[發(fā)明專利]形成FINFET半導(dǎo)體裝置的鰭片的方法及其半導(dǎo)體裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610305806.0
• 申請日: 2016-05-10
• 公開（公告）號: CN106158663B
• 公開（公告）日: 2018-03-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 成敏圭;謝瑞龍
• 申請（專利權(quán)）人: 格羅方德半導(dǎo)體公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336
• 代理公司: 北京戈程知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11314
• 代理人: 程偉,王錦陽

技術(shù)領(lǐng)域

本揭露大體上關(guān)于集成電路的制作，而且，更尤指各種形成用于鰭式場效晶體管半導(dǎo)體裝置的鰭片的方法以及其半導(dǎo)體裝置。

背景技術(shù)

在諸如微處理器、儲存裝置及類似者等現(xiàn)代集成電路中，是在有限的芯片面積上提供非常大量的電路元件，特別是晶體管。晶體管有各種形狀及形式，例如平面型晶體管、鰭式場效晶體管、納米線裝置等。此等晶體管一般是NMOS(NFET)或PMOS(PFET)型裝置，其中“N”及“P”名稱是基于產(chǎn)生裝置的源極/漏極區(qū)所用的摻質(zhì)類型。所謂的 CMOS(互補式金屬氧化物半導(dǎo)體)技術(shù)或產(chǎn)品是指使用NMOS及PMOS 晶體管裝置所制造的集成電路產(chǎn)品。不論晶體管裝置是何種實體組構(gòu)，各裝置皆包含漏極與源極區(qū)、以及置于源極/漏極區(qū)上面及之間的柵極電極結(jié)構(gòu)。對柵極電極施加適度控制電壓時，漏極區(qū)與源極區(qū)之間便形成導(dǎo)電通道區(qū)。

圖1是例示性先前技術(shù)集成電路產(chǎn)品100的透視圖，此集成電路產(chǎn)品是在半導(dǎo)體襯底105上面形成。在這項實施例中，產(chǎn)品100包括五個例示性鰭片110、115、共用柵極結(jié)構(gòu)120、側(cè)壁間隔物125及柵極蓋體130。產(chǎn)品100以共用柵極結(jié)構(gòu)實施兩個不同的鰭式場效晶體管裝置(N型及P型)。柵極結(jié)構(gòu)120一般包含一層絕緣材料(未分別表示)，例如一層高k絕緣材料或二氧化硅，以及一或多個導(dǎo)電材料層(例如：金屬及/或多晶硅)，此一或多個導(dǎo)電材料層作用為產(chǎn)品100上的晶體管的柵極電極。鰭片110、115具有三維組構(gòu)。鰭片110、115中被柵極結(jié)構(gòu)120所包覆的部分界定產(chǎn)品100上的鰭式場效晶體管的通道區(qū)。隔離結(jié)構(gòu)135是在鰭片110、115之間形成。鰭片110與第一類型(例如：N型)的晶體管裝置相關(guān)聯(lián)，而鰭片115與互補類型(例如： P型)的晶體管裝置相關(guān)聯(lián)。柵極結(jié)構(gòu)120是由N型及P型晶體管共用，這是一種諸如靜態(tài)隨機存取記憶體(SRAM)胞元的常見記憶體產(chǎn)品組構(gòu)。

一般而言，鰭片初始是在跨布襯底的規(guī)則性陣列中形成。若要界定不同晶體管裝置，可調(diào)整鰭片的長度，并且可移除一些鰭片或鰭片的部分。舉例而言，鰭片切割或“FC切割”程序涉及切割或移除鰭片位在FC切割掩膜中所界定的開口下方的部分。FC切割掩膜中的開口的長軸一般是朝與鰭片寬度平行的方向，也就是說，鰭片在FC切割程序期間遭受橫切。與FC切割程序相比，鰭片也在所謂的主動區(qū)切割程序或“RX切割”程序中遭到切割。在RX切割程序中，鰭片待留下的部分是通過RX切割掩膜來保護或包覆。因此，在RX切割程序中，鰭片未受RX切割掩膜保護的部分遭到移除。舉例而言，在RX切割程序期間， (未受RX切割掩膜包覆的)鰭節(jié)(fin segment)中有一或多個可予以移除(例如，介于鰭片110與鰭片115之間的區(qū)域中可移除一或多個鰭片)，這些鰭節(jié)是置于(由RX切割掩膜所包覆的)其它平行而置的鰭節(jié)之間。

在RX切割程序中，待移除鰭片部分上面的介電材料遭到移除而僅曝露待移除的下面鰭片部分的上表面。后續(xù)的等向性蝕刻程序移除經(jīng)曝露的鰭片部分。等向性蝕刻程序是在鰭片間距小的情況下，用于避免與非等向性蝕刻程序相關(guān)聯(lián)的對準問題。若要使用的是非等向性蝕刻，則對準誤差可能導(dǎo)致留下不希望的鰭片部分或破壞其余鰭片。由于等向性蝕刻期間鰭片僅曝露頂端表面，所以蝕刻前端大致是從鰭片的經(jīng)曝露頂端朝襯底垂直向下移動。

圖2A至2C是裝置200的截面圖，其展示襯底210上面所界定的多個鰭片205。鰭片205可使用各種材料來界定，例如：硅、諸如硅鍺等硅的合金、或其它半導(dǎo)電性材料。在圖2A至2C中，截面是順著與鰭片205的長軸垂直的方向取得(也就是說，順著裝置200的柵極寬度方向)。氧化物覆蓋層215及氮化物覆蓋層220(先前當作硬罩層用于圖案化襯底210中的鰭片205)呈現(xiàn)于某些鰭片205的上面。襯墊 225、230可在鰭片205上面形成。介電層235可在鰭片205之間形成。

如圖2A所示，覆蓋層215、220及介電層235的一部分是選擇性地從待于RX切割程序期間移除的鰭片205上面移除。覆蓋層215、220 維持置于待保留的鰭片205上面。

圖2B繪示進行等向性蝕刻程序以移除不再被覆蓋層215、220所包覆的鰭片205，從而界定騰空區(qū)中的凹口240之后的裝置200。