半导体结构的形成方法技术

本发明专利技术提供一种半导体结构的形成方法，包含：提供一基底，上述基底在其一表面具有一鳍状物；以及形成一鳍式场效应晶体管，其还具有：在上述鳍状物上形成一栅极堆叠结构；在上述栅极堆叠结构的一侧壁上形成一薄层间隙壁；及以外延的方式从上述鳍状物生长一外延区。在上述外延区的外延生长的步骤之后，在上述薄层间隙壁的一外缘上形成一主间隙壁。在形成上述主间隙壁的步骤之后，执行一深源/漏极掺杂步骤，以形成上述鳍式场效应晶体管的一深源/漏极区。本发明专利技术会得到减低漏电流的效果，但是未牺牲短沟道特性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术主要涉及半导体装置，特别涉及鳍式场效应晶体管(fin field effecttransistors ；finFETs)的轻惨杂源 / 漏极(lightly doped source and drain ； LDD)区与外延区的形成方法。
技术介绍
随着集成电路尺寸的缩减，金属-氧化物-半导体(metal-oxide-semiconductor ； M0S)装置的尺寸日益变小，金属-氧化物-半导体装置的结深度也随之缩减，这样的缩减导致在金属-氧化物-半导体装置的制造上面临了技术上的难题。例如，为了减少源极与漏极的电阻，较小的金属-氧化物-半导体装置需要较高的源极与漏极的掺杂物浓度及/或较大的结深度。然而，较高的掺杂物浓度，特别在轻掺杂源/漏极(lightly dopedsource and drain ；LDD)区会造成漏电流的增加，而轻掺杂源/漏极区的结深度的增加，会造成所制造的金属-氧化物-半导体装置的短沟道特性的损害。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种，包含提供一基底，上述基底在其一表面具有一鳍状物；以及形成一鳍式场效应晶体管，其还具有在上述鳍状物上形成一栅极堆叠结构；在上述栅极堆叠结构的一侧壁上形成一薄层间隙壁；及以外延的方式从上述鳍状物生长一外延区。在上述外延区的外延生长的步骤之后，在上述薄层间隙壁的一外缘上形成一主间隙壁。在形成上述主间隙壁的步骤之后，执行一深源/漏极掺杂步骤， 以形成上述鳍式场效应晶体管的一深源/漏极区。本专利技术又提供一种，包含提供一半导体基底，上述半导体基底在一 P型金属-氧化物-半导体区内具有一第一鳍状物、在一 N型金属-氧化物-半导体区内具有一第二鳍状物；在上述P型金属-氧化物-半导体区中形成一 P型鳍式场效应晶体管；以及在上述N型金属-氧化物-半导体区中形成一 N型鳍式场效应晶体管。上述P型鳍式场效应晶体管的形成还具有在上述第一鳍状物上形成一第一栅极堆叠结构； 在上述第一栅极堆叠结构的一侧壁上形成一第一薄层间隙壁；以上述第一薄层间隙壁为掩模，执行一第一轻掺杂源/漏极注入步骤；以上述第一薄层间隙壁为掩模，在上述第一鳍状物中形成一凹部；以外延的方式在上述凹部中生长一第一外延区；及在上述第一外延区的外延生长步骤之后，在上述第一薄层间隙壁的侧壁上形成一第一主间隙壁。上述N型鳍式场效应晶体管的形成，还具有在上述第二鳍状物上形成一第二栅极堆叠结构；在上述第二栅极堆叠结构的一侧壁上形成一第二薄层间隙壁；以上述第二薄层间隙壁为掩模，执行一第二轻掺杂源/漏极注入步骤；以外延的方式在上述第二鳍状物的一上表面与侧壁的暴露部分上，生长一第二外延区；及在上述第二外延区的外延生长步骤之后，在上述第二薄层间隙壁的侧壁上形成一第二主间隙壁。本专利技术又提供一种，包含提供一基底，上述基底在其一表面具有一鳍状物；以及形成一鳍式场效应晶体管，其具有在上述鳍状物上形成一栅极堆叠结构；在上述栅极堆叠结构的一侧壁上形成一薄层间隙壁；在上述薄层间隙壁的一外缘上形成一主间隙壁；以外延的方式生长具有一内缘的一外延区，上述内缘实质上垂直于上述薄层间隙壁与上述主间隙壁之间的一界面；及在形成上述主间隙壁的步骤之后，执行一深源/漏极掺杂步骤，以形成上述鳍式场效应晶体管的一深源/漏极区。本专利技术会得到减低漏电流的效果，但是未牺牲短沟道特性(short channelcharacteristics)0附图说明图1 图17是一系列的剖面图，显示本专利技术优选实施例的鳍式场效应晶体管(fin field-effect transistors ；FinFETs)的制造过程中的中间步骤。其中，附图标记说明如下20 '基底 22 浅沟槽隔离区38 掩模层 41 掩模层41_1 氧化物层 41__2 氮化硅层48 掩模48_1 氧化物层48_2 氮化硅层56 介电层58 光致抗蚀剂100 --N型金属-氧化物-半导体区124广、半导体鳍状物125 --虚线132广H 介电质134 --栅极135广、掩模层(硬掩模)136 薄层间隙壁138广、薄层间隙壁140 --轻掺杂源/漏极区144 -、外延区150 --光致抗蚀剂156广、主间隙壁157 --外侧壁160广、深源/漏极区162 硅化物区200广 P型金属-氧化物-半导体区 2M 半导体鳍状物232广H 介电质234 --栅极235广、掩模层(硬掩模)236 薄层间隙壁238广、薄层间隙壁240 --轻掺杂源/漏极区242广、光致抗蚀剂244 --外延区(SiGe应力源)252广、凹部256 --主间隙壁257 -、外侧壁260 --深源/漏极区262 -、硅化物区具体实施例方式为让本专利技术的上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举出优选实施例，并配合附图，作详细说明如下在以下实施例中，提供鳍式场效应晶体管(fin field-effect transistors ； FinFETs)的形成方法，在附图中所示出的实施例的制造过程的中间阶段，一并示出一 P型鳍式场效应晶体管与一N型鳍式场效应晶体管的形成。在以下的文字叙述及附图所示的实施例中，类似的元件符号用以代表类似的元件。请参考图1，提供一基底20，其具有位于N型金属-氧化物-半导体区100中的一部分与位于P型金属-氧化物-半导体区200中的一部分。基底20可以是一块硅(bulk silicon)基底，而也可以是其他常用的结构与材料，例如绝缘体上覆硅 (silicon-on-insulator ；SOI)结构与硅合金。基底20可以是已掺杂P型或N型掺杂物的基底。在基底20上或基底20中，可形成有隔离区例如浅沟槽隔离(shallow trench isolation ；STI)区22。半导体鳍状物IM与2M分别形成于N型金属-氧化物-半导体区100与P型金属-氧化物-半导体区200中，其为高于邻近的浅沟槽隔离区22的上表面的半导体区域。用以形成半导体鳍状物1 与224的工艺步骤已是在本专利技术所属
中广为人知的技术，因此在此不讨论。一第一栅极堆叠结构形成于半导体鳍状物124的上表面与侧壁上，上述第一栅极堆叠结构具有栅介电质132与栅极134。一第二栅极堆叠结构形成于半导体鳍状物224的上表面与侧壁上，上述第二栅极堆叠结构具有栅介电质232与栅极234。栅极134与234 可使用常用的导体材料来形成，例如为多晶硅、金属、金属硅化物、金属氮化物、与上述的组合。栅介电质132与232可包含常用的介电材料，例如氧化物、氮化物、氧氮化物、碳化物、 与上述的组合。每一个上述的栅极堆叠结构，可分别在栅极134与234上还具有掩模层 135/235，其中上述掩模层可以氮化硅来形成。图1也示出薄层间隙壁136与236的形成。薄层间隙壁136与236的厚度可以是例如小于100A，而也可以是其他厚度。本专利技术所属
中的普通技术人员应可了解在整份本说明书中所公开的尺寸均仅止于举例，而在使用其他形成技术的情况下，这些尺寸会有所变动。可用于薄层间隙壁136与236的材料包含常用的间隔物材料，例如氧化物(例如氧化硅)。如本专利技术所属
中的已知技术，薄层间隙壁136与236的形成可包含形成一间隔物层、然后图形化此间隔物层而移除其水本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种半导体结构的形成方法，包含：提供一基底，该基底在其一表面具有一第一鳍状物；以及形成一第一鳍式场效应晶体管，其具有：在该第一鳍状物上形成一第一栅极堆叠结构；在该第一栅极堆叠结构的一侧壁上形成一第一薄层间隙壁；从该第一鳍状物以外延的方式生长一第一外延区；在该第一外延区的外延生长步骤之后，在该第一薄层间隙壁的外缘上形成一第一主间隙壁；及在形成该第一主间隙壁的步骤之后，执行一第一深源／漏极掺杂步骤，以形成该第一鳍式场效应晶体管的一第一深源／漏极区。

【技术特征摘要】
2010.03.09 US 12/720,4761.一种半导体结构的形成方法，包含提供一基底，该基底在其一表面具有一第一鳍状物；以及形成一第一鳍式场效应晶体管，其具有 在该第一鳍状物上形成一第一栅极堆叠结构； 在该第一栅极堆叠结构的一侧壁上形成一第一薄层间隙壁； 从该第一鳍状物以外延的方式生长一第一外延区；在该第一外延区的外延生长步骤之后，在该第一薄层间隙壁的外缘上形成一第一主间隙壁；及在形成该第一主间隙壁的步骤之后，执行一第一深源/漏极掺杂步骤，以形成该第一鳍式场效应晶体管的一第一深源/漏极区。2.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，还包含在该第一外延区的外延生长步骤之前，执行一注入步骤以在该第一鳍状物中形成一轻掺杂源/漏极区。3.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其中该第一鳍式场效应晶体管为N型的鳍式场效应晶体管，且该第一外延区包含一第一部分与一第二部分，该第一部分在该第一鳍状物的上表面上，该第二部分在该第一鳍状物的一侧壁上。4.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其中该第一鳍式场效应晶体管为P型的鳍式场效应晶体管，且还包含在该第一外延区的外延生长步骤之前，使该第一鳍状物凹入而形成一凹部，该第一外延区则在该凹部中生长。5.如权利要求4所述的半导体结构的形成方法，还包含形成一第二鳍式场效应晶体管，其具有在一第二鳍状物上形成一第二栅极堆叠结构，其中该第二鳍状物位于该基底的该表面上；在该第二栅极堆叠结构的一侧壁上形成一第二薄层间隙壁；在该第二鳍状物上以外延的方式生长一第二外延区，其中该第二外延区包含一第一部分与一第二部分，该第一部分在该第二鳍状物的上表面上，该第二部分在该第二鳍状物的一侧壁上；在该第二外延区的外延生长步骤之后，在该第二薄层间隙壁的外缘上形成一第二主间隙壁；及在形成该第二主间隙壁的步骤之后，执行一第二深源/漏极掺杂步骤，以形成该第二鳍式场效应晶体管的一第二深源/漏极区。6.一种半导体结构的形成方法，包含提供一半导体基底，该半导体基底在一 P型金属-氧化物-半导体区内具有一第一鳍状物、在一 N型金属-氧化物-半导体区内具有一第二鳍状物；在该P型金属-氧化物-半导体区中形成一 P型鳍式场效应晶体管，其具有 在该第一鳍状物上形成一第一栅极堆叠结构； 在该第一栅极堆叠结构的一侧壁上形成一第一薄层...

【专利技术属性】
技术研发人员：林大文，朱哲民，李宗鸿，曾志宏，林彦君，吴忠政，
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：71