[發明專利]半導體裝置的形成方法

在審

• 申請號: 201810915225.8
• 申請日: 2018-08-13
• 公開（公告）號: CN110098122A
• 公開（公告）日: 2019-08-06
• 發明（設計）人: 蔡俊雄;鄭雅云;沙哈吉·B·摩爾;彭成毅;李威養;游國豐;陳燕銘;陳建豪
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336
• 代理公司: 隆天知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 黃艷

一種半導體裝置的形成方法包含提供具有基底、鰭片及柵極結構的結構；執行一布植制程，以將摻質布植至鄰近柵極結構的鰭片中；及形成柵極側壁間隔物和鰭片側壁間隔物。此方法還包含執行第一蝕刻制程，以凹蝕鄰近柵極側壁間隔物的鰭片，而保留鰭片的至少一部分于鰭片側壁間隔物上。此方法還包含執行另一布植制程，以將摻質布植至鰭片及鰭片側壁間隔物中；及執行第二蝕刻制程，以凹蝕鄰近柵極側壁間隔物的鰭片，直到鰭片的頂面在鰭片側壁間隔物的頂面下，從而在鰭片側壁間隔物之間產生溝槽。此方法還包含外延成長半導體材料于溝槽中。

技術領域

本發明實施例有關于半導體裝置的形成方法，特別有關于鰭式場效晶體管裝置。

背景技術

隨著半導體產業努力追求更高的裝置密度、更高的效能和更低的成本，也遭遇有關于制造和設計的問題。這些問題的一個解決方法為類鰭式場效晶體管(fin-like fieldeffect transistor，FinFET)的發展。典型的鰭式場效晶體管包含半導體材料的薄且垂直的“鰭片”。在此鰭片內定義源極、漏極和通道區。晶體管的柵極包圍鰭片的通道區，使其接合于鰭片的頂部和側壁上。此配置允許柵極從三側誘導電流至通道中。因此，鰭式場效晶體管裝置具有更高電流和減少的短通道效應(short channel effect)的益處。

然而，制造鰭式場效晶體管裝置有各種挑戰。舉例而言，離子布植，傳統上用于摻雜平面裝置，已類似地用于摻雜鰭式場效晶體管裝置，以在鰭片中產生輕摻雜源極/漏極(lightly doped source/drain，LDD)區(或源極/漏極延伸)。但，由于離子布植的方向效應(directional effect)，已發覺離子布植在三維鰭片中產生均勻的摻質濃度是相當沒效的。舉例而言，鰭片的頂部通常有比其下部更高的摻質濃度，因為鰭片的高度通常超過離子布植的能力。傾斜的離子布植(Tilted ion implantation)對于鰭式場效晶體管也不是非常有效，由于所謂的遮蔽效應(shadowing effect)，亦即鄰近的結構(例如鄰近的鰭片、柵極及/或光刻膠遮罩元件)阻擋離子的路徑。因此，并非鰭式場效晶體管的優點都能實現。

發明內容

根據一些實施例，提供一種半導體裝置的制造方法。此方法包含提供包含基底、在基底上的鰭片以及接合鰭片的柵極結構的結構；執行第一布植制程，以將摻質布植至鄰近柵極結構的鰭片中；及形成柵極側壁間隔物于柵極結構的側壁上及鰭片側壁間隔物于鰭片的側壁上。此方法還包含執行第一蝕刻制程，以凹蝕鄰近柵極側壁間隔物的鰭片，而保留至少部分的鰭片于鰭片側壁間隔物上。在第一蝕刻制程之后，此方法還包含執行第二布植制程，以將摻質布植至鰭片及鰭片側壁間隔物中。在第二布植制程之后，此方法還包含執行第二蝕刻制程，以凹蝕鄰近柵極側壁間隔物的鰭片，直到鰭片的頂面在鰭片側壁間隔物的頂面之下，從而在鰭片側壁間隔物之間產生溝槽；及外延(磊晶)成長半導體材料于溝槽中。

根據一些實施例，提供一種半導體裝置的制造方法。此方法包含提供包含基底、在基底上的鰭片及接合鰭片的柵極結構的結構。此方法還包含執行第一布植，將摻質布植至鰭片中，產生鰭片的摻雜上部；及形成柵極側壁間隔物于柵極結構的側壁上和鰭片側壁間隔物于鰭片的側壁上，其中鰭片側壁間隔物在鰭片的摻雜上部之下。此方法還包含執行第一凹蝕，將鄰近柵極側壁間隔物的鰭片凹蝕，而保留至少部分的鰭片在鰭片側壁間隔物之上。此方法還包含執行第二布植，將摻質布植至鰭片和鰭片側壁間隔物中；執行第二凹蝕，將鄰近柵極側壁間隔物的鰭片凹蝕，從而在鰭片側壁間隔物之間產生溝槽；及在溝槽中外延成長半導體材料。

根據一些實施例，提供一種半導體裝置。此半導體裝置包含基底；在基底上的隔離結構；在基底及隔離結構上的鰭片；接合鰭片的第一部分的柵極結構；在柵極結構的側壁上及在鰭片的第二部分上的第一側壁間隔物；在鰭片的第三部分上且鄰近第一側壁間隔物的外延源極/漏極(source/drain，S/D)部件；以及在隔離結構上及在外延源極/漏極部件的一部分的側壁上的第二側壁間隔物，其中摻質分布于鰭片的第二部分的大部分中。

附圖說明