[發明專利]半導體裝置的制作方法

在審

• 申請號: 202110219402.0
• 申請日: 2021-02-26
• 公開（公告）號: CN113113312A
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 朱峯慶;李威養;楊豐誠;陳燕銘
• 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;H01L29/08
• 代理公司: 隆天知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 謝強;黃艷

一種半導體裝置的制作方法包括自基板延伸的鰭狀結構與柵極結構位于鰭狀結構上。外延結構形成于鰭狀結構上以與柵極結構相鄰。外延結構可包含中空區(或填入中空區的介電層)于外延的源極/漏極區中。進行選擇性蝕刻工藝移除具有第二摻質種類的外延區的至少一部分，以形成中空區于第一外延部分與第三外延部分之間。

技術領域

本發明實施例一般關于半導體裝置與其制作方法，更特別關于采用外 延成長工藝提供源極/漏極區所制作的裝置(如鰭狀場效晶體管)的形成方 法。

背景技術

電子產業經歷對更小且更快電子裝置的持續成長需求，而這些電子裝 置可同時支援越來越復雜的大量功能。綜上所述，半導體產業的持續趨勢 為制造低成本、高效能、與低功率的集成電路。通過縮小半導體集成電路 尺寸(如最小結構尺寸)，可達到這些目標的大部分，進而改善產能并降低相 關成本。然而這些尺寸縮小議會增加半導體制造工藝的復雜度。因此為了 實現半導體集成電路與裝置中的持續進展，半導體制造工藝與技術中需要類似進展。

近來致力于導入多柵極裝置以增加柵極-通道耦合、降低關閉狀態的電 流、并降低短通道效應，以改善柵極控制。導入的多柵極裝置的一者為鰭 狀場效晶體管。鰭狀場效晶體管的名稱來自于鰭狀結構，其自形成其上的 基板延伸，且可用于形成場效晶體管的通道。鰭狀場效晶體管可與現有的 互補式金屬氧化物半導體工藝相容，且其三維結構在大幅縮小尺寸時仍可 維持柵極控制并緩解短通道效應。

在多種現有工藝中，可外延成長鰭狀場效晶體管所用的源極/漏極區。 在一些現有的實施方式中，裝置會承受不想要的高電容，包括每一源極/漏 極與柵極之間的電容。因此現有技術無法完全滿足所有方面的需求。

發明內容

本發明一實施例提供半導體裝置的制作方法。方法包括：形成自基板 延伸的鰭狀結構。形成柵極結構于鰭狀結構上。形成外延結構于鰭狀結構 上以與柵極結構相鄰。形成外延結構的步驟包括成長第一外延部分；形成 第二外延部分于第一外延部分上；以及成長第三外延部分于第二外延部分 上。形成第二外延部分的步驟包括導入第一摻質材料，且成長第三外延部 分的步驟包括導入第二摻質材料。進行選擇性蝕刻工藝，移除第二外延部分的至少一部分，以形成中空區于第一外延部分與第三外延部分之間。

本發明一實施例提供半導體裝置的制作方法，包括提供自基板延伸的 第一鰭狀結構。形成柵極結構于第一鰭狀結構上。提供晶種區于第一鰭狀 結構的表面上。成長外延結構于晶種區上。成長外延結構的步驟包括導入 外延結構的第一部分所用的砷，以及導入外延結構的第二部分所用的磷。 移除外延結構的第一部分以形成中空區于外延結構中。

本發明另一實施例提供半導體裝置，其包括基板，包括自基板延伸的 鰭狀單元。柵極結構形成于鰭狀單元上。源極/漏極結構與柵極結構相鄰并 位于鰭狀單元上。源極/漏極結構具有下側半導體部分與上側半導體部分。 介電區夾設于下側半導體部分與上側半導體部分之間。

附圖說明

圖1是本發明一或多個實施例中，制作鰭狀場效晶體管裝置或其部分 的方法的流程圖。

圖2是本發明一或多個實施例中，形成外延結構的方法的流程圖，其 可搭配圖1的方法。

圖3、圖4、圖5A、圖6A、圖7A、圖8A、圖9A、圖10A、圖11、 及圖12A是一實施例中，依據圖1及2的方法的裝置的等角圖。

圖5B、圖6B、圖7B、圖8B、圖9B、圖10B、圖10D、圖12B、及圖 12D是一實施例中，依據圖1及圖2的方法的裝置對應上述等角圖的剖視 圖。

圖10C及圖12C是一實施例中，依據圖1及圖2的方法的裝置對應上 述等角圖的俯視圖。

附圖標記說明：

A-A'：剖面

H：高度

W：鰭狀物寬度