[發(fā)明專利]半導體器件及其形成方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810190914.7
• 申請日: 2018-03-08
• 公開（公告）號: CN109427673B
• 公開（公告）日: 2021-08-06
• 發(fā)明（設計）人: 江國誠;王志豪;潘冠廷
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L21/8234
• 分類號: H01L21/8234;H01L27/088
• 代理公司: 北京德恒律治知識產權代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;李偉

1.一種在襯底上形成第一鰭式場效應晶體管(finFET)和第二鰭式場效應晶體管(finFET)的方法，包括：

在襯底上分別形成所述第一鰭式場效應晶體管和所述第二鰭式場效應晶體管的第一鰭結構和第二鰭結構；

分別在所述第一鰭結構和所述第二鰭結構的頂面上形成具有第一厚度和第二厚度的第一氧化物區(qū)域和第二氧化物區(qū)域；

分別在所述第一鰭結構和所述第二鰭結構的側壁上形成具有第三厚度和第四厚度的第三氧化物區(qū)域和第四氧化物區(qū)域，所述第一厚度和所述第二厚度分別大于所述第三厚度和所述第四厚度；

在所述第一氧化物區(qū)域和所述第三氧化物區(qū)域上形成第一多晶硅結構；

在所述第二氧化物區(qū)域和所述第四氧化物區(qū)域上形成第二多晶硅結構；

分別在所述第一鰭結構和所述第二鰭結構的第一凹進部分和第二凹進部分上形成第一源極/漏極區(qū)域和第二源極/漏極區(qū)域；以及

分別用第一柵極結構和第二柵極結構替換所述第一多晶硅結構和所述第二多晶硅結構。

2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，形成所述第一氧化物區(qū)域和所述第二氧化物區(qū)域包括：

分別在所述第一鰭結構和所述第二鰭結構上形成第一非晶區(qū)域和第二非晶區(qū)域，所述第一非晶區(qū)域和所述第二非晶區(qū)域各自具有非晶材料；

摻雜所述第一非晶區(qū)域和所述第二非晶區(qū)域；

分別在所述第一非晶區(qū)域和所述第二非晶區(qū)域上并且分別在所述第一鰭結構和所述第二鰭結構的側壁上沉積第一氧化物層和第二氧化物層；以及

退火所述第一非晶區(qū)域和所述第二非晶區(qū)域以及所述第一氧化物層和所述第二氧化物層。

3.根據(jù)權利要求2所述的方法，其中，形成所述第一非晶區(qū)域和所述第二非晶區(qū)域包括：

在所述第一鰭結構和所述第二鰭結構上沉積絕緣材料層；

分別在絕緣材料層內以及所述第一鰭結構和所述第二鰭結構上形成第一凹進區(qū)域和第二凹進區(qū)域；

在所述絕緣材料層上沉積非晶材料層以填充所述第一凹進區(qū)域和所述第二凹進區(qū)域；以及

去除位于絕緣材料層上的所述非晶材料層的部分以使所述絕緣材料層的頂面與位于所述第一凹進區(qū)域和所述第二凹進區(qū)域內的所述非晶材料層的其他部分的頂面基本共面。

4.根據(jù)權利要求2所述的方法，其中，所述第一非晶區(qū)域或所述第二非晶區(qū)域的垂直尺寸在從約5nm至約20nm的范圍內。

5.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，形成所述第一氧化物區(qū)域和所述第二氧化物區(qū)域包括：

分別在所述第一鰭結構和所述第二鰭結構上形成第一非晶硅區(qū)域和第二非晶硅區(qū)域；

使用氟或氧摻雜劑摻雜所述第一非晶硅區(qū)域和所述第二非晶硅區(qū)域；

分別在所述第一非晶硅區(qū)域和所述第二非晶硅區(qū)域上沉積第一氧化物層和第二氧化物層；以及

退火所述第一非晶硅區(qū)域和所述第二非晶硅區(qū)域以及所述第一氧化物層和所述第二氧化物層。

6.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，所述第一厚度或所述第二厚度比所述第三厚度或所述第四厚度大并且所述第一厚度或所述第二厚度與所述第三厚度或所述第四厚度的差值在從約0.5nm至約3nm的范圍內。

7.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，分別用所述第一柵極結構和所述第二柵極結構替換所述第一多晶硅結構和所述第二多晶硅結構，包括：

去除所述第一多晶硅結構和所述第二多晶硅結構；

在由去除所述第一多晶硅結構暴露的所述第一氧化物區(qū)域和所述第三氧化物區(qū)域的部分上沉積光刻膠層；

蝕刻由去除所述第二多晶硅結構暴露的所述第二氧化物區(qū)域和所述第四氧化物區(qū)域的部分；

在所述第一氧化物區(qū)域和所述第三氧化物區(qū)域的部分上形成所述第一柵極結構；以及

在所述第二氧化物區(qū)域和所述第四氧化物區(qū)域的部分上形成所述第二柵極結構。