[发明专利]半导体装置及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体装置及其制造方法。

背景技术

随着半导体制造技术的不断发展，关键尺寸（CD）不断减小。随之，鳍片式（Fin）半导体装置受到了极大关注。作为一种典型的鳍片式半导体装置，鳍片式场效应晶体管（FinFET）包含在鳍片中形成的沟道。另外，利用应力效应来改善半导体装置性能的应力装置也受到了极大关注。

发明内容

根据本公开的一个方面，提供了一种半导体装置，包括：衬底，所述衬底的表面上形成有至少一个鳍片，所述鳍片具有半导体层；以及第一间隔物，其形成在所述至少一个鳍片的侧壁的下侧部分上，所述第一间隔物的厚度小于所述至少一个鳍片中半导体层的高度；其中所述第一间隔物由第一应力类型的材料形成。

在一个实施例中，所述半导体装置还包括：形成在所述表面之上的绝缘层，所述绝缘层覆盖所述第一间隔物的至少一部分；以及第二间隔物，其形成在所述至少一个鳍片的侧壁的至少一部分上，并且在所述绝缘层之上以及如果存在未被所述绝缘层覆盖的所述第一间隔物的话还在该未被所述绝缘层覆盖的所述第一间隔物之上；其中，所述第二间隔物由第二应力类型的第二应力材料形成，所述第二应力类型在性质上与所述第一应力类型相反。

在一个实施例中，所述至少一个鳍片包括用于形成P型器件的第一鳍片和用于形成N型器件的第二鳍片，并且其中对于所述第一鳍片的第一间隔物由张应力材料形成，对于所述第二鳍片的第一间隔物由压应力材料形成。

在一个实施例中，所述至少一个鳍片包括用于形成P型器件的第一鳍片和用于形成N型器件的第二鳍片，并且其中对于所述第一鳍片的第一间隔物由张应力材料形成，而对于所述第一鳍片的第二间隔物由压应力材料形成；对于所述第二鳍片的第一间隔物由压应力材料形成，而对于所述第二鳍片的第二间隔物由张应力材料形成。

在一个实施例中，所述半导体装置还包括：栅极，其形成在所述表面之上，所述栅极包覆所述至少一个鳍片的半导体层的至少一部分。

在一个实施例中，所述半导体装置还包括：栅极，其形成在所述绝缘层之上以及如果存在未被所述绝缘层覆盖的所述第一间隔物的话还在该未被所述绝缘层覆盖的所述第一间隔物之上，所述栅极包覆所述至少一个鳍片的半导体层的至少一部分。

在一个实施例中，所述至少一个鳍片包括在所述半导体层之上的硬掩模层。

在一个实施例中，所述衬底还包括：紧接在所述至少一个鳍片下方的半导体层。

在一个实施例中，所述半导体装置还包括：在所述第一间隔物与所述半导体层和/或在所述第一间隔物和所述衬底表面之间的中间层。

在一个实施例中，所述半导体装置还包括：在所述第二间隔物与所述鳍片之间的中间层。

根据本公开另一方面，提供了一种半导体装置的制造方法，包括：提供衬底，所述衬底的表面上形成有至少一个鳍片，所述鳍片包括半导体层；以及在所述至少一个鳍片的侧壁的下侧部分上形成第一间隔物，所述第一间隔物的厚度小于所述至少一个鳍片中半导体层的高度；其中所述第一间隔物由第一应力类型的第一应力材料形成。

在一个实施例中，所述方法还包括：在所述表面之上形成绝缘层，所述绝缘层覆盖所述第一间隔物的至少一部分；以及形成第二间隔物，使得所述第二间隔物形成在所述至少一个鳍片的侧壁的至少一部分上，并且在所述绝缘层之上以及如果存在未被所述绝缘层覆盖的所述第一间隔物的话还在该未被所述绝缘层覆盖的所述第一间隔物之上；其中，所述第二间隔物由第二应力类型的第二应力材料形成，所述第二类型的应力在性质上与所述第一类型的应力相反。

在一个实施例中，所述至少一个鳍片包括用于形成P型器件的第一鳍片和用于形成N型器件的第二鳍片，并且其中对于所述第一鳍片的第一间隔物由张应力材料形成，对于所述第二鳍片的第一间隔物由压应力材料形成。

在一个实施例中，所述至少一个鳍片包括用于形成P型器件的第一鳍片和用于形成N型器件的第二鳍片，并且其中对于所述第一鳍片的第一间隔物由张应力材料形成，而对于所述第一鳍片的第二间隔物由压应力材料形成；对于所述第二鳍片的第一间隔物由压应力材料形成，而对于所述第二鳍片的第二间隔物由张应力材料形成。

在一个实施例中，所述方法还包括：在所述表面之上形成栅极，所述栅极包覆所述至少一个鳍片的半导体层的至少一部分。

在一个实施例中，所述方法还包括：在所述绝缘层之上形成栅极，所述栅极包覆所述至少一个鳍片的半导体层的至少一部分。

在一个实施例中，所述至少一个鳍片包括在所述半导体层之上的硬掩模层。