[发明专利]半导体装置及其制造方法

说明书

本公开提供一种半导体装置的制造方法，包括：形成第一鳍状物与第二鳍状物于基板上；沉积隔离材料包围第一鳍状物与第二鳍状物；形成栅极结构沿第一鳍状物与第二鳍状物的侧壁与上表面上；使栅极结构外部的第一鳍状物与第二鳍状物形成凹陷，以形成第一鳍状物中的第一凹陷与第二鳍状物中的第二凹陷；外延生长第一源极/漏极材料，自第一凹陷与第二凹陷凸出；以及外延生长第二源极/漏极材料于第一源极/漏极材料上，其中第二源极/漏极材料生长于第一源极/漏极材料的相对端的最外表面上的速率较生长于第一源极/漏极材料的相对端之间的第一源极/漏极材料的表面上的速率慢，以及其中第二源极/漏极材料相对于第一源极/漏极材料具有较高的掺杂浓度。

技术领域

本公开涉及半导体装置，更具体涉及鳍式场效晶体管(FinFET)装置及其形成方法。

背景技术

当半导体产业朝向纳米技术的工艺节点迈进，以求更高的装置密度、更高的效能、与更低的成本时，在三维设计的开发上，例如鳍式场效晶体管(FinFET)，面临工艺与设计的问题。一般的鳍式场效晶体管具有自基板延伸的薄的垂直鳍状物(或鳍状结构)，其通过例如蚀刻基板的部分硅层而形成。鳍式场效晶体管的沟道形成于此垂直鳍状物中。栅极提供于鳍状物上，例如包覆鳍状物。栅极位于沟道的两侧上，可让栅极自沟道两侧控制沟道。然而，在半导体工艺中实施这些结构与工艺仍属挑战。

发明内容

根据一实施例，本公开半导体装置的制造方法包括：形成第一鳍状物与第二鳍状物于基板上，第二鳍状物邻近第一鳍状物；沉积隔离材料包围第一鳍状物与第二鳍状物，隔离材料的第一部分位于第一鳍状物与第二鳍状物之间，第一鳍状物与第二鳍状物的上部延伸于隔离材料的上表面上；形成栅极结构沿第一鳍状物与第二鳍状物的侧壁与上表面上；使栅极结构外部的第一鳍状物与第二鳍状物形成凹陷，以形成第一鳍状物中的第一凹陷与第二鳍状物中的第二凹陷；外延生长第一源极/漏极材料，自第一鳍状物的第一凹陷凸出，以及自第二鳍状物的第二凹陷凸出；以及外延生长第二源极/漏极材料于第一源极/漏极材料上，其中第二源极/漏极材料生长于第一源极/漏极材料的相对端的最外表面上的速率较生长于第一源极/漏极材料的相对端之间的第一源极/漏极材料的表面上的速率慢，以及其中第二源极/漏极材料相对于第一源极/漏极材料具有较高的掺杂浓度。

根据一实施例，本公开半导体装置的制造方法包括：形成鳍状物于基板上；形成隔离区包围鳍状物，隔离区的第一部分位于相邻鳍状物之间；形成栅极结构于鳍状物上；使与栅极结构相邻的部分鳍状物形成凹陷；以及形成源极/漏极区于栅极结构的相对侧上，源极/漏极区的至少其中之一延伸超过隔离区的第一部分，其中形成源极/漏极区包括：利用第一外延工艺形成第一外延层于鳍状物的凹陷部分上，以及利用不同于第一外延工艺的第二外延工艺形成第二外延层，延伸超过第一外延层，其中第二外延工艺促进相邻第一外延层之间的生长，并抑制最外层外延层上的生长。

根据一实施例，本公开半导体装置包括：第一鳍状物于基板上；第二鳍状物于基板上，第二鳍状物邻近第一鳍状物；隔离区，包围第一鳍状物与第二鳍状物，隔离区的第一部分位于第一鳍状物与第二鳍状物之间；栅极结构，沿第一鳍状物与第二鳍状物的侧壁与上表面上，栅极结构定义沟道区于第一鳍状物与第二鳍状物中；源极/漏极区，于与栅极结构相邻的第一鳍状物与第二鳍状物上，源极/漏极区包括第二外延区于第一外延区上，其中第二外延区的掺杂浓度高于第一外延区的掺杂浓度；以及硅化物，于源极/漏极区上。

附图说明

图1是一例中，一种鳍式场效晶体管(FinFET)的三维立体图。

图2、图3、图4、图5、图6A-图6B、图7A-图7B、图8-图15是根据部分实施例，一种鳍式场效晶体管(FinFET)制造方法中间阶段的剖面示意图。

附图标记说明：

A-A、B-B 剖面线

T1 半导体鳍状物顶部与硅化物层之间的距离

θ 侧壁角度