中。然而，随着最小特征大小的减小，出现了应该解决的其他问题。
技术实现思路
根据本公开的一个实施例，提供了一种形成半导体器件的方法，包括：在衬底上方形成第一鳍和第二鳍；在所述第一鳍上方形成第一虚设栅极结构并且在所述第二鳍上方形成第二虚设栅极结构；在所述第一鳍上、所述第二鳍上、所述第一虚设栅极结构上以及所述第二虚设栅极结构上沉积第一层碳氧化硅材料；通过所述第一层碳氧化硅材料将杂质注入到所述第一鳍和所述第二鳍中；在注入杂质之后，在所述第一层碳氧化硅材料上方沉积第二层碳氧化硅材料；在沉积所述第二层碳氧化硅材料之后，对所述第一鳍和所述第二鳍执行湿法清洁工艺；在所述第二鳍和所述第二虚设栅极结构上方形成第一掩模；凹陷与所述第一虚设栅极结构相邻的所述第一鳍，以在所述第一鳍中形成第一凹槽；在凹陷所述第一鳍之后，对所述第一鳍和所述第二鳍执行所述湿法清洁工艺；在所述第一鳍和所述第一虚设栅极结构上方形成第二掩模；凹陷与所述第二虚设栅极结构相邻的所述第二鳍，以在所述第二鳍中形成第二凹槽；以及执行外延工艺以同时形成所述第一凹槽中的第一外延源极/漏极区域和所述第二凹槽中的第二外延源极/漏极区域。根据本公开的另一实施例，提供了一种形成半导体器件的方法，包括：图案化衬底以形成多个第一鳍和多个第二鳍；在所述多个第一鳍上形成多个第一虚设栅极结构；在所述多个第二鳍上形成多个第二虚设栅极结构；在所述多个第一虚设栅极结构上形成多个第一间隔件结构；在所述多个第二虚设栅极结构上形成多个第二间隔件结构，其中，所述多个第一间隔件结构和所述多个第二间隔件结构包括低k电介质材料；在所述多个第一鳍中形成第一凹槽，包括：执行第一湿法除渣工艺；并且执行第一各向异性蚀刻工艺以在所述多个第一鳍中形成第一凹槽；在所述多个第一鳍中形成所述第一凹槽之后，在所述多个第二鳍中形成第二凹槽，包括：执行第二湿法除渣工艺；并且执行第二各向异性蚀刻工艺以在所述多个第二鳍中形成第二凹槽；以及在所述第一凹槽中外延生长第一源极/漏极结构并且在所述第二凹槽中外延生长第二源极/漏极结构。根据本公开的又一实施例，提供了一种形成半导体器件的方法，包括：形成从衬底延伸的第一鳍；在所述第一鳍上方并且沿着所述第一鳍的侧壁形成第一栅极堆叠；沿着所述第一栅极堆叠的侧壁形成第一间隔件，所述第一间隔件包括第一碳氧化硅组合物；沿着所述第一间隔件的侧壁形成第二间隔件，所述第二间隔件包括第二碳氧化硅组合物；沿着所述第二间隔件的侧壁形成第三间隔件，所述第三间隔件包括氮化硅；以及在所述第一鳍中并且与所述第三间隔件相邻形成第一外延源极/漏极区域。附图说明在结合附图阅读下面的具体实施方式时，可以从下面的具体实施方式中最佳地理解本公开的各个方面。应当注意，根据行业的标准做法，各种特征不是按比例绘制的。事实上，为了讨论的清楚起见，各种特征的尺寸可能被任意增大或减小。图1示出根据一些实施例的三维视图中的FinFET的实例。图2、3、4、5、6、7、8A、8B、9A和9B是根据一些实施例的FinFET的制造的中间阶段的截面图。图10是示出根据一些实施例的FinFET器件的寄生电容相对于FinFET器件的间隔件的电介质常数的变化的模拟数据的曲线图。图11A和图11B是根据一些实施例的FinFET的制造的中间阶段的截面图。图12A和图12B是根据一些实施例的FinFET的制造的中间阶段中的第一湿法清洁工艺的截面图。图13A、13B、14A和14B是根据一些实施例的FinFET的制造的中间阶段的截面图。图15A和图15B是根据一些实施例的FinFET的制造的中间阶段中的第二湿法清洁工艺的截面图。图16A、16B、17A、17B、18A和18B是根据一些实施例的FinFET的制造的中间阶段的截面图。图19A-图19B是根据一些实施例的在FinFET的制造的中间阶段中形成外延源极/漏极区域的截面图。图20A、20B、21A、21B、22A、22B、23A、23B、24、25A、25B、26A和26B是根据一些实施例的FinFET的制造的中间阶段的截面图。图27是示出根据一些实施例的FinFET器件的间隔件层的碳浓度变化的实验数据的曲线图。具体实施方式下面的公开内容提供了用于实现本专利技术的不同特征的许多不同的实施例或示例。下文描述了组件和布置的具体示例以简化本公开。当然，这些仅仅是示例而不意图是限制性的。例如，在下面的说明中，在第二特征上方或之上形成第一特征可以包括以直接接触的方式形成第一特征和第二特征的实施例，并且还可以包括可以在第一特征和第二特征之间形成附加特征，使得第一特征和第二特征可以不直接接触的实施例。此外，本公开在各个示例中可能重复参考标号和/或字母。这种重复是为了简单性和清楚性的目的，并且其本身不指示所讨论的各个实施例和/或配置之间的关系。此外，本文中可能使用了空间相关术语(例如，“下方”、“之下”、“低于”、“以上”、“上部”等)，以易于描述图中所示的一个要素或特征相对于另一个(一些)要素或特征的关系。这些空间相关术语意在涵盖器件在使用或工作中除了图中所示朝向之外的不同朝向。装置可能以其他方式定向(旋转了90度或处于其他朝向)，并且本文中所用的空间相关描述符同样可能被相应地解释。各个实施例提供了用于在FinFET器件中形成栅极间隔件和形成外延源极/漏极区域的工艺。在一些实施例中，诸如碳氧化硅之类的低k材料可以用于一些或所有栅极间隔件。将碳氧化硅用于栅极间隔件可以减少FinFET器件内的寄生电容。此外，使用相同的外延形成工艺，选择性地掩蔽器件区域并分别为每个器件区域中的外延源极/漏极区域蚀刻凹槽可以同时在每个器件区域中形成不同的外延源极/漏极区域。因此，可以同时形成用于不同类型器件的外延源极/漏极区域，其具有针对每种类型器件的特性。通过在每个多图案化步骤之前使用加热的硫酸和过氧化氢的湿法化学工艺来清洁和制备表面，可以减少对碳氧化硅层的损害。因此，碳氧化硅的益处和多图案化的益处二者都可以在工艺流程中实现，同时较少了工艺缺陷的可能性。图1示出了根据一些实施例的三维视图中的FinFET的示例。FinFET包括位于衬底50(例如，半导体衬底)上的鳍52。隔离区域56设置在衬底50中，并且鳍52从相邻的隔离区域56之间突出并突出在其上方。尽管隔离区域56被描述/示出为与衬底50分离，但如本文所使用的，术语“衬底”可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种形成半导体器件的方法，包括：/n在衬底上方形成第一鳍和第二鳍；/n在所述第一鳍上方形成第一虚设栅极结构并且在所述第二鳍上方形成第二虚设栅极结构；/n在所述第一鳍上、所述第二鳍上、所述第一虚设栅极结构上以及所述第二虚设栅极结构上沉积第一层碳氧化硅材料；/n通过所述第一层碳氧化硅材料将杂质注入到所述第一鳍和所述第二鳍中；/n在注入杂质之后，在所述第一层碳氧化硅材料上方沉积第二层碳氧化硅材料；/n在沉积所述第二层碳氧化硅材料之后，对所述第一鳍和所述第二鳍执行湿法清洁工艺；/n在所述第二鳍和所述第二虚设栅极结构上方形成第一掩模；/n凹陷与所述第一虚设栅极结构相邻的所述第一鳍，以在所述第一鳍中形成第一凹槽；/n在凹陷所述第一鳍之后，对所述第一鳍和所述第二鳍执行所述湿法清洁工艺；/n在所述第一鳍和所述第一虚设栅极结构上方形成第二掩模；/n凹陷与所述第二虚设栅极结构相邻的所述第二鳍，以在所述第二鳍中形成第二凹槽；以及/n执行外延工艺以同时形成所述第一凹槽中的第一外延源极/漏极区域和所述第二凹槽中的第二外延源极/漏极区域。/n

【技术特征摘要】
20180928 US 62/738,881;20190701 US 16/458,4371.一种形成半导体器件的方法，包括：
在衬底上方形成第一鳍和第二鳍；
在所述第一鳍上方形成第一虚设栅极结构并且在所述第二鳍上方形成第二虚设栅极结构；
在所述第一鳍上、所述第二鳍上、所述第一虚设栅极结构上以及所述第二虚设栅极结构上沉积第一层碳氧化硅材料；
通过所述第一层碳氧化硅材料将杂质注入到所述第一鳍和所述第二鳍中；
在注入杂质之后，在所述第一层碳氧化硅材料上方沉积第二层碳氧化硅材料；
在沉积所述第二层碳氧化硅材料之后，对所述第一鳍和所述第二鳍执行湿法清洁工艺；
在所述第二鳍和所述第二虚设栅极结构上方形成第一掩模；
凹陷与所述第一虚设栅极结构相邻的所述第一鳍，以在所述第一鳍中形成第一凹槽；
在凹陷所述第一鳍之后，对所述第一鳍和所述第二鳍执行所述湿法清洁工艺；
在所述第一鳍和所述第一虚设栅极结构上方形成第二掩模；
凹陷与所述第二虚设栅极结构相邻的所述第二鳍，以在所述第二鳍中形成第二凹槽；以及
执行外延工艺以同时形成所述第一凹槽中的第一外延源极/漏极区域和所述第二凹槽中的第二外延源极/漏极区域。


2.根据权利要求1所述的方法，还包括：对所述第一层碳氧化硅材料执行各向异性蚀刻工艺以在所述第一虚设栅极结构上形成第一间隔件，并且对所述第二层碳氧化硅材料执行各向异性蚀刻工艺以在所述第二虚设栅极结构上形成第二间隔件。


3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一层碳氧化硅材料具有与所述第二层碳氧化硅材料相比更高的杂质浓度。


4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述湿法清洁工艺包括使用硫酸和过氧化氢的经加热的混合物。


5.根据权利要求4所述的方法，其中，硫酸和过氧化氢的所述混合物是...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭伟钧，翁翊轩，程德恩，林咏惠，林玮耿，李威养，粘志鸿，
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