DE102018124815B4 - FIN field effect transistor device and method - Google Patents
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- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
- H01L21/3105—After-treatment
- H01L21/311—Etching the insulating layers by chemical or physical means
- H01L21/31105—Etching inorganic layers
- H01L21/31111—Etching inorganic layers by chemical means
- H01L21/31116—Etching inorganic layers by chemical means by dry-etching
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- H01L21/823807—Complementary field-effect transistors, e.g. CMOS with a particular manufacturing method of the channel structures, e.g. channel implants, halo or pocket implants, or channel materials
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- H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/06—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions
- H01L29/10—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions with semiconductor regions connected to an electrode not carrying current to be rectified, amplified or switched and such electrode being part of a semiconductor device which comprises three or more electrodes
- H01L29/1025—Channel region of field-effect devices
- H01L29/1029—Channel region of field-effect devices of field-effect transistors
- H01L29/1033—Channel region of field-effect devices of field-effect transistors with insulated gate, e.g. characterised by the length, the width, the geometric contour or the doping structure
- H01L29/1054—Channel region of field-effect devices of field-effect transistors with insulated gate, e.g. characterised by the length, the width, the geometric contour or the doping structure with a variation of the composition, e.g. channel with strained layer for increasing the mobility
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- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66007—Multistep manufacturing processes
- H01L29/66075—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
- H01L29/66227—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
- H01L29/66409—Unipolar field-effect transistors
- H01L29/66477—Unipolar field-effect transistors with an insulated gate, i.e. MISFET
- H01L29/665—Unipolar field-effect transistors with an insulated gate, i.e. MISFET using self aligned silicidation, i.e. salicide
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- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
- H01L29/7842—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate means for exerting mechanical stress on the crystal lattice of the channel region, e.g. using a flexible substrate
- H01L29/7848—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate means for exerting mechanical stress on the crystal lattice of the channel region, e.g. using a flexible substrate the means being located in the source/drain region, e.g. SiGe source and drain
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Abstract
Verfahren, das Folgendes umfasst:Bilden einer ersten Finne (64), die über einem Substrat (50) vorragt, wobei die erste Finne (64) einen PMOS-Bereich (300) aufweist;Bilden einer ersten Gate-Struktur (75B) über der ersten Finne (64) in dem PMOS-Bereich (300);Bilden einer ersten Abstandsschicht (86) über der ersten Finne (64) und der ersten Gate-Struktur (75B);Bilden einer zweiten Abstandsschicht (84) über der ersten Abstandsschicht (86);Ausführen eines ersten Ätzprozesses zum Entfernen der zweiten Abstandsschicht (84) von einer oberen Oberfläche und Seitenwänden der ersten Finne (64) in dem PMOS-Bereich (300);Ausführen eines zweiten Ätzprozesses zum Entfernen der ersten Abstandsschicht (86) von der oberen Oberfläche und den Seitenwänden der ersten Finne (64) in dem PMOS-Bereich (300); undepitaktisches Aufwachsen eines ersten Source-/Drain-Materials (80B) über der ersten Finne (64) in dem PMOS-Bereich (300), wobei sich das erste Source-/Drain-Material (80) entlang der oberen Oberfläche (64U) und der Seitenwände der ersten Finne (64) in dem PMOS-Bereich (300) erstreckt; wobei die erste Finne (64) weiter einen NMOS-Bereich (200) hat, wobei das Verfahren weiter Folgendes umfasst:Bilden einer zweiten Gate-Struktur (75A) über der ersten Finne (64) in dem NMOS-Bereich (200), wobei die erste Abstandsschicht (86) und die zweite Abstandsschicht (84) über der zweiten Gate-Struktur (75A) gebildet werden;Bilden einer strukturierten Maskenschicht, um den NMOS-Bereich (200) vor dem Ausführen des ersten Ätzprozesses abzudecken; undEntfernen der strukturierten Maske nach dem epitaktischen Aufwachsen des ersten Source-/Drain-Materials (80B).A method, comprising:forming a first fin (64) overhanging a substrate (50), the first fin (64) having a PMOS region (300);forming a first gate structure (75B) over the first fin (64) in the PMOS region (300);forming a first spacer layer (86) over the first fin (64) and the first gate structure (75B);forming a second spacer layer (84) over the first spacer layer ( 86);performing a first etch process to remove the second spacer layer (84) from a top surface and sidewalls of the first fin (64) in the PMOS region (300);performing a second etch process to remove the first spacer layer (86) from the top surface and sidewalls of the first fin (64) in the PMOS region (300); andepitaxially growing a first source/drain material (80B) over the first fin (64) in the PMOS region (300), the first source/drain material (80) along the top surface (64U) and the sidewalls of the first fin (64) extend in the PMOS region (300); the first fin (64) further having an NMOS region (200), the method further comprising:forming a second gate structure (75A) over the first fin (64) in the NMOS region (200), wherein the first spacer layer (86) and the second spacer layer (84) are formed over the second gate structure (75A);forming a patterned mask layer to cover the NMOS region (200) prior to performing the first etch process; andremoving the patterned mask after epitaxially growing the first source/drain material (80B).
Description
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIKBACKGROUND ART
Die Halbleiterindustrie hat schnelles Wachstum aufgrund ständiger Verbesserung der Integrationsdichte einer Vielfalt elektronischer Bauteile (zum Beispiel Transistoren, Dioden, Widerstände, Kondensatoren usw.) erfahren. Meistens bestand diese Verbesserung der Integrationsdichte aus wiederholten Verringerungen der Elementmindestgröße, die es erlaubt, mehr Bauteile in einer gegebenen Fläche zu integrieren.The semiconductor industry has experienced rapid growth due to constant improvements in the integration density of a variety of electronic components (eg, transistors, diodes, resistors, capacitors, etc.). Most often, this improvement in integration density has consisted of repeated reductions in minimum feature size, allowing more devices to be integrated into a given area.
Fin-Feldeffekttransistor-(Fin Field-Effect Transistor - FinFET)-Bauteile werden geläufig in integrierten Schaltungen verwendet. FinFET-Bauteile haben eine dreidimensionale Struktur, die eine Halbleiterfinne umfasst, die aus einem Substrat vorragt. Eine Gate-Struktur, die konfiguriert ist, um den Fluss von Ladungsträgern innerhalb eines leitenden Kanals des FinFET-Bauteils zu steuern, legt sich um die Halbleiterfinne. Bei einem Dreifach-Gate-FinFET-Bauteil legt sich die Gate-Struktur um drei Seiten der Halbleiterfinne, wodurch leitende Kanäle auf drei Seiten der Halbleiterfinne gebildet werden. Eine FinFET-Halbleitervorrichtung ist bereits bekannt aus der Druckschrift
Figurenlistecharacter list
Aspekte der vorliegenden Offenbarung versteht man am besten aus der folgenden ausführlichen Beschreibung unter Heranziehung der begleitenden Figuren. Es wird betont, dass in Übereinstimmung mit der Standardpraxis der Industrie diverse Elemente nicht maßstabgerecht gezeichnet sind. Die Maße der diversen Merkmale können nämlich zur Klarheit der Besprechung willkürlich vergrößert oder verkleinert werden.
-
1 veranschaulicht einen FinFET in einer perspektivischen Ansicht in Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen. - Die
2 ,3A ,3B ,4A bis4C ,5A bis5F ,6A bis6C ,7A bis7C ,8A bis8C ,9A bis9C ,10A bis10C ,11A bis11C ,12A bis12C und13 bis16 sind diverse Ansichten (zum Beispiel Draufsichten, Querschnittansichten) eines FinFET-Bauteils bei diversen Fertigungsstufen in Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen. -
17 veranschaulicht ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Bilden eines Halbleiterbauteils.
-
1 1 illustrates a FinFET in a perspective view, in accordance with some embodiments. - The
2 ,3A ,3B ,4A until4C ,5A until5F ,6A until6C ,7A until7C ,8A until8C ,9A until9C ,10A until10C ,11A until11C ,12A until12C and13 until16 12 are various views (e.g., top views, cross-sectional views) of a FinFET device at various stages of manufacture, in accordance with some embodiments. -
17 1 illustrates a flow diagram of a method of forming a semiconductor device.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION
Die folgende Offenbarung stellt viele unterschiedliche Ausführungsformen oder Beispiele zum Umsetzen unterschiedlicher Merkmale der Erfindung bereit. Spezifische Beispiele von Komponenten und Anordnungen sind unten beschrieben, um die vorliegende Offenbarung zu vereinfachen. Es sind dies natürlich nur Beispiele, und sie bezwecken nicht, einschränkend zu sein. Das Ausbilden eines ersten Merkmals über oder auf einem zweiten Merkmal in der folgenden Beschreibung kann zum Beispiel Ausführungsformen aufweisen, bei welchen das erste und das zweite Merkmal in direktem Kontakt ausgebildet sind, und kann auch Ausführungsformen aufweisen, bei welchen zusätzliche Merkmale zwischen dem ersten und dem zweiten Merkmal ausgebildet werden können, so dass das erste und das zweite Merkmal eventuell nicht in direktem Kontakt sind.The following disclosure provides many different embodiments or examples for practicing different features of the invention. Specific examples of components and arrangements are described below to simplify the present disclosure. Of course, these are only examples and are not intended to be limiting. For example, forming a first feature over or on top of a second feature in the following description may include embodiments in which the first and second features are formed in face-to-face contact, and may also include embodiments in which additional features are formed between the first and the second feature may be formed such that the first and second features may not be in direct contact.
Weiter können räumliche Bezugsbegriffe, wie „unterhalb“, „unter“, „niedriger“, „oberhalb“, „ober“ und dergleichen hier zur Erleichterung der Beschreibung verwendet werden, um die Beziehung eines Merkmals oder Merkmals zu einem oder mehreren anderen Merkmalen oder Merkmalen, wie sie in den Figuren veranschaulicht sind, zu beschreiben. Die räumlichen Bezugsbegriffe können bezwecken, unterschiedliche Ausrichtungen des Bauteils beim Gebrauch oder Betrieb zusätzlich zu der Ausrichtung, die in den Figuren abgebildet ist, einzuschließen. Das Gerät kann anders ausgerichtet sein (um 90 Grad gedreht oder an andere Ausrichtungen), und die räumlichen Bezugsdeskriptoren, die hier verwendet werden, werden entsprechend ausgelegt.Further, spatial reference terms such as "below," "below," "lower," "above," "upper," and the like may be used herein for ease of description to indicate the relationship of one feature or features to one or more other features or features , as illustrated in the figures. The spatial reference terms may be intended to encompass different orientations of the component in use or operation in addition to the orientation depicted in the figures. The device may be otherwise oriented (rotated 90 degrees or at other orientations) and the spatial reference descriptors used herein will be interpreted accordingly.
Die
Wie in
Unter Bezugnahme auf die
Danach wird eine Epitaxie ausgeführt, um das Halbleitermaterial 50A in den Vertiefungen des Bereichs 300 aufzuwachsen. Das epitaktisch aufgewachsene Halbleitermaterial 50A kann in situ während des Aufwachsens dotiert werden, was die Notwendigkeit vorausgehender und anschließender Implantationen umgehen kann, obwohl In-Situ- und Implantationsdotieren gemeinsam verwendet werden können. Nach der Epitaxie kann die Maskenschicht durch einen zweckdienlichen Entfernungsprozess, wie Ätzen oder Plasmaveraschen, entfernt werden. Ein Planarisierungsprozess, wie ein chemisch-mechanisches Polieren (Chemical Mechanical Polishing - CMP) kann dann ausgeführt werden, um die obere Oberfläche des Halbleitermaterials 50A mit der oberen Oberfläche des Substrats 50 abzugleichen.
Optional kann eine andere strukturierte Maskenschicht (nicht gezeigt) gebildet werden, um den Bereich 300 abzudecken, während der Bereich 200 freigelegt wird, und ein freigelegter Abschnitt des Substrats 50 in dem Bereich 200 kann entfernt und mit einem epitaktisch aufgewachsenen Halbleitermaterial 50B, das in
Bei anderen Ausführungsformen ersetzt das Halbleitermaterial 50B (zum Beispiel ein epitaktisches Halbleitermaterial) einen Abschnitt des Substrats 50 in dem Bereich 200, und ein Abschnitt des Substrats 50 in dem Bereich 300 kann optional mit dem Halbleitermaterial 50A (zum Beispiel einem epitaktischen Halbleitermaterial) ersetzt werden. Bei noch anderen Ausführungsformen werden die oben beschriebenen epitaktischen Halbleitermaterialien (zum Beispiel 50A und 50B) nicht gebildet, so dass das Verarbeiten, das in den
Die Halbleitermaterialien .50A oder 50B (zum Beispiel epitaktische Halbleitermaterialien) können eine Gitterkonstante aufweisen, die größer als, im Wesentlichen gleich wie oder kleiner ist als die Gitterkonstante des Substrats 50. Die Gitterkonstante der Halbleitermaterialien 50A oder 50B wird durch das bzw. die Materialien bestimmt, die von den Leitfähigkeitstypen (zum Beispiel N-Typ oder P-Typ) der resultierenden FinFETs ausgewählt werden. Weiter kann es vorteilhaft sein, ein Material epitaktisch in einem NMOS-Bereich, der von dem Material in einem PMOS-Bereich unterschiedlich ist, aufzuwachsen. Bei diversen Ausführungsformen können die Halbleitermaterialien (zum Beispiel 50A, 50B) Silizium-Germanium, Siliziumkarbid, reines oder im Wesentlichen reines Germanium, einen III-V-Verbindungshalbleiter, einen II-VI-Verbindungshalbleiter oder dergleichen umfassen. Zum Beispiel weisen die verfügbaren Materialien zum Bilden eines III-V-Verbindungshalbleiters, ohne darauf beschränkt zu sein, InAs, AlAs, GaAs, InP, GaN, InGaAs, InAlAs, GaSb, AlSb, AlP, GaP und dergleichen auf.The
Anschließend, wie in den
Unter Bezugnahme auf die
Die Maskenschicht kann unter Verwenden von Fotolithografietechniken strukturiert werden. Im Allgemeinen setzen Fotolithografietechniken einen Fotolack (nicht gezeigt) ein, der abgeschieden, bestrahlt (belichtet) und entwickelt wird, um einen Abschnitt des Fotolacks zu entfernen. Der verbleibende Fotolack schützt das darunterliegende Material, wie bei diesem Beispiel die Maskenschicht, vor darauffolgenden Verarbeitungsschritten, wie Ätzen. Bei diesem Beispiel wird der Fotolack verwendet, um die Pad-Oxidschicht und die Pad-Nitridschicht zu strukturieren, um eine strukturierte Maske 58 zu bilden. Wie in den
Die strukturierte Maske 58 wird anschließend verwendet, um das Substrat 51 zu strukturieren, um Gräben 61 zu bilden, wodurch Halbleiterfinnen 64 zwischen benachbarten Gräben, wie in den
Bei einigen Ausführungsformen werden die Halbleiterfinnen 64 durch Ätzen von Gräben in dem Substrat 51 zum Beispiel unter Verwenden reaktiven Ionenätzens (Reactive Ion Etch - RIE), Neutralstrahlätzen (Neutral Beam Etch - NBE), dergleichen oder einer Kombination davon gebildet werden. Das Ätzen kann anisotrop sein. Bei einigen Ausführungsformen können die Gräben Streifen (in Draufsicht), die zueinander parallel und eng zueinander beabstandet sind, sein. Bei einigen Ausführungsformen können die Gräben kontinuierlich sein und die Halbleiterfinnen 64 umgeben.In some embodiments, the
Die Finnen 64 können durch ein beliebiges zweckdienliches Verfahren strukturiert werden. Die Finnen 64 können zum Beispiel unter Verwenden eines oder mehrerer fotolitografischer Prozesse, darunter Doppelstrukturierungs- oder Mehrfachstrukturierungsprozesse, strukturiert werden. Im Allgemeinen kombinieren Doppelstrukturierungs- oder Mehrfachstrukturierungsprozesse Fotolithografie und selbsttätig ausgerichtete Prozesse, die es erlauben, Strukturen zu schaffen, die zum Beispiel Abstände kleiner als die haben, die man anderenfalls unter Verwenden eines einzigen direkten Fotolithografieprozesses erhalten kann. Bei einer Ausführungsform wird zum Beispiel eine Opferschicht über einem Substrat gebildet und unter Verwenden eines Fotolithografieprozesses strukturiert. Abstandhalter werden entlang der strukturierten Opferschicht unter Verwenden eines sich selbsttätig ausrichtenden Prozesses gebildet. Die Opferschicht wird dann entfernt, und die restlichen Abstandhalter oder Dorne können dann verwendet werden, um die Finnen zu strukturieren.The
Wie erwähnt, wird ein oberer Abschnitt des Substrats 50 in dem Bereich 300 durch das Halbleitermaterial 50A ersetzt. In Abhängigkeit davon, wo der Grund der Gräben 613 zu der Schnittfläche 63 zwischen dem Halbleitermaterial 50A und dem Substrat 50 (zum Beispiel an der Schnittfläche 63, über der Schnittfläche 63 oder unter der Schnittfläche 63) liegt, können die Finnen 64B folglich ein oder mehrere Materialien aufweisen. Bei dem Beispiel der
Variationen der Struktur und des Bildungsverfahrens der Finnen 64 sind möglich. Obwohl die
Wie in den
Unter Bezugnahme auf die
Bei einigen Ausführungsformen weisen die Isolationsbereiche 62 einen Liner, zum Beispiel ein Lineroxid (nicht gezeigt) an der Schnittfläche zwischen den Isolationsbereichen 62 und dem Substrat 50/den Finnen 64 auf. Bei einigen Ausführungsformen wird das Lineroxid gebildet, um kristalline Mängel an der Schnittfläche zwischen dem Substrat 50 und den Isolationsbereiche 62 zu verringern. Auf ähnliche Art kann das Lineroxid auch verwendet werden, um kristalline Mängel an der Schnittfläche zwischen den Halbleiterfinnen 64 und den Isolationsbereichen zu verringern. Das Lineroxid (zum Beispiel Siliziumoxid) kann ein thermisches Oxid sein, das durch eine thermische Oxidation einer Oberflächenschicht des Substrats 50 und/oder der Finnen 64 gebildet wird, obwohl jedes beliebige zweckdienliche Verfahren auch zum Bilden des Lineroxids verwendet werden kann.In some embodiments, the
Danach wird das Isolationsmaterial vertieft, um Isolationsbereiche 62 wie Flachgraben-(Shallow Trench Isolation - STI)-Bereiche zu bilden. Das Isolationsmaterial wird derart vertieft, dass die oberen Abschnitte der Halbleiterfinnen 64A/64B zwischen benachbarten Isolationsbereichen 62 vorragen. Die oberen Oberflächen der Isolationsbereiche 62 können eine flache Oberfläche (wie veranschaulicht), eine konvexe Oberfläche, eine konkave Oberfläche (wie zum Beispiel ein Dishing) oder eine Kombination davon aufweisen. Die oberen Flächen der Isolationsbereiche 62 können flach, konvex und/oder konkav durch ein zweckmäßiges Ätzen gebildet werden. Die Isolationsbereiche 62 können unter Verwenden eines akzeptablen Ätzprozesses vertieft werden, wie einem, der hinsichtlich des Materials der Isolationsbereiche 62 selektiv ist. Zum Beispiel kann ein chemisches Oxidentfernen unter Verwenden einer CERTAS®-Ätzung oder eines Applied Materials SICONI-Tools oder verdünnter Fluorwasserstoffsäure (dHF) verwendet werden.Thereafter, the insulating material is deepened to form
Die
Eine Gate-Schicht wird über der dielektrischen Schicht gebildet, und eine Maskenschicht wird über der Gate-Schicht gebildet. Die Gate-Schicht kann über der dielektrischen Schicht abgeschieden und dann zum Beispiel durch ein CMP planarisiert werden. Die Maskenschicht kann über der Gate-Schicht 60 abgeschieden werden. Die Gate-Schicht kann zum Beispiel aus Polysilizium gebildet werden, obwohl andere Materialien auch verwendet werden können. Die Maskenschicht kann zum Beispiel aus Siliziumnitrid oder dergleichen gebildet werden.A gate layer is formed over the dielectric layer and a mask layer is formed over the gate layer. The gate layer can be deposited over the dielectric layer and then planarized by, for example, a CMP. The mask layer can be deposited over the gate layer 60 . The gate layer can be formed of polysilicon, for example, although other materials can also be used. The mask layer can be formed of silicon nitride or the like, for example.
Nachdem die Schichten (zum Beispiel die dielektrische Schicht, die Gate-Schicht und die Maskenschicht) gebildet wurden, kann die Maskenschicht unter Verwenden akzeptabler Fotolithografie- und Ätztechniken strukturiert werden, um eine Maske 70 zu bilden. Die Strukturierung der Maske 70 wird dann zu der Gate-Schicht und der dielektrischen Schicht durch eine akzeptable Ätztechnik übertragen, um jeweils das Gate 68 und das Gate-Dielektrikum 66 zu bilden, und das Gate 68 und das Gate-Dielektrikum 66 decken bei einigen Ausführungsformen jeweilige Kanalbereiche der Halbleiterfinnen 64 ab. Bei anderen Ausführungsformen wird die Strukturierung der Maske 70 zu der Gate-Schicht übertragen, um das Gate 68 zu bilden, nicht aber zu der dielektrischen Schicht übertragen. Mit anderen Worten wird die dielektrische Schicht bei einigen Ausführungsformen nicht von der Maske 70 strukturiert, wobei in diesem Fall die dielektrische Schicht das Gate-Dielektrikum 66 oder die dielektrische Schicht 66 genannt werden kann. Die folgende Besprechung verwendet das Beispiel, bei dem die dielektrische Schicht nicht von der Maske 70 strukturiert wird, das Konzept der vorliegenden Offenbarung wendet jedoch auch Ausführungsformen an, bei welchen die dielektrische Schicht von der Maske 70 strukturiert wird. Das Gate 68 kann eine Längsrichtung im Wesentlichen senkrecht zu der Längsrichtung der jeweiligen Halbleiterfinnen 64 aufweisen. Wie in
Die
Die
Anschließend, wie in den
In Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen wird ein erstes Material der ersten Abstandsschicht 86 von einem zweiten Material der zweiten Abstandsschicht 84 unterschiedlich ausgewählt, um Ätzselektivität zwischen der ersten Abstandsschicht 86 und der zweiten Abstandsschicht 84 bei darauf folgender Verarbeitung bereitzustellen. Wenn die zweite Abstandsschicht 84 zum Beispiel aus SiN gebildet wird, kann die erste Abstandsschicht 86 aus SiOC, SiOCN oder SiCN gebildet werden. Als ein anderes Beispiel, wenn die zweite Abstandsschicht 84 zum Beispiel aus SiCN gebildet wird, kann die erste Abstandsschicht 86 aus SiOC oder SiOCN gebildet werden.In accordance with some embodiments, a first material of the
Anschließend, wie in den
Anschließend, wie in den
Aufgrund der Anisotropie des Plasma-Ätzprozesses (zum Beispiel wird DC-Vorspannung verwendet) und/oder aufgrund des Nebenprodukts (zum Beispiel Polymer), das auf den Seitenwänden der Gate-Struktur 75B während des Plasma-Ätzprozesses gebildet wird, verbleiben Abschnitte der zweiten Abstandsschicht 84 (zum Beispiel 84R) entlang der Seitenwände der Gate-Struktur 75B (zum Beispiel aufgrund des Schutzes, der von dem Nebenprodukt des Plasma-Ätzprozesses bereitgestellt wird) nach dem Plasma-Ätzprozess, wie in
Bei einer beispielhaften Ausführungsform ist der anisotrope Ätzprozess ein Plasma-Ätzprozess, der einen ersten Plasma-Ätzschritt gefolgt von einem zweiten Plasma-Ätzschritt umfasst. Der erste Plasma-Ätzschritt wird unter Verwenden von Tetrafluormethan (CF4) ausgeführt, und der zweite Plasma-Ätzschritt wird unter Verwenden von Sauerstoff (O2) ausgeführt. Bei einigen Ausführungsformen kann der erste Plasma-Ätzschritt Nebenprodukte wie Polymer erzeugen, wobei das Polymer die obere Oberfläche und die Seitenwände der Gate-Struktur 75B abdeckt, und daher vorteilhafterweise Beschädigung (zum Beispiel Ätzen der Seitenwände der Gate-Struktur) an der Gate-Struktur 75B während des ersten Plasma-Ätzschritts verringert oder verhindert. Nach dem ersten Plasma-Ätzschritt entfernt das O2-Plasma, das bei dem zweiten Plasma-Ätzschritt verwendet wird, das Nebenprodukt, das durch den ersten Plasma-Ätzschritt erzeugt wurde.In an exemplary embodiment, the anisotropic etch process is a plasma etch process that includes a first plasma etch step followed by a second plasma etch step. The first plasma etch step is performed using tetrafluoromethane (CF 4 ), and the second plasma etch step is performed using oxygen (O 2 ). In some embodiments, the first plasma etch step may produce by-products such as polymer, with the polymer covering the top surface and sidewalls of the
Bei einigen Ausführungsformen werden der erste Plasma-Ätzschritt und der zweite Plasma-Ätzschritt des Plasma-Ätzprozesses bei einer gleichen Temperatur und unter einem gleichen Druck ausgeführt. Bei einigen Ausführungsformen liegt eine Temperatur des Plasma-Ätzprozesses in einem Bereich zwischen etwa 30 °C bis etwa 65 °C, und ein Druck des Plasma-Ätzprozesses liegt in einem Bereich zwischen etwa 0,53 Pa bis etwa 6,66 Pa. Eine CF4-Flussrate bei dem ersten Plasma-Ätzschritt kann in einem Bereich zwischen etwa 100 Normkubikzentimeter (Standard Cubic Centimeters) pro Minute (sccm) bis etwa 200 sccm liegen. Eine O2-Flussrate bei dem zweiten Plasma-Ätzschritt kann in einem Bereich zwischen etwa 100 sccm bis etwa 200 sccm liegen. Trägergas, wie Stickstoff, Argon oder dergleichen, kann zum Tragen des Plasmas verwendet werden. Jeder Zyklus des ersten Plasma-Ätzschritts kann während einer Dauer in einem Bereich zwischen etwa 5 Sekunden und etwa 15 Sekunden ausgeführt werden. Jeder Zyklus des zweiten Plasma-Ätzschritts kann während einer Dauer in einem Bereich zwischen etwa 5 Sekunden und etwa 15 Sekunden ausgeführt werden. Die Anzahl von Zyklen bei dem ersten Plasma-Ätzschritt und bei dem zweiten Plasma-Ätzschritt kann zum Beispiel von der Stärke der Abstandsschicht (zum Beispiel 84), die zu entfernen ist, abhängen.In some embodiments, the first plasma etch step and the second plasma etch step of the plasma etch process are performed at the same temperature and pressure. In some embodiments, a temperature of the plasma etch process ranges from about 30°C to about 65°C and a pressure of the plasma etch process ranges from about 0.53 Pa to about 6.66 Pa. A CF 4 flow rate in the first plasma etch step may range from about 100 standard cubic centimeters per minute (sccm) to about 200 sccm. An O 2 flow rate in the second plasma etch step may range from about 100 sccm to about 200 sccm. Carrier gas such as nitrogen, argon or the like can be used to support the plasma. Each cycle of the first plasma etch step can be performed for a duration ranging from about 5 seconds to about 15 seconds. Each cycle of the second plasma etch step can be performed for a duration ranging from about 5 seconds to about 15 seconds. The number of cycles in the first plasma etch step and in the second plasma etch step may depend, for example, on the thickness of the spacer layer (e.g., 84) to be removed.
Anschließend, wie in den
Bei einigen Ausführungsformen umfasst der Nassätzprozess einen ersten Schritt, einen zweiten Schritt, einen dritten Schritt und einen vierten Schritt, die sequenziell ausgeführt werden. Mit anderen Worten wird der zweite Schritt des Nassätzprozesses nach dem ersten Schritt des Nassätzprozesses ausgeführt, der dritte Schritt des Nassätzprozesses wird nach dem zweiten Schritt des Nassätzprozesses ausgeführt, und der vierte Schritt des Nassätzprozesses wird nach dem dritten Schritt des Nassätzprozesses ausgeführt. Insbesondere wird der erste Schritt unter Verwenden eines Gemischs ausgeführt, das Wasserstoffperoxid (H2O2) und Ozon (O3) verwendet, der zweite Schritt wird unter Verwenden verdünnter Fluorwasserstoffsäure (dHF) ausgeführt, der dritte Schritt wird unter Verwenden von Phosphorsäure (H3PO4) ausgeführt, und der vierte Schritt wird unter Verwenden des STD-Reinigungsfluids, das ein Gemisch ist, das deionisiertes Wasser (DIW), Ammoniumhydroxid (NH4OH) und Wasserstoffperoxid (H2O2) umfasst, ausgeführt. Durch das Ausführen des ersten Schritts des zweiten Schritts, des dritten Schritts und des vierten Schritts wie oben beschrieben, kann der Entfernungsprozess der ersten Abstandsschicht 86 präzis gesteuert werden.In some embodiments, the wet etch process includes a first step, a second step, a third step, and a fourth step that are performed sequentially. In other words, the second step of the wet etching process is performed after the first step of the wet etching process, the third step of the wet etching process is performed after the second step of the wet etching process, and the fourth step of the wet etching process is performed after the third step of the wet etching process. Specifically, the first step is performed using a mixture containing hydrogen peroxide (H 2 O2) and ozone (O 3 ), the second step is performed using dilute hydrofluoric acid (dHF), the third step is performed using phosphoric acid (H 3 PO 4 ) and the fourth step is performed using the STD cleaning fluid which is a mixture comprising deionized water (DIW), ammonium hydroxide (NH 4 OH) and hydrogen peroxide (H 2 O 2 ). By performing the first step, the second step, the third step, and the fourth step as described above, the removing process of the
Dann werden, wie in den
Obwohl das in den
Bei einigen Ausführungsformen ist der resultierende FinFET in dem Bereich 300 ein P-Typ-FinFET, die Source-/Drain-Bereiche 80B umfassen SiGe und eine P-Typ-Verunreinigung, wie Bor oder Indium. Die epitaktischen Source-/Drain-Bereiche 80B können mit Dotierstoffen gefolgt von einem Glühen implantiert werden. Die Source-/Drain-Bereiche 80B können eine Verunreinigungs-(zum Beispiel Dotierstoff)-Konzentration in einem Bereich von etwa 1019 cm-3 bis etwa 1021 cm-3 aufweisen. Bei einigen Ausführungsformen können die epitaktischen Source-/Drain-Bereiche 80B in situ während des Aufwachsens dotiert werden.In some embodiments, the resulting FinFET in
Die epitaktischen Source-/Drain-Bereiche 80B werden direkt auf der freigelegten oberen Oberfläche 64BU (siehe
Aufgrund der mehrschichtigen Struktur (zum Beispiel erste Abstandsschicht 86 und die zweite Abstandsschicht 84) für die Abstandsschichten und aufgrund des spezifischen Ätzprozesses (zum Beispiel Trockenätzen gefolgt von Nassätzen, wie oben besprochen), die offenbart wird, werden die erste Abstandsschicht 86 und die zweite Abstandsschicht 84 über der oberen Oberfläche und den Seitenwänden der Finnen 64B vollständig entfernt. Als ein Resultat können die epitaktischen Source-/Drain-Bereiche 80B ein größeres Volumen aufweisen, was in verbesserter Bauteilleistung resultiert, wie niedrigerer Drain-induzierter Sperrverlust (Drain Induced Barrier Loss - DIBL), höherer ON-Strom Ion, niedrigerer Kontaktwiderstand für darauffolgend gebildete Source-/Drain-Kontakte, und verbesserte Bauteilzuverlässigkeit als Beispiele. Zusätzlich wird Beschädigung an der Gate-Struktur 75B und den Finnen 64B verringert. Zum Beispiel wird ein Finnen-Oberseitenverlust verringert, Beschädigung (zum Beispiel Ätzen) der Seitenwände der Finnen 64B wird verringert, und das kritische Maß (Critical Dimension - CD) der Finnen 64B wird besser gesteuert. Als ein anderes Beispiel, da Abschnitte der ersten Abstandsschicht 86 und der zweiten Abstandsschicht 84 (zum Beispiel 84R) auf den Seitenwänden der Gate-Struktur 75B nach dem oben offenbarten Ätzprozess verbleiben, wird Beschädigung an der Gatestruktur 75B verringert oder verhindert, und die Stärke der Gate-Struktur 75B wird gut gesteuert. Des Weiteren verringern die hier offenbarte Struktur und das Verfahren den Ladeeffekt zwischen inneren Abschnitten (zum Beispiel Abschnitten zwischen benachbarten Finnen 64B) der Isolationsbereiche 62 und äußeren Abschnitten (zum Beispiel Abschnitten, die nicht zwischen benachbarten Finnen 64B liegen) der Isolationsbereiche. Durch Verwenden der hier offenbarten mehrschichtigen Struktur für die Abstandsschicht und des spezifischen Ätzprozesses, kann ein Abstand zwischen einer oberen Oberfläche der inneren Abschnitte der Isolationsbereiche 62 und eine obere Oberfläche der äußeren Abschnitte der Isolationsbereiche 62 von 25 nm auf 5 nm verringert werden.Because of the multilayer structure (e.g.,
Nachfolgend werden in den
Dann können LDD-Bereiche, obwohl das nicht veranschaulicht ist, in den Finnen 64A gebildet werden, bevor die epitaktischen Source-/Drain-Bereiche 80A gebildet werden. LDD-Bereiche können durch einen Plasma-Dotierungsprozess gebildet werden. Der Plasma-Dotierungsprozess kann einen entsprechenden Typ von Verunreinigungen, wie N-Typ-Verunreinigungen (für N-Typ-Bauteile) in den Finnen 64A implantieren, um die LDD-Bereiche zu bilden. Einige strukturierte Maskenschicht (nicht gezeigt) kann zum Beispiel gebildet werden, um den Bereich 300 (zum Beispiel einen PMOS-Bereich) abzuschirmen, während N-Typ-Verunreinigungen in die LDD-Bereiche der Finnen 64A implantiert werden. Die strukturierte Maskenschicht kann entfernt werden, nachdem die LDD-Bereiche geformt wurden.Then, although not illustrated, LDD regions may be formed in the
Dann werden epitaktische Source-/Drain-Bereiche 80A in den Finnen 64A gebildet. Die epitaktischen Source-/Drain-Bereiche 80A können durch Ätzen der Finnen 64A (zum Beispiel Ätzen der LDD-Bereiche innerhalb der Finnen 64A) zum Bilden von Vertiefungen, und epitaktisches Aufwachsen eines Materials in der Vertiefung unter Verwenden zweckdienlicher Verfahren, wie metallorganische CVD metallorganische CVD (MOCVD), Molekularstrahlepitaxie (Molecular Beam Epitaxy - MBE), Flüssigphasenepitaxie (Liquid Phase Epitaxy - LPE), Gasphasenepitaxie (Vapor Phase Epitaxy - VPE), selektives epitaktisches Aufwachsen (Selective Epitaxial Growth - SEG), dergleichen oder eine Kombination davon gebildet werden.Then epitaxial source/
Wie in
Wie in den
Unter Bezugnahme auf
Wie in den
Die epitaktischen Source-/Drain-Bereiche 80A können mit Dotierstoffen gefolgt von einem Glühen implantiert werden. Die Source-/Drain-Bereiche 80A können eine Verunreinigungs-(zum Beispiel Dotierstoff)-Konzentration in einem Bereich von etwa 1019 cm-3 bis etwa 1021 cm-3 aufweisen. Bei einigen Ausführungsformen können die epitaktischen Source-/Drain-Bereiche in situ während des Aufwachsens dotiert werden.The epitaxial source/
Wie in den
Die
Unter Bezugnahme auf
Bei einigen Ausführungsformen wird die dielektrische Gate-Schicht 96 formangeglichen in den Vertiefungen gebildet. Die dielektrische Gate-Schicht 96 kann Siliziumdioxid aufweisen. Das Siliziumoxid kann durch zweckdienliche Oxidations- und/oder Abscheidungsverfahren gebildet werden. Bei einigen Ausführungsformen weist die dielektrische Gate-Schicht 96 eine dielektrische High-x-Schicht wie Hafniumoxid (HfO2) auf. Alternativ kann die dielektrische High-x-Schicht andere High-κ-Dielektrika aufweisen, wie TiO2, HfZrO, Ta2O3, HfSiO4, ZrO2, ZrSiO2, Kombinationen davon oder anderes zweckdienliches Material. Die dielektrische High-x-Schicht kann durch ALD, PVD, CVD oder andere zweckdienliche Verfahren gebildet werden.In some embodiments, the
Dann wird eine Sperrschicht 94 formangeglichen über der dielektrischen Gate-Schicht 96 gebildet. Die Sperrschicht 94 kann Herausdiffundieren des Materials einer anschließend gebildeten Gate-Elektrode (zum Beispiel 98) verhindern oder verringern. Die Sperrschicht 94 kann ein leitendes Material wie Titannitrid umfassen, obwohl andere Materialien, wie Tantalnitrid, Titan, Tantal oder dergleichen, alternativ verwendet werden können. Die Sperrschicht kann 94 unter Verwenden eines CVD-Prozesses, wie plasmaverstärkte CVD (PECVD), gebildet werden. Andere alternative Prozesse, wie Sputtern oder metallorganische-chemische Gasphasenabscheidung (Metal Organic Chemical Vapor Deposition - MOCVD), ALD, können alternativ verwendet werden.A
Dann wird eine Keimschicht 92 formangeglichen über der dielektrischen Sperrschicht 94 gebildet. Die Keimschicht kann Kupfer (Cu), Titan (Ti), Tantal (Ta), Titannitrid (TiN), Tantalnitrid (TaN), dergleichen oder eine Kombination davon aufweisen und kann durch Atomschichtabscheidung (Atomic Layer Deposition - ALD), Sputtern, physikalische Gasphasenabscheidung (Physical Vapor Deposition - PVD) oder dergleichen abgeschieden werden. Bei einigen Ausführungsformen ist die Keimschicht eine Metallschicht, die eine einzelne Schicht oder eine Verbundschicht, die eine Mehrzahl von Subschichten, die aus unterschiedlichen Materialien gebildet sind, umfasst. Bei einigen Ausführungsformen umfasst die Keimschicht eine Titanschicht und eine Kupferschicht über der Titanschicht.A
Dann wird ein leitfähiges Material über der Keimschicht gebildet, um die Vertiefungen zu füllen, um die Gate-Elektrode 98 zu bilden. Das leitende Material kann Wolfram umfassen, obwohl andere zweckdienliche Materialien, wie Aluminium, Kupfer, Ruthenium, Silber, Gold, Rhodium, Molybdän, Nickel, Kobalt, Cadmium, Zink, Legierungen davon, Kombinationen davon und dergleichen, alternativ eingesetzt werden können. Das leitende Material kann durch Galvanisieren, PVD, CVD oder ein beliebiges zweckdienliches Abscheidungsverfahren gebildet werden. Ein Planarisierungsprozess, wie ein CMP, kann ausgeführt werden, um überschüssige Abschnitte der dielektrischen Gate-Schicht 96, der Sperrschicht 94, der Keimschicht 92 und der Gate-Elektrode 98 zu entfernen, wobei überschüssige Abschnitte zum Beispiel über der oberen Oberfläche des ersten ILD 90 angeordnet sind. Die verbleibenden Abschnitte der dielektrischen Gate-Schicht 96, der Sperrschicht 94, der Keimschicht 92 und der Gate-Elektrode 98 in den Vertiefungen bilden die Ersatz-Gates 97 des FinFET-Bauteils 100.A conductive material is then formed over the seed layer to fill the recesses to form
Dann wird unter Bezugnahme auf
Dann werden in
Die Sperrschicht 104 wird formangeglichen über den Silizid-Bereichen 82 und dem zweiten ILD 95 gebildet und überzieht Seitenwände und Gründe der Kontaktöffnungen 91/93. Die Sperrschicht 104 kann ein elektrisch leitendes Material wie Titan (Ti), Titannitrid (TiN), Tantal (Ta), Tantalnitrid (TaN) oder dergleichen, umfassen und kann unter Verwenden eines CVD-Prozesses, wie einer plasmaverstärkten CVD (PECVD) gebildet werden. Andere alternative Prozesse, wie Sputtern oder metallorganische-chemische Gasphasenabscheidung (MOCVD), physikalische Gasphasenabscheidung (Physical Vapor Deposition - PVD) Atomschichtabscheidung (ALD) können alternativ verwendet werden.
Dann wird in
Sobald die Keimschicht 109 gebildet wurde, kann das leitende Material 110 auf der Keimschicht 109 gebildet werden, um die Kontaktöffnungen 91/93 zu füllen. Das leitende Material 110 kann Wolfram umfassen, obwohl andere zweckdienliche Materialien wie Aluminium, Kupfer, Wolframnitrid, Ruthenium, Silber, Gold, Rhodium, Molybdän, Nickel, Kobalt, Cadmium, Zink, Legierungen davon, Kombinationen davon und dergleichen, alternativ eingesetzt werden können. Jedes beliebige zweckdienliche Abscheidungsverfahren, wie PVD, CVD, ALD, Galvanisieren (zum Beispiel elektrisches Galvanisieren) und Reflow, kann zum Bilden des leitenden Materials 110 verwendet werden.Once the
Sobald die Kontaktöffnungen 91/93 gefüllt wurden, können überschüssige Sperrschicht 104, Keimschicht 109 und überschüssiges leitendes Material 110 außerhalb der Kontaktöffnungen 91/93 durch einen Planarisierungsprozesses, wie CMP, entfernt werden, obwohl jeder beliebige zweckdienliche Entfernungsprozess verwendet werden kann. Kontaktstöpsel 102 werden daher in den Kontaktöffnungen 91/93 gebildet. Obwohl Kontaktstöpsel 102 über den Source-/Drain-Bereichen 80A/80B und über dem Ersatz-Gate 97 in einem selben Querschnitt in
Unter Bezugnahme auf
Ausführungsformen können Vorteile erzielen. Die offenbarte mehrschichtige Abstandstruktur mit der ersten Abstandsschicht 86 und der zweiten Abstandsschicht-Struktur 84, gemeinsam mit dem offenbarten Ätzprozess (zum Beispiel Trockenätzen gefolgt von Nassätzen), entfernt die Abstandsschichten (zum Beispiel 84 und 86) von der oberen Oberfläche und Seitenwänden der Finnen 64B, während Abschnitte der Abstandsschichten auf den Seitenwänden der Gate-Struktur 75B behalten werden. Die Mantel-Epitaxiestruktur (zum Beispiel 80B) wird auf der oberen Oberfläche und den Seitenwänden der Finnen 65B mit einem großen Volumen gebildet, was in verbesserter Bauteilleistung, wie niedrigerem Draininduziertem Sperrverlust (DIBL), höherem ON-Strom Ion, niedrigerem Kontaktwiderstand und verbesserter Bauteilzuverlässigkeit resultiert. Zusätzlich wird Beschädigung an der Gate-Struktur 75B und den Finnen 64B verringert, was in besserer Steuerung des Profils des gebildeten FinFET-Bauteils resultiert. Des Weiteren wird der Ladeeffekt zwischen inneren Abschnitten der Isolationsbereiche 62 und äußeren Abschnitten der Isolationsbereiche 62 verringert. Ein anderer Vorteil ist verbesserte Beanspruchung des PMOS-Kanals aufgrund der Mantel-Epitaxiestruktur, die durch die vorliegende Offenbarung ermöglicht wird.Embodiments can achieve advantages. The disclosed multilayer spacer structure including the
Die Erfindung betrifft ein Verfahren, das umfasst: Bilden einer ersten Finne, die über einem Substrat vorragt, auf, wobei die erste Finne einen PMOS-Bereich hat; das Bilden einer ersten Gate-Struktur über der ersten Finne in dem PMOS-Bereich; das Bilden einer ersten Abstandsschicht über der ersten Finne und der ersten Gate-Struktur; das Bilden einer zweiten Abstandsschicht über der ersten Abstandsschicht; das Ausführen eines ersten Ätzprozesses zum Entfernen der zweiten Abstandsschicht von einer oberen Oberfläche und Seitenwänden der ersten Finne in dem PMOS-Bereich; das Ausführen eines zweiten Ätzprozesses zum Entfernen der ersten Abstandsschicht von der oberen Oberfläche und den Seitenwänden der ersten Finne in dem PMOS-Bereich; und das epitaktische Aufwachsen eines ersten Source-/Drain-Materials über der ersten Finne in dem PMOS-Bereich, wobei sich das erste Source-/Drain-Material entlang der oberen Oberfläche und der Seitenwände der ersten Finne in dem PMOS-Bereich erstreckt. Bei einer Ausführungsform werden die erste Abstandsschicht und die zweite Abstandsschicht aus unterschiedlichen Materialien gebildet. Bei einer Ausführungsform umfasst das Ausführen des ersten Ätzprozesses das Ausführen eines anisotropen Ätzprozesses. Bei einer Ausführungsform wird nach dem Ausführen des ersten Ätzprozesses die erste Abstandsschicht über der oberen Oberfläche und den Seitenwänden der ersten Finne in dem PMOS-Bereich freigelegt, und ein verbleibender Abschnitt der zweiten Abstandsschicht erstreckt sich entlang von Seitenwänden der ersten Gate-Struktur, und die erste Abstandsschicht liegt zwischen dem verbleibenden Abschnitt der zweiten Abstandsschicht und der ersten Gate-Struktur. Bei einer Ausführungsform legte der zweite Ätzprozess die obere Oberfläche und die Seitenwände der ersten Finne in dem PMOS-Bereich frei. Bei einer Ausführungsform umfasst das Ausführen des ersten Ätzprozesses das Ausführen eines Plasma-Ätzprozesses, wobei der Plasma-Ätzprozess einen ersten Plasma-Ätzschritt und einen zweiten Plasma-Ätzschritt umfasst, wobei der erste Plasma-Ätzschritt unter Verwenden von Tetrafluormethan (CF4) ausgeführt wird, und der zweite Plasma-Ätzschritt unter Verwenden von Sauerstoff (O2) ausgeführt wird. Bei einer Ausführungsform weist das Ausführen des zweiten Ätzprozesses das Ausführen eines chemischen Ätzprozesses auf, wobei der chemische Ätzprozess einen ersten Schritt, einen zweiten Schritt, einen dritten Schritt und einen vierten Schritt, die sequenziell ausgeführt werden, aufweist. Bei einer Ausführungsform wird der erste Schritt unter Verwenden eines Gemischs ausgeführt, das Wasserstoffperoxid (H2O2) und Ozon (O3) verwendet, der zweite Schritt wird unter Verwenden verdünnter Fluorwasserstoffsäure (dHF) ausgeführt, der dritte Schritt wird unter Verwenden von Phosphorsäure (H3PO4) ausgeführt, und der vierte Schritt wird unter Verwenden des STD-Reinigungsfluids ausgeführt, das ein Gemisch ist, das deionisiertes Wasser (DIW), Ammoniumhydroxid (NH4OH) und Wasserstoffperoxid (H2O2) umfasst. Bei einer Ausführungsform weist die erste Finne weiter einen NMOS-Bereich auf, wobei das Verfahren weiter das Bilden einer zweiten Gate-Struktur über der ersten Finne in dem NMOS-Bereich aufweist, wobei die erste Abstandsschicht und die zweite Abstandsschicht über der zweiten Gate-Struktur gebildet werden, das Bilden einer strukturierten Maskenschicht, um den NMOS-Bereich vor dem Ausführen des ersten Ätzprozesses abzudecken; und das Entfernen der strukturierten Maskenschicht nach dem epitaktischen Aufwachsen des ersten Source-/Drain-Materials. Bei einer Ausführungsform weist das Verfahren weiter nach dem epitaktischen Aufwachsen des ersten Source-/Drain-Materials das Entfernen verbleibender Abschnitte der zweiten Abstandsschicht in dem PMOS-Bereich und dem NMOS-Bereich; und das epitaktische Aufwachsen eines zweiten Source-/Drain-Materials über der ersten Finne in dem NMOS-Bereich auf. Bei einer Ausführungsform weist das epitaktische Aufwachsen des zweiten Source-/Drain-Materials das Entfernen eines Abschnitts der ersten Abstandsschicht auf, um eine obere Oberfläche der ersten Finne in dem NMOS-Bereich freizulegen; das Vertiefen der oberen Oberfläche der ersten Finne in dem NMOS-Bereich; und das epitaktische Aufwachsen des zweiten Source-/Drain-Materials über der vertieften oberen Oberfläche der ersten Finne in dem NMOS-Bereich.The invention relates to a method comprising: forming a first fin protruding over a substrate, the first fin having a PMOS region; forming a first gate structure over the first fin in the PMOS area; forming a first spacer layer over the first fin and the first gate structure; forming a second spacer layer over the first spacer layer; performing a first etch process to remove the second spacer layer from a top surface and sidewalls of the first fin in the PMOS region; performing a second etch process to remove the first spacer layer from the top surface and sidewalls of the first fin in the PMOS region; and epitaxially growing a first source/drain material over the first fin in the PMOS area, the first source/drain material extending along the top surface and sidewalls of the first fin in the PMOS area. In one embodiment, the first spacer layer and the second spacer layer are formed from different materials. In one embodiment, performing the first etch process includes performing an anisotropic etch process. In one embodiment, after performing the first etch process, the first spacer layer is exposed over the top surface and sidewalls of the first fin in the PMOS region, and a remaining portion of the second spacer layer extends along sidewalls of the first gate structure, and the first spacer layer lies between the remaining portion of the second spacer layer and the first gate structure. In one embodiment, the second etch process exposed the top surface and sidewalls of the first fin in the PMOS region. In one embodiment, performing the first etch process includes performing a plasma etch process, the plasma etch process including a first plasma etch step and a second plasma etch step, the first plasma etch step being performed using tetrafluoromethane (CF 4 ). , and the second plasma etching step is performed using oxygen (O 2 ). In one embodiment, performing the second etch process includes performing a chemical etch process, the chemical etch process including a first step, a second step, a third step, and a fourth step performed sequentially. In one embodiment, the first step is performed using a mixture containing hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) and ozone (O 3 ), the second step is performed using dilute hydrofluoric acid (dHF), the third step is performed using phosphoric acid (H 3 PO 4 ) and the fourth step is carried out using the STD cleaning fluid which is a mixture comprising deionized water (DIW), ammonium hydroxide (NH 4 OH) and hydrogen peroxide (H 2 O 2 ). In one embodiment, the first fin further includes an NMOS area, the method further includes forming a second gate structure over the first fin in the NMOS area, the first spacer layer and the second spacer layer over the second gate structure are formed, forming a patterned mask layer to cover the NMOS region prior to performing the first etch process; and removing the patterned mask layer after epitaxially growing the first source/drain material. In one embodiment, the method further comprises, after epitaxially growing the first source/drain material, removing remaining portions of the second spacer layer in the PMOS region and the NMOS region; and epitaxially growing a second source/drain material over the first fin in the NMOS region. In one embodiment, epitaxially growing the second source/drain material comprises removing a portion of the first spacer layer to expose a top surface of the first fin in the NMOS region; recessing the top surface of the first fin in the NMOS area; and epitaxially growing the second source/drain material over the recessed top surface of the first fin in the NMOS region.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren, das umfasst: Bilden einer Finne, die über einem Substrat vorragt, auf, wobei die Finne einen PMOS-Bereich und einen NMOS-Bereich aufweist; das Bilden eines ersten Gates über der Finne in dem PMOS-Bereich; das Bilden eines zweiten Gates über der Finne in dem NMOS-Bereich; das Bilden einer ersten Abstandsschicht über der Finne, dem ersten Gate und dem zweiten Gate; das Bilden einer zweiten Abstandsschicht, die von der ersten Abstandsschicht unterschiedlich ist, über der ersten Abstandsschicht; das Bilden einer strukturierten Maskenschicht zum Abdecken des NMOS-Bereichs, während der PMOS-Bereich freigelegt gelassen wird; und nach dem Bilden der strukturierten Maskenschicht das Ausführen eines ersten Ätzprozesses zum Entfernen der zweiten Abstandsschicht von einer oberen Oberfläche und Seitenwänden der ersten Finne in dem PMOS-Bereich; das Ausführen eines zweiten Ätzprozesses zum Entfernen der ersten Abstandsschicht von der oberen Oberfläche und den Seitenwänden der Finne in dem PMOS-Bereich, wodurch die obere Oberfläche und die Seitenwände der Finne in dem PMOS-Bereich freigelegt werden; und das epitaktische Aufwachsen eines ersten Halbleitermaterials entlang der oberen Oberfläche und der Seitenwände der Finne in dem PMOS-Bereich. Bei einer Ausführungsform wird die erste Abstandsschicht unter Verwenden eines Materials gebildet, das aus der Gruppe ausgewählt wird, die im Wesentlichen aus Siliziumoxicarbid, Siliziumoxicarbonitrid und Siliziumcarbonitrid besteht, und wobei die zweite Abstandsschicht unter Verwenden eines Materials gebildet wird, das aus der Gruppe ausgewählt wird, die im Wesentlichen aus Siliziumnitrid und Siliziumcarbonitrid besteht. Bei einer Ausführungsform weist der erste Ätzprozess einen Trockenätzprozess auf, und der zweite Ätzprozess umfasst einen Nassätzprozess. Bei einer Ausführungsform umfasst das Ausführen des ersten Ätzprozesses das Ausführen eines Plasma-Ätzprozesses unter Verwenden von Kohlenmotoroxid, Tetrafluormethan, Sauerstoff oder Ozon auf. Bei einer Ausführungsform weist das Verfahren weiter nach dem epitaktischen Aufwachsen des ersten Halbleitermaterials das Entfernen der strukturierten Maskenschicht; das Vertiefen einer oberen Oberfläche der Finne in dem NMOS-Bereich; und das epitaktische Aufwachsen eines zweiten Halbleitermaterials über der vertieften oberen Oberfläche der Finne in dem NMOS-Bereich auf.The invention further relates to a method comprising: forming a fin protruding over a substrate, the fin having a PMOS region and an NMOS region; forming a first gate over the fin in the PMOS area; forming a second gate over the fin in the NMOS area; forming a first spacer layer over the fin, the first gate and the second gate; forming a second spacer layer, distinct from the first spacer layer, over the first spacer layer; forming a patterned mask layer to cover the NMOS area while leaving the PMOS area exposed; and after forming the patterned mask layer, performing a first etch process to remove the second spacer layer from a top surface and sidewalls of the first fin in the PMOS region; performing a second etch process to remove the first spacer layer from the top surface and the sidewalls of the fin in the PMOS area, exposing the top surface and sidewalls of the fin in the PMOS area; and epitaxially growing a first semiconductor material along the top surface and sidewalls of the fin in the PMOS region. In one embodiment, the first spacer layer is formed using a material selected from the group consisting essentially of silicon oxycarbide, silicon oxycarbonitride, and silicon carbonitride, and the second spacer layer is formed using a material selected from the group which essentially consists of silicon nitride and silicon carbonitride. In one embodiment, the first etch process comprises a dry etch process and the second etch process comprises a wet etch process. In one embodiment, performing the first etch process includes performing a plasma etch process using carbon monoxide, tetrafluoromethane, oxygen, or ozone. In one embodiment, the method further comprises, after epitaxially growing the first semiconductor material, removing the patterned mask layer; recessing a top surface of the fin in the NMOS area; and epitaxially growing a second semiconductor material over the recessed top surface of the fin in the NMOS region.
Die Erfindung betrifft außerdem ein Halbleiterbauteil, das umfasst: eine Finne, die über einem Substrat vorragt, auf, wobei die Finne einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt aufweist, wobei der erste Abschnitt in einem PMOS-Bereich liegt, und der zweite Abschnitt in einem NMOS-Bereich liegt; eine erste Gate-Struktur über dem ersten Abschnitt der Finne in dem PMOS-Bereich; eine zweite Gate-Struktur über dem zweiten Abschnitt der Finne in dem NMOS-Bereich; erste epitaktische Source-/Drain-Bereiche auf gegenüberliegenden Seiten der ersten Gate-Struktur und über dem ersten Abschnitt der Finne, wobei die ersten epitaktischen Source-/Drain-Bereiche in dem PMOS-Bereich liegen und sich entlang einer ersten oberen Oberfläche und erster Seitenwände des ersten Abschnitts der Finne erstrecken; und zweite epitaktische Source-/Drain-Bereiche auf gegenüberliegenden Seiten der zweiten Gate-Struktur und über dem zweiten Abschnitt der Finne, wobei die zweiten epitaktischen Source-/Drain-Bereiche in dem NMOS-Bereich und über einer zweiten oberen Oberfläche des zweiten Abschnitts der Finne in dem NMOS-Bereich liegen; erste Abstandshalter auf gegenüberliegenden Seitenwänden des zweiten Abschnitts der Finne in dem NMOS-Bereich, wobei gegenüberliegende Seitenwände des ersten Abschnitts der Finne in dem PMOS-Bereich frei von ersten Abstandhaltern sind. Bei einer Ausführungsform kontaktiert eine unterste Oberfläche der zweiten epitaktischen Source-/Drain-Bereiche die zweite obere Oberfläche des zweiten Abschnitts der Finne in dem NMOS-Bereich. Bei einer Ausführungsform erstreckt sich die erste obere Oberfläche des ersten Abschnitts der Finne weiter von dem Substrat als die zweite obere Oberfläche des zweiten Abschnitts der Finne.The invention also relates to a semiconductor device comprising: a fin protruding from a substrate, the fin having a first portion and a second portion, the first portion being in a PMOS region and the second portion being in a PMOS region NMOS area is; a first gate structure over the first portion of the fin in the PMOS area; a second gate structure over the second portion of the fin in the NMOS area; first source/drain epitaxial regions on opposite sides of the first gate structure and over the first portion of the fin, the first source/drain epitaxial regions being in the PMOS region and extending along a first top surface and first sidewalls of the first section of the fin; and second source/drain epitaxial regions on opposite sides of the second gate structure and over the second portion of the fin, the second source/drain epitaxial regions in the NMOS region and over a second top surface of the second portion of the fin are in the NMOS area; first spacers on opposite sidewalls of the second portion of the fin in the NMOS area, wherein opposite sidewalls of the first portion of the fin in the PMOS area are free of first spacers. In one embodiment, a bottom surface of the second epitaxial source/drain regions contacts the second top surface of the second portion of the fin in the NMOS region. In one embodiment, the first top surface of the first portion of the fin extends further from the substrate than the second top surface of the second portion of the fin.
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