本發(fā)明的實施例涉及集成電路器件,更具體地,涉及用于finfet的源極和漏極工藝。
背景技術(shù):
半導體集成電路(ic)工業(yè)已經(jīng)經(jīng)歷了快速增長。在ic演化過程中,功能密度(定義為每芯片面積的互連器件的數(shù)量)已經(jīng)普遍增大,而幾何尺寸(即,可以使用制造工藝產(chǎn)生的最小組件(或線))已經(jīng)減小。按比例縮小工藝通常通過提高生產(chǎn)效率和降低相關(guān)成本來提供益處。但是,這種按比例縮小已經(jīng)增加了處理和制造ic的復雜性。為了實現(xiàn)這些進步,需要ic制造中的類似發(fā)展。
例如,隨著半導體ic工業(yè)在追求更高的器件密度、更高的性能和更低的成本的過程中進入納米技術(shù)工藝節(jié)點,來自制造和設(shè)計的挑戰(zhàn)已經(jīng)引起了諸如鰭式場效應晶體管(finfet)的三維(3d)器件的發(fā)展。然而,現(xiàn)有的finfet器件和制造finfet器件的方法的不是在所有方面都已完全令人滿意。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的實施例提供了一種用于制造finfet的方法,所述方法包括:在襯底上形成鰭結(jié)構(gòu);在所述鰭結(jié)構(gòu)的頂面和兩個側(cè)面上形成介電層,其中,所述側(cè)面連接至所述頂面的兩個相對邊緣,并且所述鰭結(jié)構(gòu)和所述介電層由不同的材料形成;在所述介電層的第一部分上形成偽柵極;分別在所述偽柵極的兩個相對側(cè)壁上形成兩個間隔件,其中,形成所述間隔件的操作包括分別在所述介電層的兩個第二部分上形成所述間隔件并且暴露所述介電層的兩個第三部分,其中,所述介電層的每個所述第二部分位于所述介電層的所述第一部分和一個所述第三部分之間;對所述介電層和所述鰭結(jié)構(gòu)實施第一蝕刻操作以去除所述介電層的所述第三部分和每個所述第二部分的部分以及位于所述介電層的所述第三部分和部分所述第二部分下面的所述鰭結(jié)構(gòu)的兩個第一部分,從而分別在所述間隔件中形成兩個第一凹槽;以及對所述鰭結(jié)構(gòu)實施第二蝕刻操作以去除分別鄰近于所述鰭結(jié)構(gòu)的所述第一部分的所述鰭結(jié)構(gòu)的兩個第二部分,從而在所述介電層中形成兩個第二凹槽,其中,所述第二凹槽分別與所述第一凹槽相連通。
本發(fā)明的另一實施例提供了一種用于制造finfet的方法,所述方法包括:在襯底上形成鰭結(jié)構(gòu);在所述鰭結(jié)構(gòu)的頂面和兩個側(cè)面上形成介電層,其中,所述側(cè)面連接至所述頂面的兩個相對邊緣,并且所述鰭結(jié)構(gòu)和所述介電層由不同的材料形成;在所述介電層的第一部分上形成偽柵極;分別在所述偽柵極的兩個相對側(cè)壁上形成兩個間隔件,其中,形成所述間隔件的操作包括分別在所述介電層的兩個第二部分上形成所述間隔件并且暴露所述介電層的兩個第三部分,其中,所述介電層的每個所述第二部分位于所述介電層的所述第一部分和一個所述第三部分之間;對所述介電層和所述鰭結(jié)構(gòu)實施第一蝕刻操作以去除所述介電層的所述第三部分、所述介電層的每個所述第二部分的部分以及位于所述介電層的所述第三部分和所述介電層的所述第二部分的部分下面的所述鰭結(jié)構(gòu)的兩個第一部分,從而分別在所述間隔件中形成兩個第一凹槽;對所述鰭結(jié)構(gòu)實施第二蝕刻操作以去除分別鄰近于所述鰭結(jié)構(gòu)的所述第一部分的所述鰭結(jié)構(gòu)的兩個第二部分,從而在所述介電層中形成兩個第二凹槽,其中,所述第二凹槽分別與所述第一凹槽相連通;對所述第一凹槽和所述第二凹槽實施濕清洗操作;以及對所述襯底實施外延操作以在所述襯底上的一個所述第一凹槽和一個所述第二凹槽中形成源極,并且在所述襯底上的另一個所述第一凹槽和另一個所述第二凹槽中形成漏極。
本發(fā)明的又一實施例提供了一種finfet,包括:襯底;鰭結(jié)構(gòu),位于所述襯底上;介電層,設(shè)置在所述鰭結(jié)構(gòu)上并且覆蓋所述鰭結(jié)構(gòu)的兩個相對側(cè)面,其中,所述介電層包括突出于所述鰭結(jié)構(gòu)的所述側(cè)面的兩個第一部分,從而使得在所述介電層中形成兩個第一凹槽,并且所述第一凹槽彼此相對;金屬柵極,位于所述介電層的第二部分上,其中,所述第二部分夾在所述介電層的所述第一部分之間;兩個間隔件,分別位于所述介電層的所述第一部分上,其中,所述間隔件分別突出于所述介電層的所述第一部分,從而使得在所述間隔件中形成兩個第二凹槽;源極,設(shè)置在所述襯底上的一個所述第一凹槽和一個所述第二凹槽中;以及漏極,設(shè)置在所述襯底上的另一個所述第一凹槽和另一個所述第二凹槽中。
附圖說明
當結(jié)合附圖進行閱讀時,從以下詳細描述可最佳理解本發(fā)明的各個方面。應該指出,根據(jù)工業(yè)中的標準實踐,各個部件未按比例繪制。實際上,為了清楚的討論,各個部件的尺寸可以任意地增大或減小。
圖1a是根據(jù)各個實施例的finfet的示意性三維圖。
圖1b是沿著圖1a的線a-a截取的finfet的示意性頂視圖。
圖2a至圖2g是根據(jù)各個實施例的示出用于制造finfet的方法的中間階段的三維圖。
圖3a至圖3g是分別沿著圖2a至圖2g的線a-a截取的finfet的示意性頂視圖。
圖4是根據(jù)各個實施例的用于制造finfet的方法的流程圖。
具體實施方式
以下公開內(nèi)容提供了許多用于實現(xiàn)所提供主題的不同特征的不同實施例或?qū)嵗?。下面描述了組件和布置的具體實例以簡化本發(fā)明。當然,這些僅僅是實例,而不旨在限制本發(fā)明。例如,以下描述中,在第二部件上方或者上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件直接接觸形成的實施例,并且也可以包括在第一部件和第二部件之間可以形成額外的部件,從而使得第一部件和第二部件可以不直接接觸的實例。
此處使用的術(shù)語僅僅用于描述特定的實施例,該術(shù)語不用于限制用此方法附加的要求。例如,除非另有限定,單數(shù)形式的術(shù)語“一”或“這”也可以表示復數(shù)形式。雖然這些術(shù)語僅用于描述一個器件、一個區(qū)域或一個層與另一器件、另一區(qū)域或另一層,但是諸如“第一”和“第二”的術(shù)語用于描述各個器件、區(qū)域和層等。因此,在不背離所要求主題的精神的情況下,第一區(qū)域也可以稱為第二區(qū)域,以此類推。此外,本發(fā)明可在各個實施例中重復參考標號和/或字符。該重復是為了簡單和清楚的目的,并且其本身不指示所討論的各個實施例和/或配置之間的關(guān)系。如此處使用的,術(shù)語“和/或”包括一個或多個關(guān)聯(lián)的列出項的任何和全部的組合。
在用后高k金屬柵極(hkmg)工藝的典型的finfet置換多晶硅柵極(rpg)技術(shù)中,去除部分鰭結(jié)構(gòu)和覆蓋鰭結(jié)構(gòu)的部分介電層的操作需要鰭結(jié)構(gòu)和介電層的高過蝕刻量,從而擴大用于高k介電層和金屬柵極的依次沉積工藝的每個的工藝窗口,因此增強了finfet器件的性能。然而,介電層的高過蝕刻量縮短了用于阻擋覆蓋部分介電層和下面的鰭結(jié)構(gòu)的偽柵極的部分介電層,從而使得擠壓路徑減小以產(chǎn)生偽柵極的基腳,并且因此引起了金屬柵極的突出問題。
本發(fā)明的實施例針對提供finfet以及用于制造finfet的方法,其中,對鰭結(jié)構(gòu)和覆蓋鰭結(jié)構(gòu)的介電層實施第一蝕刻操作以使鰭結(jié)構(gòu)和介電層凹進,以分別在覆蓋介電層和鰭結(jié)構(gòu)的兩個間隔件中形成兩個第一凹槽,并且之后對鰭結(jié)構(gòu)實施第二蝕刻操作以進一步使鰭結(jié)構(gòu)凹進以在介電層中形成兩個第二凹槽,其中,第二凹槽分別與第一凹槽相連通。因此,用于阻擋偽柵極的部分介電層是延長的,覆蓋介電層和鰭結(jié)構(gòu)的偽柵極被夾在間隔件之間,從而使得每個擠壓路徑均增加,從而增加了finfet的良率。
參照圖1a和圖1b,圖1a是根據(jù)各個實施例的finfet的示意性三維圖,以及圖1b是沿著圖1a的線a-a截取的finfet的示意性頂視圖。在一些實施例中,finfet100包括襯底102、鰭結(jié)構(gòu)104、介電層106、金屬柵極110、兩個間隔件108、源極112和漏極114。鰭結(jié)構(gòu)104、介電層106、金屬柵極110、間隔件108、源極112和漏極114設(shè)置在襯底102上。
鰭結(jié)構(gòu)104設(shè)置在襯底102上。在一些示例性實例中,通過使襯底102凹進形成鰭結(jié)構(gòu)104,并且因此鰭結(jié)構(gòu)104突出于襯底102的凹進的表面116,并且鰭結(jié)構(gòu)104和襯底102由相同的材料形成。襯底102和鰭結(jié)構(gòu)104可以由單晶半導體材料或化合物半導體材料組成。例如,硅、鍺或玻璃可以用作襯底102和鰭結(jié)構(gòu)104的材料。在一些示例性實例中,襯底102和鰭結(jié)構(gòu)104由硅組成。
再次參照圖1b,介電層106設(shè)置在鰭結(jié)構(gòu)104上并且覆蓋了鰭結(jié)構(gòu)104的兩個相對側(cè)面118。介電層106包括兩個第一部分120,其中,第一部分120設(shè)置在介電層106的兩個相對端處。每個第一部分120的橫截面為倒u型。介電層106的每個第一部分120均突出于鰭結(jié)構(gòu)104的側(cè)面118以在介電層106中形成第一凹槽122。因此,第一凹槽122彼此相對。在一些實例中,鰭結(jié)構(gòu)104和介電層106由不同的材料形成,從而使得在蝕刻鰭結(jié)構(gòu)104的操作期間,介電層106具有相對于鰭結(jié)構(gòu)104的蝕刻選擇性。例如,鰭結(jié)構(gòu)104可以由硅形成,并且介電層106可以由氧化硅形成。
參照圖1a和圖1b,金屬柵極110設(shè)置在介電層106的第二部分126上。在介電層106中,第二部分126鄰近于第一部分120,其中,第一部分120位于第二部分126的兩個相對端處,從而使得第二部分126夾在第一部分120之間。金屬柵極110的橫截面為倒u型。
如圖1a和圖1b所示,間隔件108分別設(shè)置在介電層106的第一部分120上。每個間隔件108的橫截面均為倒u型。間隔件108分別突出于由間隔件108覆蓋的介電層106的第一部分120,以在間隔件108中形成兩個第二凹槽124。第二凹槽124與相應的第一凹槽122相連通。在一些實例中,間隔件108和鰭結(jié)構(gòu)104由不同的材料形成,從而使得在蝕刻鰭結(jié)構(gòu)104的操作期間,間隔件108具有相對于鰭結(jié)構(gòu)104的蝕刻選擇性。在一些示例性實例中,間隔件108、介電層106和鰭結(jié)構(gòu)104由不同的材料形成。例如,間隔件108可以由氮化硅形成,而鰭結(jié)構(gòu)104可以由硅形成,以及介電層106可以由氧化硅形成。
如圖1b所示,使鰭結(jié)構(gòu)104進一步凹進以形成第一凹槽122,從而使得每個間隔件108的長度l1大于每個第二凹槽124的長度l2,并且第一凹槽122和相應的第二凹槽124的組合的長度l3大于每個間隔件108的長度l1。在一些示例性實例中,長度l1、長度l2和長度l3在從
如圖1a和圖1b所示,源極112設(shè)置在襯底102上的一個第一凹槽122和相應的第二凹槽124中,并且突出于第二凹槽124。此外,漏極114設(shè)置在襯底102上的另一個第一凹槽122和相應的第二凹槽124中,并且突出于第二凹槽124。在一些實例中,源極112和漏極114可以穿過凹進的表面116延伸至襯底102。例如,每個源極112和漏極114均可以包括外延層。在一些示例性實例中,源極112和漏極114由硅鍺(sige)形成。
在次參照圖1b,在介電層106的第一部分120中分別形成第一凹槽122,從而使得金屬柵極110的擠壓路徑隨著介電層106的第一部分120的存在而增加,并且因此金屬柵極110可以由介電層106的第一部分120有效地阻擋,從而增加finfet100的良率。
參照圖2a至圖2g以及圖3a至圖3g,圖2a至圖2g是根據(jù)各個實施例的示出用于制造finfet的方法的中間階段的三維圖,以及圖3a至圖3g是分別沿著圖2a至圖2g的線a-a截取的finfet的示意性頂視圖。如圖2a和圖3a所示,提供了襯底200。在一些實例中,例如,可以通過使用光刻工藝和蝕刻工藝可選擇地使襯底200凹進以在襯底200的表面204上形成鰭結(jié)構(gòu)202。
在使襯底200凹進的操作中,去除部分襯底200。在這樣的實例中,鰭結(jié)構(gòu)202由部分襯底200組成,從而使得鰭結(jié)構(gòu)202由與襯底200相同的材料形成。襯底200和鰭結(jié)構(gòu)202可以由單晶半導體材料或化合物半導體材料組成。在一些實例中,硅、鍺或玻璃可以用作襯底200和鰭結(jié)構(gòu)202的材料。在一些示例性實例中,襯底200和鰭結(jié)構(gòu)202由硅形成。
如圖2b和圖3b所示,在鰭結(jié)構(gòu)202的頂面208和兩個相對側(cè)面210上形成介電層206。在鰭結(jié)構(gòu)202中,側(cè)面210連接至頂面208的兩個相對邊緣。例如,側(cè)面210可以沿著鰭結(jié)構(gòu)延伸的方向延伸。因此,每個介電層206的橫截面是倒u型。例如,可以通過使用沉積工藝或熱氧化工藝形成介電層206。沉積工藝可以是化學汽相沉積(cvd)工藝或等離子體增強化學汽相沉積(pecvd)工藝。在一些實例中,鰭結(jié)構(gòu)202和介電層206由不同的材料形成,從而使得在蝕刻鰭結(jié)構(gòu)202的操作期間,介電層206具有相對于鰭結(jié)構(gòu)202的蝕刻選擇性。例如,鰭結(jié)構(gòu)202可以由硅形成,并且介電層206可以由氧化硅形成。
如圖2c和圖3c所示,在介電層206的第一部分214上形成偽柵極212。在一些示例性實例中,偽柵極212從一個側(cè)面210穿過鰭結(jié)構(gòu)202的頂面208延伸至另一個側(cè)面210,從而使得偽柵極212的橫截面是倒u型。在一些實例中,通過使用沉積工藝和蝕刻工藝形成偽柵極212。例如,沉積工藝可以是化學汽相沉積工藝或等離子體增強化學汽相沉積工藝。在一些示例性實例中,偽柵極212由多晶硅形成。
如圖2d和圖3d所示,在偽柵極212的兩個相對側(cè)壁218a和218b上分別形成兩個間隔件216a和216b。在一些實例中,形成間隔件216a和216b的操作包括在分別在介電層206的兩個第二部分220a和220b上形成間隔件216a和216b,并且暴露介電層206的兩個第三部分222a和222b。在介電層206中,第二部分220a位于第一部分214和第三部分222a之間,并且第二部分220b位于第一部分214和第三部分222b之間。例如,第二部分220a和220b分別緊鄰第一部分214的相對側(cè),并且第三部分222a和222b分別緊鄰第二部分220a和220b。
如圖2d所示,每個間隔件216a和216b從一個側(cè)面210穿過鰭結(jié)構(gòu)202的頂面208延伸至另一個側(cè)面210,從而使得每個間隔件216a和216b的橫截面是倒u型。例如,通過使用沉積工藝和蝕刻工藝形成間隔件216a和216b。例如,沉積工藝可以是化學汽相沉積工藝或物理汽相沉積(pvd)工藝。蝕刻工藝可以是回蝕刻工藝。在一些實例中,間隔件216a和216b和鰭結(jié)構(gòu)202由不同的材料形成,從而使得在蝕刻鰭結(jié)構(gòu)202的操作期間,間隔件216a和216b具有相對于鰭結(jié)構(gòu)202的蝕刻選擇性。在一些示例性實例中,間隔件216a和216b、介電層206和鰭結(jié)構(gòu)202由不同的材料形成。例如,間隔件216a和216b可以由氮化硅形成,而鰭結(jié)構(gòu)202可以由硅形成,并且介電層206可以由氧化硅形成。
參照圖3d,對介電層206和鰭結(jié)構(gòu)202實施第一蝕刻操作以去除介電層206的第三部分222a和222b以及每個第二部分220a和220b的部分、以及位于介電層206的第三部分222a和222b與部分第二部分220a和220b下面的鰭結(jié)構(gòu)202的兩個第一部分224a和224b。如圖2e和圖3e所示,在完成第一蝕刻操作之后,間隔件216a和216b分別突出于介電層206的第二部分220a和220b,以分別在間隔件216a和216b中形成兩個第一凹槽226a和226b。在一些實例中,第一蝕刻操作是高偏置蝕刻操作。第一蝕刻操作可以通過使用干蝕刻技術(shù)實施。
同時參照圖3d和圖3e,對鰭結(jié)構(gòu)202實施第二蝕刻操作以去除分別鄰近于鰭結(jié)構(gòu)202的第一部分224a和224b的鰭結(jié)構(gòu)202的兩個第二部分228a和228b。如圖2f和圖3f所示,在完成第二蝕刻操作之后,介電層206的剩余的第二部分220a和220b突出于鰭結(jié)構(gòu)202的兩個相對端以分別在介電層206中形成第二凹槽230a和230b。第二凹槽230a和230b與相應的第一凹槽226a和226b相連通。在一些實例中,第二蝕刻操作是高選擇性蝕刻操作,并且在第二蝕刻操作期間,介電層206具有相對于鰭結(jié)構(gòu)202的蝕刻選擇性。因此,在完成第二蝕刻操作之后,介電層的每個第二部分220a和220b的橫截面可以是倒u型??梢酝ㄟ^使用干蝕刻技術(shù)實施第二蝕刻操作。
再次參照圖3f,隨著兩步蝕刻工藝,使鰭結(jié)構(gòu)202進一步凹進以在第二蝕刻操作期間形成第二凹槽230a和230b,從而使得每個間隔件216a和216b的長度d1大于每個第一凹槽226a和226b的長度d2,并且第一凹槽226a和第二凹槽230a的組合或第一凹槽226b和第二凹槽230b的組合的長度d3大于每個間隔件216a和216b的長度d1。在一些示例性實例中,長度d1、長度d2和長度d3在從
通過使用兩步蝕刻工藝,在介電層206的第二部分220a和220b中分別形成第二凹槽230a和230b,從而使得偽柵極212的擠壓路徑隨著介電層206的第二部分220a和220b的存在而增加,并且因此偽柵極212可以由介電層206的第二部分220a和220b有效地阻擋。
在一些實例中,在完成第二蝕刻操作之后,可以可選擇地對第一凹槽226a和226b以及第二凹槽230a和230b實施濕清洗操作以從第一凹槽226a和226b和第二凹槽230a和230b去除粒子、產(chǎn)物和/或污染物。在濕清洗操作期間,偽柵極212可以由介電層206的第二部分220a和220b有效地保護,從而防止偽柵極212擠壓。
如圖2g和圖3g所示,可以在襯底200上的第一凹槽226a和第二凹槽230a中形成源極232,并且可以在襯底200上的第一凹槽226b和第二凹槽230b中形成漏極234。例如,可以形成源極232以填充第一凹槽226a和第二凹槽230a并且突出于間隔件216a,從而使得源極232可以覆蓋間隔件216a的部分外表面236a和襯底200的部分表面204??梢孕纬陕O234以填充第一凹槽226b和第二凹槽230b并且突出于間隔件216b,從而使得漏極234可以覆蓋間隔件216b的部分外表面236b和襯底200的部分表面204。在一些實例中,通過使用外延工藝實施形成源極232和漏極234的操作。在一些示例性實例中,形成包括硅鍺(sige)層的每個源極232和漏極234。
同時參照圖2f和圖2g,在完成源極232和漏極234之后,用金屬柵極238替換偽柵極212以完成finfet240。在一些實例中,替換偽柵極212的操作包括去除偽柵極212以在間隔件216a和216b之間形成凹槽并且暴露介電層206的第一部分214,以及形成金屬柵極238以填充凹槽并且覆蓋介電層206的第一部分214。例如,可以使用干蝕刻技術(shù)或濕蝕刻技術(shù)實施去除偽柵極212的操作。可以通過使用沉積工藝和圖案化工藝實施形成金屬柵極238的操作,其中,沉積工藝可以是化學汽相沉積工藝或物理汽相沉積工藝,并且圖案化工藝可以包括化學機械拋光工藝。
參照圖4和圖2a至圖2g以及圖3a至圖3g,圖4是根據(jù)各個實施例的用于制造finfet的方法的流程圖。該方法開始于提供襯底200的操作300。在一些實例中,例如,可以通過使用光刻工藝和蝕刻工藝可選擇地使襯底200凹進以在襯底200的表面204上形成鰭結(jié)構(gòu)202。在使襯底200凹進的操作中,去除部分襯底200。在這樣的實例中,鰭結(jié)構(gòu)202由部分襯底200組成,從而使得鰭結(jié)構(gòu)202由與襯底200相同的材料形成。在一些實例中,硅、鍺或玻璃可以用作襯底200和鰭結(jié)構(gòu)202的材料。
在操作302中,如圖2b和圖3b所示,在鰭結(jié)構(gòu)202的頂面208和兩個相對側(cè)面210上形成介電層206。在鰭結(jié)構(gòu)202中,側(cè)面210連接至頂面208的兩個相對邊緣。例如,可以通過使用沉積工藝或熱氧化工藝形成介電層206。沉積工藝可以是化學汽相沉積工藝或等離子體增強化學汽相沉積工藝。鰭結(jié)構(gòu)202和介電層206由不同的材料形成,從而使得在蝕刻鰭結(jié)構(gòu)202的操作期間,介電層206具有相對于鰭結(jié)構(gòu)202的蝕刻選擇性。
在操作304中,如圖2c和圖3c所示,例如,通過使用沉積工藝和蝕刻工藝在介電層206的第一部分214上形成偽柵極212。沉積工藝可以是化學汽相沉積工藝或等離子體增強化學汽相沉積工藝。在一些示例性實例中,偽柵極212從一個側(cè)面210穿過鰭結(jié)構(gòu)202的頂面208延伸至另一個側(cè)面210,從而使得偽柵極212的橫截面是倒u型。在一些示例性實例中,偽柵極212由多晶硅形成。
在操作306中,如圖2d和圖3d所示,例如,通過使用沉積工藝和蝕刻工藝在偽柵極212的兩個相對側(cè)壁218a和218b上分別形成兩個間隔件216a和216b。沉積工藝可以是化學汽相沉積工藝或物理汽相沉積工藝。蝕刻工藝可以是回蝕刻工藝。在一些實例中,形成間隔件216a和216b的操作包括在分別在介電層206的兩個第二部分220a和220b上形成間隔件216a和216b,并且暴露介電層206的兩個第三部分222a和222b。在介電層206中,第二部分220a位于第一部分214和第三部分222a之間,并且第二部分220b位于第一部分214和第三部分222b之間。例如,第二部分220a和220b分別緊鄰第一部分214的相對側(cè),并且第三部分222a和222b分別緊鄰第二部分220a和220b,從而使得第二部分220a夾在第一部分214和第三部分222a之間,并且第二部分220b夾在第一部分214和第三部分222b之間。
再次參照圖2d,每個間隔件216a和216b從一個側(cè)面210穿過鰭結(jié)構(gòu)202的頂面208延伸至另一個側(cè)面210,從而使得每個間隔件216a和216b的橫截面是倒u型。在一些實例中,間隔件216a和216b和鰭結(jié)構(gòu)202由不同的材料形成,從而使得在蝕刻鰭結(jié)構(gòu)202的操作期間,間隔件216a和216b具有相對于鰭結(jié)構(gòu)202的蝕刻選擇性。在一些示例性實例中,間隔件216a和216b、介電層206和鰭結(jié)構(gòu)202由不同的材料形成。例如,間隔件216a和216b可以由氮化硅形成,鰭結(jié)構(gòu)202可以由硅形成,并且介電層206可以由氧化硅形成。
在操作308中,如圖3d所示,對介電層206和鰭結(jié)構(gòu)202實施第一蝕刻操作以去除介電層206的第三部分222a和222b以及每個第二部分220a和220b的部分、以及位于介電層206的第三部分222a和222b與部分第二部分220a和220b下面的鰭結(jié)構(gòu)202的兩個第一部分224a和224b。在一些實例中,第一蝕刻操作是高偏置蝕刻操作??梢酝ㄟ^使用干蝕刻技術(shù)實施第一蝕刻操作。如圖2e和圖3e所示,在完成第一蝕刻操作之后,間隔件216a和216b分別突出于介電層206的第一部分220a和220b,以分別在間隔件216a和216b中形成兩個第一凹槽226a和226b。
在操作310中,同時參照圖3d和圖3e,對鰭結(jié)構(gòu)202實施第二蝕刻操作以去除分別鄰近于鰭結(jié)構(gòu)202的第一部分224a和224b的鰭結(jié)構(gòu)202的兩個第二部分228a和228b。如圖2f和圖3f所示,在完成第二蝕刻操作之后,介電層206的剩余的第二部分220a和220b突出于鰭結(jié)構(gòu)202的兩個相對端以在介電層206中分別形成兩個凹槽230a和230b。第二凹槽230a和230b分別與第一凹槽226a和226b相連通。在一些實例中,第二蝕刻操作是高選擇性蝕刻操作,并且在第二蝕刻操作期間,介電層206具有相對于鰭結(jié)構(gòu)202的蝕刻選擇性。因此,介電層的每個剩余的第二部分220a和220b的橫截面可以是倒u型??梢酝ㄟ^使用干蝕刻技術(shù)實施第二蝕刻操作。
在操作312中,再次參照圖2f和圖3f,在完成第二蝕刻操作之后,可以對第一凹槽226a和226b和第二凹槽230a和230b可選擇地實施濕清洗操作以從第一凹槽226a和226b和第二凹槽230a和230b去除粒子、產(chǎn)物和/或污染物。在濕清洗工藝期間,偽柵極212可以由介電層206的第二部分220a和220b有效地保護,從而防止偽柵極212擠壓。
在操作314中,如圖2g和圖3g所示,可以通過使用外延工藝在襯底200上的第一凹槽226a和第二凹槽230a中形成源極232,并且可以在襯底200上的第一凹槽226b和第二凹槽230b中形成漏極234。例如,可以形成源極232以填充第一凹槽226a和第二凹槽230a并且突出于間隔件216a,從而使得源極232可以覆蓋部分間隔件216a的部分外表面236a和襯底200的部分表面204。可以形成漏極234以填充第一凹槽226b和第二凹槽230b并且突出于間隔件216b,從而使得漏極234可以覆蓋間隔件216b的部分外表面236b和襯底200的部分表面204。在一些示例性實例中,形成包括硅鍺層的每個源極232和漏極234。
在操作316中,同時參照圖2f和圖2g,在完成外延工藝之后,用金屬柵極238替換偽柵極212以完成finfet240。在一些實例中,替換偽柵極212的操作包括去除偽柵極212以在間隔件216a和216b之間形成凹槽并且暴露介電層206的第一部分214,以及形成金屬柵極238以填充凹槽并且覆蓋介電層206的第一部分214。例如,可以使用干蝕刻技術(shù)或濕蝕刻技術(shù)實施去除偽柵極212的操作??梢酝ㄟ^使用沉積工藝和圖案化工藝實施形成金屬柵極238的操作,其中,沉積工藝可以是化學汽相沉積工藝或物理汽相沉積工藝,并且圖案化工藝可以包括化學機械拋光工藝。
根據(jù)實施例,本發(fā)明公開了用于制造finfet的方法。在這個方法中,在襯底上形成鰭結(jié)構(gòu)。在鰭結(jié)構(gòu)的頂面和兩個側(cè)面上形成介電層,其中,該側(cè)面連接至頂面的兩個相對邊緣,并且鰭結(jié)構(gòu)和介電層由不同的材料形成。在介電層的第一部分上形成偽柵極。在偽柵極的兩個相對側(cè)壁上分別形成兩個間隔件。形成間隔件的操作包括分別在介電層的兩個第二部分上形成間隔件并且暴露介電層的兩個第三部分,其中,介電層的每個第二部分位于介電層的第一部分和一個第三部分之間。對介電層和鰭結(jié)構(gòu)實施第一蝕刻操作以去除介電層的第三部分和每個第二部分的部分以及位于介電層的第三部分和部分第二部分下面的鰭結(jié)構(gòu)的兩個第一部分,從而分別在間隔件中形成兩個第一凹槽。對鰭結(jié)構(gòu)實施第二蝕刻操作以去除分別鄰近于鰭結(jié)構(gòu)的第一部分的鰭結(jié)構(gòu)的兩個第二部分,從而在介電層中形成兩個第二凹槽,其中,第二凹槽分別與第一凹槽相連通。
在上述方法中,其中,形成所述鰭結(jié)構(gòu)的操作由硅形成了所述鰭結(jié)構(gòu),并且形成所述介電層的操作由氧化硅形成了所述介電層。
在上述方法中,其中,形成所述間隔件的操作由氮化硅形成了所述間隔件。
在上述方法中,其中,形成所述偽柵極的操作由多晶硅形成了所述偽柵極。
在上述方法中,所述方法還包括在完成所述第二蝕刻操作之后,對所述第一凹槽和所述第二凹槽實施濕清洗操作。
在上述方法中,所述方法還包括在完成所述第二蝕刻操作之后,對所述襯底實施外延操作以在所述襯底上的一個所述第一凹槽和一個所述第二凹槽中形成源極,并且在所述襯底上的另一個所述第一凹槽和另一個所述第二凹槽中形成漏極。
在上述方法中,所述方法還包括在完成所述第二蝕刻操作之后,對所述襯底實施外延操作以在所述襯底上的一個所述第一凹槽和一個所述第二凹槽中形成源極,并且在所述襯底上的另一個所述第一凹槽和另一個所述第二凹槽中形成漏極,其中,所述外延操作形成的所述源極和所述漏極的每個均包括硅鍺(sige)層。
在上述方法中,所述方法還包括在完成所述第二蝕刻操作之后,對所述襯底實施外延操作以在所述襯底上的一個所述第一凹槽和一個所述第二凹槽中形成源極,并且在所述襯底上的另一個所述第一凹槽和另一個所述第二凹槽中形成漏極,所述方法還包括在完成所述外延操作之后,用金屬柵極替換所述偽柵極。
根據(jù)另一實施例,本發(fā)明公開了用于制造finfet的方法。在這個方法中,在襯底上形成鰭結(jié)構(gòu)。在鰭結(jié)構(gòu)的頂面和兩個側(cè)面上形成介電層,其中,該側(cè)面連接至頂面的兩個相對邊緣,并且鰭結(jié)構(gòu)和介電層由不同的材料形成。在介電層的第一部分上形成偽柵極。在偽柵極的兩個相對側(cè)壁上分別形成兩個間隔件。形成間隔件的操作包括分別在介電層的兩個第二部分上形成間隔件并且暴露介電層的兩個第三部分,其中,介電層的每個第二部分均位于介電層的第一部分和一個第三部分之間。對介電層和鰭結(jié)構(gòu)實施第一蝕刻操作以去除介電層的第三部分、介電層的每個第二部分的部分以及位于介電層的第三部分和介電層的部分第二部分下面的鰭結(jié)構(gòu)的兩個第一部分,從而分別在間隔件中形成兩個第一凹槽。對鰭結(jié)構(gòu)實施第二蝕刻工藝以去除分別鄰近于鰭結(jié)構(gòu)的第一部分的鰭結(jié)構(gòu)的兩個第二部分,從而在介電層中形成兩個第二凹槽,其中,第二凹槽分別與第一凹槽相連通。對第一凹槽和第二凹槽實施濕清洗操作。對襯底實施外延操作以在襯底上的一個第一凹槽和一個第二凹槽中形成源極,并且在襯底上的另一個第一凹槽和另一個第二凹槽中形成漏極。
在上述方法中,其中,形成所述鰭結(jié)構(gòu)的操作由硅形成了所述鰭結(jié)構(gòu),并且形成所述介電層的操作由氧化硅形成了所述介電層。
在上述方法中,其中,形成所述間隔件的操作由氮化硅形成了所述間隔件。
在上述方法中,其中,形成所述偽柵極的操作由多晶硅形成了所述偽柵極。
在上述方法中,其中,實施所述外延操作形成的所述源極和所述漏極的每個均包括硅鍺(sige)層。
在上述方法中,其中,通過使所述襯底凹進實施形成所述鰭結(jié)構(gòu)的操作。
在上述方法中,其中,所述方法還包括在完成所述外延操作之后,用金屬柵極替換所述偽柵極。
根據(jù)又另一實施例,本發(fā)明公開了finfet。該finfet包括襯底、鰭結(jié)構(gòu)、介電層、金屬柵極、兩個間隔件、源極和漏極。鰭結(jié)構(gòu)設(shè)置在襯底上。介電層設(shè)置在鰭結(jié)構(gòu)上并且覆蓋鰭結(jié)構(gòu)的兩個相對側(cè)面,其中,介電層包括突出于鰭結(jié)構(gòu)的側(cè)面的兩個第一部分,從而使得在介電層中形成兩個第一凹槽,并且第一凹槽彼此相對。金屬柵極設(shè)置在介電層的第二部分上,其中,第二部分夾在介電層的第一部分之間。間隔件分別設(shè)置在介電層的第一部分上,其中,該間隔件分別突出于介電層的第一部分,從而使得在間隔件中形成兩個第二凹槽。該源極設(shè)置在襯底上的一個第一凹槽和一個第二凹槽中。該漏極設(shè)置在襯底上的另一個第一凹槽和另一個第二凹槽中。
在上述finfet中,其中,所述鰭結(jié)構(gòu)由硅形成,并且所述介電層由氧化硅形成。
在上述finfet中,其中,所述間隔件由氮化硅形成。
在上述finfet中,其中,所述源極和所述漏極由硅鍺形成。
在上述finfet中,其中,每個所述源極和所述漏極均包括外延層。
上面概述了若干實施例的特征,使得本領(lǐng)域人員可以更好地理解本發(fā)明的方面。本領(lǐng)域人員應該理解,他們可以容易地使用本發(fā)明作為基礎(chǔ)來設(shè)計或修改用于實施與本人所介紹實施例相同的目的和/或?qū)崿F(xiàn)相同優(yōu)勢的其他工藝和結(jié)構(gòu)。本領(lǐng)域技術(shù)人員也應該意識到,這種等同構(gòu)造并不背離本發(fā)明的精神和范圍,并且在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下,本文中他們可以做出多種變化、替換以及改變。