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半導(dǎo)體裝置及制造方法與流程

文檔序號:11621860閱讀:190來源:國知局
半導(dǎo)體裝置及制造方法與流程

本揭露內(nèi)容涉及鰭式場效晶體管的制造方法和結(jié)構(gòu)。



背景技術(shù):

半導(dǎo)體集成電路(ic)產(chǎn)業(yè)歷經(jīng)了指數(shù)級的成長。ic材料和設(shè)計(jì)上的技術(shù)進(jìn)展已造就出一代又一代的ic,且電路一代比一代更小且更復(fù)雜。元件尺寸微縮的制程,由于其提高生產(chǎn)效率和降低了相關(guān)的成本而提供了優(yōu)勢。如此的尺寸上的微縮,也提高了ic加工和制造上的復(fù)雜度,而這些尺寸上的進(jìn)展要能實(shí)現(xiàn),需要ic制程上也有類似的進(jìn)展。

舉例而言,多柵極裝置經(jīng)努力,藉由增加?xùn)艠O通道的耦合、減少開路狀態(tài)電流、減少短通道效應(yīng)(sce),以改善柵極控制。多柵極裝置中的一種型式為鰭式場效晶體管(finfets)-為具有鰭狀半導(dǎo)體通道(鰭狀物)且柵極在鰭狀物的兩側(cè)或三側(cè)的晶體管。

形成鰭狀物的典型方法,包括鰭狀物置換法和應(yīng)變松馳緩沖(srb)法。兩種方式都有缺點(diǎn)。典型的鰭狀物置換法,其形成介電質(zhì)溝槽在基板上,且半導(dǎo)體鰭狀物以磊晶(外延)生長于基板上和介電質(zhì)溝槽中。在半導(dǎo)體鰭狀物與周圍介電材料之間的交界面通常存在著缺陷。典型的應(yīng)變松馳緩沖(srb)法方式,其在完整的晶圓上形成厚的磊晶生長膜層(如:大于1微米),并且蝕刻磊晶的膜層以形成半導(dǎo)體鰭狀物。藉由減少介于磊晶膜層的上部和基板之間的晶格錯(cuò)配,以提供良好的磊晶層。然而,厚的磊晶膜在整個(gè)基板上,除了增加材料的成本,也會導(dǎo)致嚴(yán)重的剖面圖形缺陷。

因此,對于形成鰭狀物來說,新且改良的方式是令人期待的。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

本揭露內(nèi)容的一態(tài)樣針對的是形成半導(dǎo)體裝置的方法。這方法包括提供半導(dǎo)體基板,其中半導(dǎo)體基板具有第一區(qū)域,和鄰接于第一區(qū)域的第二區(qū)域,第一區(qū)域和第二區(qū)域分別地?fù)诫s第一和第二摻雜物,且第一和第二摻雜物為相反型態(tài)。這方法,更進(jìn)一步地包含在基板上,磊晶成長第一半導(dǎo)體層,其摻雜第三摻雜物,且第三摻雜物和第一摻雜物為相反型態(tài)。這方個(gè)更進(jìn)一步地包含在第一半導(dǎo)體層上沉積介電硬罩(hm)層;形成圖案在介電硬罩層,以形成位在第一區(qū)域上的開口;并且朝基板延伸開口。這方法更進(jìn)一步地包含,在開口中磊晶成長第二半導(dǎo)體層,其摻雜第四摻雜物,且第一和第四摻雜物為相同型態(tài);而且第二半導(dǎo)體層的表面,高于第二區(qū)域正上方的第一半導(dǎo)體層的表面,低于高于第二區(qū)域正上方的介電硬罩層的表面。這方法更進(jìn)一步地包含移除介電硬罩層;以及執(zhí)行第一化學(xué)機(jī)械平坦化制程以將第一和第二半導(dǎo)體層二者皆平坦化。

本揭露內(nèi)容的另一態(tài)樣為針對形成半導(dǎo)體裝置的方法。這方法包含形成半導(dǎo)體基板,其中半導(dǎo)體基板包含第一區(qū)域,以及鄰接于第一區(qū)域的第二區(qū)域;第一和第二區(qū)域分別地?fù)诫s第一和第二摻雜物,且第一和第二摻雜物為相反型態(tài)。這方法更進(jìn)一步地包含在基板上沉積介電硬罩(hm)層;在介電硬罩層上形成圖案,以形成暴露第二區(qū)域的第一開口;并且經(jīng)由第一開口,在第二區(qū)域形成凹陷。這方法更進(jìn)一步地包含在基板上且在第一開口中,磊晶成長第一半導(dǎo)體層,其中第一半導(dǎo)體層摻雜第三摻雜物,第一和第三摻雜物為相反型態(tài),而且其中,第一半導(dǎo)體層的上表面,高于位在第一區(qū)域正上方的介電硬罩層的上表面。這方法更進(jìn)一步地,包含對第一半導(dǎo)體層執(zhí)行第一化學(xué)機(jī)械平坦化制程,其中第一化學(xué)機(jī)械平坦化制程停止于第一硬罩層上。這方法更進(jìn)一步地包含,在第一區(qū)域之上且在第一半導(dǎo)體層之上,沉積第二介電硬罩層;在第二介電硬罩層形成圖案,以在第一區(qū)域上形成第二開口;且朝半導(dǎo)體基板延伸第二開口,因而部分地移除第一區(qū)域。這方法更進(jìn)一步地包含,在第二開口中,磊晶成長第二半導(dǎo)體層,其中將第四摻雜物摻雜入第二半導(dǎo)層,且第一和第四摻雜物為同型,而且第二半導(dǎo)體層的表面,高于位在第一區(qū)域正上方的第二半導(dǎo)體層的表面,低于位在第二區(qū)域正上方的介電硬罩層的表面。這方法更進(jìn)一步地包括執(zhí)行第二化學(xué)機(jī)械平坦化制程移除第二介電硬罩層,以暴露第一和第二半導(dǎo)體層;并且執(zhí)行第三化學(xué)機(jī)械制程,以將第一和第二半導(dǎo)體層二者皆平坦化。

本揭露內(nèi)容的又另一態(tài)樣為針對半導(dǎo)體裝置。半導(dǎo)體裝置包含具有第一區(qū)域和第二區(qū)域的半導(dǎo)體基板,其中第一和第二區(qū)域分別地?fù)诫s第一和第二摻雜物。半導(dǎo)體裝置更進(jìn)一步地包含突出于第一區(qū)域的第一鰭狀物;突出于第二區(qū)域的第二鰭狀物;以及介于相鄰第一及第二鰭狀物的隔離結(jié)構(gòu)。每一個(gè)第二鰭狀物包含位在第一區(qū)域的一部分上的第一半導(dǎo)體層;且更進(jìn)一步地包含位在第一半導(dǎo)體層上的二半導(dǎo)體層。第一半導(dǎo)體層以第三摻雜物摻雜,其與第二摻雜物為同型。第二半導(dǎo)體層以第四摻雜物摻雜,其與第一摻雜物為同型。

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述,但不作為對本發(fā)明的限定。

附圖說明

本揭露內(nèi)容的各個(gè)方面,可由以下詳細(xì)的描述及伴隨的附圖而有最佳的理解。要強(qiáng)調(diào)的是,按照在業(yè)界的標(biāo)準(zhǔn)做法,各個(gè)特征并不是按比例繪制。事實(shí)上,為了討論上的清楚性,可能任意地增加或減少各個(gè)特征的尺寸。

圖1a和圖1b,為根據(jù)本揭露內(nèi)容的各方面,半導(dǎo)體裝置的形成方法的流程圖。

圖2a、2b、2c、2d、2e、2f、2g、2h、2i、2j、2k、2l、2m、2n、2o、2p、2q、2r,為根據(jù)實(shí)施方式和圖1a及1b的方法,在各個(gè)制造階段中,半導(dǎo)體裝置的一部分的剖面圖。

圖3a、3b、3c為根據(jù)本揭露內(nèi)容的各方面,另一個(gè)形成半導(dǎo)體裝置的方法的流程圖。

圖4a、4b、4c、4d、4e、4f、4g、4h、4i、4j、4k、4l、4m、4n、4o、4p、4q、4r,為根據(jù)實(shí)施方式和圖3a及3b的方法,在各個(gè)制造階段中,半導(dǎo)體裝置的一部分的剖面圖。

其中,附圖標(biāo)記

10:方法

12、14、14a、16、18、18a、20、20a、22、22a、24、26、28、30:操作

100:裝置

102:基板

104:介電層

106:阻擋圖案

107:開口

108:離子布植制程

110:第一區(qū)域

112:介電層

114:阻擋圖案

115:開口

116:離子布植制程

118:第二區(qū)域

120:半導(dǎo)體層

120’:半導(dǎo)體層

122:化學(xué)機(jī)械平坦化制程

124:介電硬罩層

126:阻擋圖案

127:開口

128:半導(dǎo)體層

130、132:化學(xué)機(jī)械平坦化制程

134:氧化物襯墊層

136:氮化硅襯墊層

137:溝槽

140、142:鰭狀物

50:方法

52、54、56、58、60:操作

200:裝置

202:介電硬罩層

204:阻擋圖案

205:開口

206:化學(xué)機(jī)械平坦化制程

208:介電硬罩層

209:開口

210:阻擋圖案

h1、h120、h124、h128、h202、h208:厚度

s110、s118、s120、s124、s128、s202:表面

具體實(shí)施方式

為了實(shí)施所申請標(biāo)的種種不同特征,以下揭露內(nèi)容提供許多不同的實(shí)施方式及實(shí)施例。為了簡化本揭露內(nèi)容,以下描述元件和其配置的特定的實(shí)施例。當(dāng)然這些僅是實(shí)施例,目的不在于限制。例如,在描述中提及形成第一特征高于或位在第二特征上方,之后可能有實(shí)施方式,其中的第一特征和第二特征以直接接觸的方式形成,也可能有實(shí)施方式,其中有額外的特征形成于第一和第二特征之間,因而第一和第二特征可能不是直接接觸。此外,本揭露內(nèi)容在各個(gè)實(shí)施例中,可能重復(fù)標(biāo)號和/或字母。這樣的重復(fù),是為了簡化和清楚起見,并不表示在所討論的各個(gè)實(shí)施方式和/或配置中,彼此之間有關(guān)系存在。

此外,為了簡化描述以在所繪示的圖式中,形容一個(gè)元件或特征與另一個(gè)元件或特征的關(guān)系,空間上相對性的用語,如「下面」、「下」、「低于」、「上面」、「高于」等類似的用語,可能在此使用。除了在圖式中所繪示的方位以外,空間上相對性的用語目的在于,包含正在使用或操作中的裝置的不同的方位。這些設(shè)施可能有其他的方位(旋轉(zhuǎn)90度或在其他方位),并且在此使用的空間相對描述用語可據(jù)此相應(yīng)地解釋。

本揭露內(nèi)容大致上涉及半導(dǎo)體裝置制造的方法,特別是對于鰭式場效晶體管,形成半導(dǎo)體鰭狀物的方法。根據(jù)本揭露內(nèi)容的實(shí)施方式,半導(dǎo)體鰭狀物包含一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體層面。這一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體層面為以磊晶生長而成的薄層,因此,相對于應(yīng)變松馳緩沖(srb)方式,減少了材料的成本。其中一些半導(dǎo)體層面為局部性的成長,而不是在整個(gè)晶圓上成長,預(yù)防了剖面圖形缺失。更進(jìn)一步地,這一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體層面沒有具有介面層的側(cè)壁介面,減少了介面的缺陷,而改善磊晶膜的品質(zhì)。本揭露內(nèi)容的實(shí)施方式可容易地整合至現(xiàn)有的制造流程,特別是互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體(cmos)裝置的制造。一個(gè)具有通常技藝的人士可體認(rèn)到,其他半導(dǎo)體制造的流程和裝置,可從本揭露內(nèi)容中受益。

圖1a和1b,為根據(jù)本揭露內(nèi)容的各方面,顯示方法10的流程,其用以形成半導(dǎo)體裝置100。圖3a、3b、3c,為根據(jù)本揭露內(nèi)容的各方面,顯示方法50的流程,其用以形容半導(dǎo)體裝置200。方法50可被視為方法10的一個(gè)實(shí)施方式,之后會詳細(xì)討論。方法10和方法50僅是實(shí)施例,目的并不在于以本揭露內(nèi)容去限制在權(quán)利要求范圍中所明確列舉的事項(xiàng)。可在方法10和方法50之前、之中、之后,進(jìn)行額外的操作,而且所描述的一些操作可被置換、刪減;或是這些操作,在這些方法的額外的實(shí)施方式中可被重新定位。如下的方法10的描述,結(jié)合了圖2a至2r,其顯示了半導(dǎo)體裝置100的一部分,在制造的各中間階段的剖面視圖。如下的方法50的描述,結(jié)合了圖4a至4r,其顯示了半導(dǎo)體裝置200的一部分,在制造的各中間階段的剖面視圖。

之后將顯示,半導(dǎo)體裝置100和200,在很多方面是類似的。半導(dǎo)體裝置100和200二者皆可被納入至一集成電路,例如:微處理器,記憶裝置,和/或其他集成電路,其可包括被動(dòng)元件,例如電阻、電容、感應(yīng)器,和主動(dòng)元件,例如p-型場效晶體管(pfet)、n-型場效晶體管(nfet)、金屬氧化物半導(dǎo)體場效晶體管(mosfet)、互補(bǔ)式屬氧化物半導(dǎo)體(cmos)晶體管、雙極性晶體管、高電壓晶體管、高頻率晶體管、多柵極場效晶體管,其包含鰭式場效晶體管,和這些裝置的組合。

參看圖1a,在操作12,方法10提供(或被提供)裝置100的前趨物,前趨物包含基板102,其具有第一區(qū)域110和第二區(qū)域118(圖2f)。第一區(qū)域110和第二區(qū)域118以相反類型的摻雜物摻雜。在實(shí)施方式中,基板102可能是半導(dǎo)體基板,例如硅基板?;?02可能包括其他半導(dǎo)體,例如鍺;復(fù)合半導(dǎo)體例如:半導(dǎo)體如碳化硅、砷化鎵、磷化鎵、磷化銦、砷化銦,和/或銻化銦;合金半導(dǎo)體,例如磷砷化鎵、砷化銦鋁、砷化鋁鎵、砷化銦鎵、磷化銦鎵、和/或砷磷化鎵銦,或這些化合物的組合。進(jìn)一步地,基板102可選擇性地包含磊晶層,其被施以應(yīng)力以增強(qiáng)性能,包括絕緣層覆硅結(jié)構(gòu),和/或其他合適的增益結(jié)構(gòu)。

在一實(shí)施方式中,第一區(qū)域110和第二區(qū)域118,為鄰接并且可能互相重疊。例如,在基板102中,第一區(qū)域110和第二區(qū)域118可設(shè)置成p-n接面。在另一實(shí)施方式中,第一區(qū)域110和第二區(qū)域118沒有鄰接。第一區(qū)域110以第一型摻雜物摻雜,第二區(qū)域以第二型摻雜物摻雜。在一實(shí)施方式中,第一型摻雜物是p-型摻雜物,例如硼、銦、另一種適宜的p型摻雜物、或其組合;而第二型摻雜物是n-型摻雜物,例如磷、砷、另一個(gè)合適的n-型摻雜物、或其組合。在另一個(gè)實(shí)施方式中,第一型摻雜物是n-型摻雜物,而第二型摻雜物是p-型摻雜物。

在圖2f中所顯示的裝置100可能以許多種制程形成。圖2a至2e繪示了一個(gè)實(shí)施例的制程。參看圖2a,沉積介電層104于基板102上,此時(shí)基板102尚未摻雜第一和第二摻雜物。經(jīng)由光刻制程,阻擋(或光阻)圖案106形成在介電層104上。在一實(shí)施方式中,介電層104為底部抗反射涂覆(barc)層,且能以化學(xué)氣相沉積(cvd)、電漿增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(pecvd)、物理氣相沉積(pvd)、或其他合適的技術(shù)。在一實(shí)施例中,光刻制程可包括旋轉(zhuǎn)涂布阻擋層于介電層104之上,將阻擋層曝光形成圖案,執(zhí)行曝光后的烘烤制程,而將阻擋層形成阻擋圖案106。阻擋圖案106提供一個(gè)或多個(gè)開口107,其暴露介電層104。

參看圖2b,蝕刻介電層104,經(jīng)由開口107以暴露基板中的第一區(qū)域110。蝕刻介電層104可用干蝕刻制程、濕蝕刻制程、或其他合適的蝕刻技術(shù)。例如,執(zhí)行干蝕刻的制程可用含氧的氣體、含氟的氣體(如:四氟化碳(cf4)、六氟化硫(sf6)、二氟甲烷(ch2f2)、三氟甲烷(chf3)、和/或六氟乙烷(c2f6))、含氯的氣體(如:氯氣(cl2)、三氯甲烷(chcl3)、四氯化碳(ccl4)、和/或三氯化硼(bcl3))、含溴的氣體(如:溴化氫(hbr)和/或三溴甲烷(chbr3))、含碘的氣體、或其他合適的氣體和/或電漿、和或這些物質(zhì)的組合。例如,濕蝕刻的制程可包括蝕刻進(jìn)行于稀釋的氫氟酸(dhf)、氫氧化鉀(koh)溶液、氨、含氫氟酸(hf)的溶劑、硝酸(hno3)、和/或乙酸(ch3cooh);或其他合適的濕蝕刻劑。

仍參看圖2b,在第一區(qū)域110暴露于開口107中之后,方法10執(zhí)行離子布植制程108,將第一型摻雜物摻雜至第一區(qū)域110。

參看圖2c,移除阻擋圖案106和介電層104,例如分別可由光阻剝離制程和蝕刻制程來做移除。方法10可選擇性地執(zhí)行退火制程以活化在第一區(qū)域110中的第一摻雜物。

參看圖2d,另一個(gè)介電層112沉積在基板102上,而且另一個(gè)阻擋圖案114形成在介電層112上。介電層112和阻擋圖案114的材質(zhì)和形成,可能分別類似于介電層104和阻擋圖案106的材質(zhì)和形成。阻擋圖案114提供一個(gè)或多個(gè)開口115,其暴露介電層112。

參看圖2e,經(jīng)由開口115蝕刻介電層112,而暴露基板102中的第二區(qū)域118。隨后,方法10執(zhí)行另一個(gè)離子布植制程116,將第二摻雜物摻雜至第二區(qū)域118。參看圖2f,移除阻擋層114和介電層112。在一實(shí)施方式中,方法10執(zhí)行退火制程以活化第一區(qū)域110和第二區(qū)域118的摻雜物。

在操作14,方法10(圖1a)沉積半導(dǎo)體層120(圖2g)于基板120上。參看圖2g,在現(xiàn)有實(shí)施方式中,利用磊晶生長制程,半導(dǎo)體層120沉積于基板102的全表面(如:整個(gè)晶圓)上。磊晶生長制程可能是原子束磊晶(mbe)制程、化學(xué)氣相沉積制程,例如金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積(mocvd)制程、或低壓化學(xué)氣相沉積(lpcvd)制程、和/或其他合適的磊晶生長制程。更進(jìn)一步地,半導(dǎo)體層120成長至厚度h120,其范圍從50納米(nm)至200納米,這厚度相當(dāng)上薄于在典型應(yīng)變松馳緩沖(srb)方式中的磊晶層,其厚度通常多于1微米(μm)。在應(yīng)變松馳緩沖方式中,厚的磊晶層一般上常見其帶有剖面圖案缺陷,而薄的半導(dǎo)體層120不受此缺陷的影響。

更進(jìn)一步地,半導(dǎo)體層120原位地或異位地(相對于磊晶生長制程)摻雜以第三摻雜物,其中第一和第三摻雜物為相反型態(tài)(如:第二和第三摻雜物為相同型態(tài))。在一實(shí)施方式中,第三摻雜物是n-型摻雜物,例如磷、砷、其他合適的n-型摻雜物、或是其組合;半導(dǎo)體層120包含硅、磷化硅、磷化碳硅、鍺、或iii族v族例如磷化銦、砷化鎵、砷化鋁、砷化銦、砷化銦鋁、砷化鎵銦。在另一實(shí)施方式中,第三摻雜物是p-型摻雜物,例如硼、銦、另一種合適的p-型摻雜物,或其組合;且半導(dǎo)體層120包含硅、硅鍺、鍺、或iii族v族半導(dǎo)體如銻化銦、銻化鎵、銦銻化鎵。

在操作16中,方法10(圖1a),對半導(dǎo)體層(120)執(zhí)行化學(xué)機(jī)械平坦化(cmp)制程122,以將半導(dǎo)體層120的上表面平坦化(圖2h)。在一實(shí)施方式中,操作16是選擇性的,只執(zhí)行于當(dāng)半導(dǎo)體層120的表面粗糙度的平均值的平方根rq大于一閥值時(shí),例如0.5納米。在替換性的實(shí)施方式中,對于操作16,可用不同的閥值或是不同的閥值測量。在一實(shí)施方式中,化學(xué)機(jī)械平坦化制程122使用適合研磨半導(dǎo)層120的軟性研磨墊和漿料。在更進(jìn)一步的實(shí)施方式中,藉由光學(xué)測量工具整合至化學(xué)機(jī)械平坦化工具,執(zhí)行化學(xué)機(jī)械平坦化且做封閉式回路控制,因而一旦所期待的半導(dǎo)體層120的表面粗糙度達(dá)成時(shí),化學(xué)機(jī)械平坦化制程會及時(shí)停止。在一替換性的實(shí)施方式中,使用計(jì)時(shí)器模式控制化學(xué)機(jī)械平坦化,以達(dá)成理想的半導(dǎo)體層120的表面粗糙度。

在操作18,方法10(圖1a)沉積介電硬罩(hm)層124在第一半導(dǎo)體層120上(圖2i)。在本實(shí)施方式中,介電硬罩層124沉積成一個(gè)薄的硬罩層,其厚度h124范圍從5納米至50納米。在實(shí)施方式中,介電硬罩層124可包含氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳化硅、氮化碳硅、氮氧化碳硅、或其他合適的介電材料。介電硬罩層124的形成可使用熱氧化、化學(xué)氣相沉積、電漿增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(pecvd)、物理氣相沉積、原子層沉積(ald),或其他合適的技術(shù)。在本實(shí)施方式中,介電硬罩層124沉積在第一半導(dǎo)體層120的全表面上。

在操作20,方法10(圖1a)在介電硬罩層124形成圖案,以在第一區(qū)域110上方形成開口127(圖2j和2k)。參看圖2j,阻擋圖案126形成在介電硬罩層124上且提供了開口127。阻擋圖案126的圖案化制程類似于阻擋圖案106的圖案化制程(圖2a)。參看圖2k,經(jīng)由開口127蝕刻介電硬罩層124,以暴露半導(dǎo)體層120。之后移除阻擋圖案126,例如藉由光阻剝離制程。蝕刻介電硬罩層124可用干蝕制程、濕蝕刻制程、原子層蝕刻制程、或其他合適的技術(shù)。

在操作22,方法10(圖1a)朝基板102延伸了開口127。參看圖2l,開口127的延伸是經(jīng)由蝕刻下方的材料層,包括半導(dǎo)體層120和第一區(qū)域110。在一實(shí)施方式中,經(jīng)由開口127,局部地蝕刻半導(dǎo)體層120。在第一區(qū)域110上的半導(dǎo)體層120剩下的部分可以利用以做裝置性能的精細(xì)調(diào)整,例如減少裝置漏電,和平衡介于n-型和p-型金屬氧化物(mos)裝置間的回路特征。在另一個(gè)實(shí)施方式中,經(jīng)由開口127,完整地移除在第一區(qū)域110之上的半導(dǎo)體層120的部分。在又另一個(gè)實(shí)施方式中,不僅是在第一區(qū)域110之上的半導(dǎo)體層120的部分完整地被移除,且經(jīng)由開口127,第一區(qū)域110也部分地被移除。在實(shí)施方式中,在第一區(qū)域110上方的半導(dǎo)體層120的剩余部分,具有厚度h1,其范圍從0納米至大約50納米。在一實(shí)施方式中,蝕刻半導(dǎo)體層120和選擇性地蝕刻第一區(qū)域110,為利用干蝕刻制程。利用計(jì)時(shí)器模式以控制蝕刻,達(dá)到所期望的h1厚度,或是假如h1是0納米,達(dá)到所期望的第一區(qū)域110的厚度。在蝕刻制程中,介電硬罩層124保護(hù)位在第二區(qū)域118之上的半導(dǎo)體層120。在本揭露內(nèi)容,開口127也稱為半導(dǎo)體溝槽127,因?yàn)樵谒牡撞亢蛡?cè)壁被半導(dǎo)體材料所圍繞(開口127的上部是鄰接于介電硬罩層124,但這部分不明顯,將在之后討論)。

在操作24,方法10(圖1b)沉積第二半導(dǎo)體層128在開口127中(圖2m),其與半導(dǎo)體層120或是第一區(qū)域110形成介面(見以上操作22的討論)。參看圖2m,半導(dǎo)體層128的表面s128,高于在第二區(qū)域118之上的半導(dǎo)體層120的表面s120,且低于第二區(qū)域118之上的介電硬罩層124的表面s124。更進(jìn)一步地,一小部分的半導(dǎo)體128可能沉積在介電硬罩層124之上。

半導(dǎo)體層128以第四摻雜物摻雜,其中第一和第四摻雜物為相同型態(tài)(如:都是n-型摻雜物或都是p-型摻雜物)。在一實(shí)施方式中,沉積半導(dǎo)體層128,使用磊晶成長制程,其可能是原子束磊晶(mbe)制程、金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積(mocvd)制程、低壓化學(xué)氣相沉積(lpcvd)制程、或其他合適的磊晶成長制程。半導(dǎo)體層128原位或異位地以第四摻雜物摻雜。沉積半導(dǎo)體層128至厚度h128,其范圍從30納米至150納米。要注意的是,半導(dǎo)體層128直接與半導(dǎo)體材料(半導(dǎo)體層120,或是第一區(qū)域110)形成介面。因此,相較于由典型的鰭狀物置換方式的磊晶層,半導(dǎo)體層128的介面缺陷較少。之后將會顯示,在后續(xù)的化學(xué)機(jī)械平坦化制程中,將會移除介于半導(dǎo)層128和介電硬罩層124之間的小介面部分。

在一實(shí)施方式中,第四摻雜物為n-型摻雜物,例如磷、砷、另一個(gè)合適的n-型摻雜物、或其組合;半導(dǎo)體層128包含硅、磷化硅、磷化碳硅,鍺、或iii族v族半導(dǎo)體如磷化銦、砷化鎵、砷化鋁、砷化銦、砷化鋁銦、砷化鎵銦。在另一實(shí)施方式中,第四摻雜物為p-型摻雜物,例如硼、銦、另一個(gè)合適的p-型摻雜物、或其組合;半導(dǎo)體層128包括硅、硅鍺、鍺、或iii族v族半導(dǎo)體如銻化銦、銻化鎵、銻化鎵銦。

在操作26,方法10(圖1b)移除介電硬罩層124。在一實(shí)施方式中,操作26執(zhí)行化學(xué)機(jī)械平坦化制程130以移除介電硬罩層124,在其中,化學(xué)機(jī)械平坦化制程130停止于半導(dǎo)體層120和128(圖2n)。在本實(shí)施方式中,調(diào)整化學(xué)機(jī)械平坦化制程130,使移除介電硬罩層124快于移除半導(dǎo)體層120和128,如:介電硬罩層124的移除率高于半導(dǎo)體層120和128的移除率。例如:調(diào)整化學(xué)機(jī)械平坦化制程130,使其移除介電硬罩層124的速率為移除導(dǎo)體層120和128的速率的10倍。半導(dǎo)體層120和128的移除速率大約相等。這是為了確保在移除介電硬罩層124時(shí),第二半導(dǎo)體層128不會遭受太多膜層損失,雖然還是有一些膜層損失。

在實(shí)施方式中,前述的化學(xué)機(jī)械平坦化制程,要調(diào)整移除的速率上的選擇性,可由選擇適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)機(jī)械平坦化耗材,例如化學(xué)機(jī)械平坦化研磨墊、化學(xué)機(jī)械平坦化漿料、化學(xué)機(jī)械平坦化調(diào)節(jié)劑。例如,可根據(jù)要移除的材料,選擇化學(xué)機(jī)械平坦化研磨墊(如:孔狀和/或溝狀)的結(jié)構(gòu)和它的材料特性(如:硬度)。例如,典型的化學(xué)機(jī)械平坦化漿料包括磨料,ph調(diào)節(jié)劑,和一種或多種添加劑,如氧化劑、配位劑、腐蝕抑制劑、分散劑??筛鶕?jù)要移除的材料,調(diào)整化學(xué)機(jī)械平坦化漿料的各個(gè)不同成分。在本實(shí)施方式中,化學(xué)機(jī)機(jī)研磨制程130使用硬式化學(xué)機(jī)械平坦化研磨墊,和選擇性移除介電硬罩層124材料的化學(xué)機(jī)械平坦化漿料。在更進(jìn)一步的實(shí)施方式中,化學(xué)機(jī)械平坦化制程使用馬達(dá)轉(zhuǎn)矩端點(diǎn)檢測模式,以檢測半導(dǎo)體層120是否暴露。這確?;瘜W(xué)機(jī)械平坦化制程及時(shí)地停止在半導(dǎo)體層128和120的上表面。在本實(shí)施方式中,當(dāng)化學(xué)機(jī)械平坦化制程130停止時(shí),半導(dǎo)體層128的表面s128(現(xiàn)在的上表面)仍然高于半導(dǎo)體層120的表面s120。在另一實(shí)施方式中,操作26可用蝕刻制程取代化學(xué)機(jī)械平坦化制程,移除介電硬罩層124,其中,蝕刻制程對于介電硬罩層124是選擇性的。

在操作28,方法10(圖1b)執(zhí)行化學(xué)機(jī)械平坦化制程132,以將半導(dǎo)體層120和128的上表面平坦化(圖2o)。參看圖2o,化學(xué)機(jī)械平坦化制程132同時(shí)研磨半導(dǎo)體層120和128。在本實(shí)施方式中,調(diào)整化學(xué)機(jī)械平坦化制程132,以使移除半導(dǎo)體層128,稍微地快于半導(dǎo)體層120;因?yàn)楫?dāng)化學(xué)機(jī)械平坦化制程開始時(shí),上表面s128稍微高于上表面s120。例如:可調(diào)整化學(xué)機(jī)械平坦化制程132,使得移除半導(dǎo)體層128的速率是移除半導(dǎo)體層120的1至5倍。調(diào)整半導(dǎo)體層120和128之間化學(xué)機(jī)械平坦化方面的選擇性,可選擇適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)機(jī)械平坦化耗材,例如前述的化學(xué)機(jī)械平坦化研磨墊、化學(xué)機(jī)械平坦化漿料、化學(xué)機(jī)械平坦化調(diào)節(jié)劑。在各個(gè)不同的實(shí)施方式中,對于化學(xué)機(jī)械平坦化制程132,半導(dǎo)體層120和128中的材料是類似的,化學(xué)機(jī)械平坦化制程132可有效地同時(shí)將這兩個(gè)半導(dǎo)體層平坦化。在本實(shí)施方式中,化學(xué)機(jī)械平坦化制程132使用軟式的化學(xué)機(jī)械平坦化研磨墊,和調(diào)整化機(jī)械研磨漿料以研磨半導(dǎo)體層120和128。在更進(jìn)一步的實(shí)施方式中,使用計(jì)時(shí)器模式,以控制化學(xué)機(jī)械平坦化制程132的持續(xù)時(shí)間。當(dāng)化學(xué)機(jī)械平坦化制程132停止時(shí),半導(dǎo)體層128的上表面s128,和半導(dǎo)體層120的上表面s120,相當(dāng)程度上是共平面的。要注意的是,在本實(shí)施方式中,藉由化學(xué)機(jī)械平坦化制程130和132,移除了半導(dǎo)體層128和介電硬罩層124之間交界的那一部分(圖2m)。半導(dǎo)體層128的剩余部分制成半導(dǎo)體溝槽127,因而,相較于在典型鰭狀物置換方式中的磊晶層,減少了介面缺陷。

在操作30,方法10(圖1b)進(jìn)行至更進(jìn)一步的步驟以形成最終裝置100。在本實(shí)施方式中,裝置100為鰭式場效晶體管裝置。進(jìn)一步地,本實(shí)施方式中,操作30包含利用半導(dǎo)體層120、128,和第一區(qū)域110、第二區(qū)域118,形成鰭狀物。一個(gè)實(shí)施例的鰭狀物形成制程繪示在圖2p至2r,且之后將簡短討論。

參看圖2p,在半導(dǎo)體層120和128之上,沉積氧化物襯墊層134和氮化硅襯墊層136,以做為毯覆層。之后,將層面136、134、128、120、118、110圖案化(經(jīng)由光刻和蝕刻制程),以在基板102上提供鰭狀物140和142。鰭狀物140和142以溝槽137分隔。沉積氧化物襯墊層134和氮化硅襯墊層136,可使用化學(xué)氣相沉積、物理氣相沉積、或其他合適的制程。蝕刻各個(gè)不同的層面可用濕蝕刻、干蝕刻、原子層蝕刻、或其他合適的蝕刻技術(shù)。

參看圖2q,在鰭狀物140和142之上,沉積隔離層138,且填滿溝槽137。隔離層138包含介電的材料,例如氧化硅,其在電性上將鰭狀物140和142分隔。形成隔離層138可用化學(xué)氣相沉積、電漿增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(pecvd)、物理氣相沉積、流動(dòng)式化學(xué)氣相沉積、熱氧化、或其他技術(shù)。執(zhí)行化學(xué)機(jī)械平坦化將隔離層138平坦化,且停止于氮化硅襯墊層136。之后,藉由一個(gè)或多個(gè)選擇性蝕刻制程,移除氮化硅襯墊層136和氧化物襯墊層134,以暴露半導(dǎo)體層120和128。

參照圖2r,逆向蝕刻隔離層138,以使得半導(dǎo)體層120和128的一部分位在隔離層138的上表面之上。如圖2r所示,鰭狀物140突出于第一區(qū)域110,鰭狀物142突出于第二區(qū)域118。每一個(gè)鰭狀物142,包含了位在第二區(qū)域118之上的半導(dǎo)體層120的一部分。每一個(gè)鰭狀物140,包含了位在第一區(qū)域110之上的半導(dǎo)體層120的一部分120’,且包含了一部分的半導(dǎo)體層128。如前所述,在各個(gè)實(shí)施方式中,為了精細(xì)地調(diào)整裝置100的性能,120’的厚度從0納米至50納米。更進(jìn)一步地,基板區(qū)域110和118,以及半導(dǎo)體層120和128,各自摻雜以第一、第二、第三、第四摻雜物。第一和第四摻雜物為相同型態(tài),其相對于第二和第三摻雜物的型式。在一實(shí)施方式中,第一和第四摻雜物為n-型摻雜物,而第二和第三摻雜物為p-型摻雜物。在另一實(shí)施方式中,第一和第四摻雜物為p-型摻雜物,而第二和第三摻雜物為n-型摻雜物。如前述討論的,所提供的半導(dǎo)體鰭狀物140和142具有高品質(zhì)的磊晶膜。與使用典型鰭狀物置換方式沉積而成的磊晶層相比,半導(dǎo)體鰭狀物140和142未遭受常見于那些磊晶層中的介面缺陷。

圖3a至3c顯示了形成半導(dǎo)體裝置200的方法50的流程圖。方法50為方法10的實(shí)施方式,且半導(dǎo)體裝置200為半導(dǎo)體裝置100的實(shí)施方式。為了簡化起見,省略或節(jié)略許多方法50和裝置200的細(xì)節(jié),這些可由參看前述的方法10和裝置100得知。

參看圖3a,在操作12,如圖4a所示,方法50提供裝置200的前趨物,其包括具有第一區(qū)域110和第二區(qū)域118的基板102。第一區(qū)域110和第二區(qū)域118各自以第一和第二摻雜物摻雜。形成圖4a的裝置200,可用如前所討論且繪示于圖2a至2f的制程。

在操作52,方法50(圖3a)沉積介電硬罩層202在基板102上(如:在第一區(qū)域110和第二區(qū)域118之上)。參看圖4b,在本實(shí)施方式中,沉積介電硬罩層202至厚度h202,范圍從5納米至50納米。在各個(gè)不同的實(shí)施方式中,介電硬罩層202可包含氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳化硅、氮化碳硅、氮氧化碳硅、或其他合適的介電材料。形成介電硬罩層202可使用熱氧化、化學(xué)氣相沉積、電漿增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積、物理氣相沉積、原子層沉積、或其他合適的技術(shù)。在本實(shí)施方式中,沉積介電硬罩層202在基板102的全表面上。

在操作54,方法50(圖3a)在介電硬罩層202上形成圖案,以提供開口205,其暴露第二區(qū)域118(圖4c和4d)。這牽涉到一個(gè)或多個(gè)光刻或蝕刻制程。例如,光刻制程在裝置200上形成阻擋圖案204,其中,阻擋圖案204在第二區(qū)域118上方提供了開口205(圖4c)。例如,經(jīng)由開口205,蝕刻制程蝕刻介電硬罩層202,因而暴露第二區(qū)域118(圖4d)。光刻制程和蝕刻制程與圖2a至2b、2d至2e、2j至2k所討論的制程相似。

在操作56,方法50(圖3a)經(jīng)由開口205在第二區(qū)域118形成凹陷。參看圖4e,移除部分的第二區(qū)域118,導(dǎo)致凹陷的第二區(qū)域118。在本實(shí)施方式中,操作56使用異向性干蝕刻制程。在一實(shí)施方式中,用計(jì)時(shí)器控制蝕刻的深度。在蝕刻制程中,介電硬罩層202保護(hù)裝置200的其他區(qū)域,包括第一區(qū)域110。在本揭露內(nèi)容中,開口205也稱作半導(dǎo)體溝槽205,因?yàn)樵谒牡撞亢蛡?cè)壁,被半導(dǎo)體材料所環(huán)繞(開口205的上方部分鄰接于介電硬罩層202,但這部分是不顯著的,之后將討論)。

在操作14a,方法50(圖3a)沉積半導(dǎo)體層120于開口205且在凹陷的第二區(qū)域118上方。在一實(shí)施方式中,形成半導(dǎo)體層120的制程類似于圖2g中的半導(dǎo)體層120。因此,操作14a可視為操作14(圖1a)的實(shí)施方式。操作14和14a的一個(gè)不同之處在于,操作14沉積半導(dǎo)體層120在裝置100的全表面上(圖2g),而操作14a沉積半導(dǎo)體層120在裝置200的所選的局部區(qū)域,例如開口205(圖4f)。在圖4f,沉積半導(dǎo)體層120至厚度h120,范圍從50納米至200納米,并摻雜第三摻雜物,其與第二摻雜物為同型。更進(jìn)一步地,在本實(shí)施方式中,半導(dǎo)體層120的上表面s120高于介電硬罩層202的上表面s202。

在操作58,方法50(圖3a)執(zhí)行化學(xué)機(jī)械平坦化制程206,以將半導(dǎo)體層120的上表面s120平坦化(圖4g)?;瘜W(xué)機(jī)械平坦化制程倍止在介電硬罩層202的上表面s202。因此,上表面s120和s202相當(dāng)程度上是共平面的。在一實(shí)施方式中,調(diào)整化學(xué)機(jī)械平坦化制程206,使移除半導(dǎo)體層120,快于移除介電硬罩層202。例如,半導(dǎo)體層120的化學(xué)機(jī)械平坦化的移除速率至少比介電硬罩層202的化學(xué)機(jī)械平坦化的移除速率快十倍。如前述討論的,調(diào)整化學(xué)機(jī)械平坦化移除速率的選擇性,可藉由選擇適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)機(jī)械平坦化耗品,例如化學(xué)機(jī)械平坦化研磨墊、化學(xué)機(jī)械平坦化漿料、化學(xué)機(jī)械平坦化調(diào)理劑。在本實(shí)施方式中,化學(xué)機(jī)械平坦化制程206使用硬式研磨墊,和選擇用以移除半導(dǎo)體層120材料的化學(xué)機(jī)械平坦化漿料。在更一步的實(shí)施方式中,化學(xué)機(jī)械平坦化制程206使用馬達(dá)轉(zhuǎn)矩端點(diǎn)檢測模式來檢測半導(dǎo)體層120是否相當(dāng)程度上與介電硬罩層202為共平面。

在操作60,方法50(圖3b)移除第一區(qū)域之上的介電硬罩層202(圖4h)。在一實(shí)施方式中,理想的作法是移除介電硬罩層202后,再沉積另一個(gè)介電層(如同在操作18a所討論的),這是因?yàn)樵诮?jīng)過化學(xué)機(jī)械平坦化制程206后,介電硬罩層可能不具有理想的一致性。移除介電硬罩層202可用濕蝕刻、干蝕刻、原子層蝕刻、或其他適的蝕刻技術(shù)。在一實(shí)施方式中,介電硬罩層202的移除,只限于所選的區(qū)域,例如直接位于第一區(qū)域110上方的區(qū)域。因此,介電硬罩層仍然覆蓋裝置200的其他區(qū)域。在移除介電硬罩層202之后,在第一區(qū)域110和半導(dǎo)體層120之間有一個(gè)位差,例如半導(dǎo)體層120的上表面s120高于第一區(qū)域110的上表面s110。

在操作18a,方法50(圖3b)沉積另一個(gè)介電硬罩層208在第一區(qū)域110和半導(dǎo)體層120上方(圖4i)。介電硬罩層可能包含氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳化硅、氮化碳硅、氮氧化碳硅、或另一個(gè)合適的介電材料;而且可能用熱氧化沉積、化學(xué)氣相沉積、電漿增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積、物理氣相沉積、原子層沉積、或其他合適的技術(shù)。由于介于第一區(qū)域110和半導(dǎo)體層120之間的位差,為了覆蓋這個(gè)位差,介電硬罩層208沉積的厚度會相對上大于介電硬罩層202。在一實(shí)施方式中,沉積介電硬罩層208至厚度h208范圍從20納米至100納米。在更進(jìn)一步的實(shí)施方式中,介電硬罩層208的厚度在相當(dāng)程度上是一致的。如在圖4i所示,介電硬罩層208,沿著「z」字型方向,在第二區(qū)域118高于第一區(qū)域110。操作18a可被視為操作18的實(shí)施方式(圖1a)。

在操作20a,方法50(圖3b)在介電硬罩層208上形成圖案,以在第一區(qū)域110正上方形成開口209(圖4j和4k)。操作20a可被視為操作20的實(shí)施方式(圖1a)。如在圖4j所示,形成阻擋圖案210且其具有開口209。參看圖4k,經(jīng)由開口209,蝕刻介電硬罩層208,因此暴露第一區(qū)域110。

在操作22a,方法50(圖3b)朝基板102延伸開口209。操作22a可視為操作22的實(shí)施方式(圖1a)。參看圖4l,形成凹陷于第一區(qū)域110,導(dǎo)致凹陷的第一區(qū)域110。在各個(gè)不同的實(shí)施方式中,根據(jù)裝置效能的需求,凹陷的第一區(qū)域110之上表面s110可能相等、低于、高于第二區(qū)域118的上表面s118。在本實(shí)施方式中,這兩個(gè)表面s110和s118,相當(dāng)程度上是共平面的。在一實(shí)施方式中,操作22a使用干蝕刻制程和計(jì)時(shí)器模式以達(dá)到理想中的蝕刻深度。在本揭露內(nèi)容中,開口209也稱作半導(dǎo)體溝槽209,因?yàn)樗牡撞亢蛡?cè)壁被半導(dǎo)體材料圍繞(開口209的上部分鄰接于介電硬罩層208,但是這部分不明顯,之后將討論)。

在操作24,方法50(圖3b),在開口209和凹陷的第一區(qū)域110上方,沉積半導(dǎo)體層128(圖4m)。更進(jìn)一步地,半導(dǎo)體層128摻雜第四摻雜物。這個(gè)操作相當(dāng)程度上與方法10的操作24(圖1b)相等。半導(dǎo)體層128厚度h128,范圍從30納米至150納米。半導(dǎo)體層128的表面s128高于半導(dǎo)體層120的上表面s120,但是低于位在第二區(qū)域118正上方的介電硬罩層208的上表面s208。值得注意的是,半導(dǎo)體120和128二者皆成長于由半導(dǎo)體材料所圍繞的開口。因此,相對于鰭狀物置換方式的磊晶層,相當(dāng)程度地減少了介于半導(dǎo)體層120(或128)和周圍材料之間的缺陷。

在操作26,方法50(圖3c)移除半導(dǎo)體層120之上的介電硬罩層208。在一實(shí)施方式中,操作26執(zhí)行化學(xué)機(jī)械平坦化制程130,以移除介電硬罩層208。參看圖4n,移除介電硬罩層208且暴露半導(dǎo)體層120和128。在另一實(shí)施方式中,操作26使用對于介電硬罩層208具選擇性的蝕刻制程,以移除介電硬罩層208。這個(gè)操作,相當(dāng)程度上等同于方法10的操作26(圖1b)。在本實(shí)施方式中,在完成此操作之后,表面s128(現(xiàn)在為半導(dǎo)體層128的上表面)稍后高于上表面s120。

在操作28,方法50(圖3c)執(zhí)行化學(xué)機(jī)械平坦化制程132以將半導(dǎo)體層120和128平坦化(圖4o)。這個(gè)操作,相當(dāng)程度上是等同于方法10的操作28(圖1b)。因此此操作的結(jié)果,上表面s128在相當(dāng)程度上,變成與上表面s120為共平面。值得注意的是,在本實(shí)施方式中,半導(dǎo)體層120和128的一部分,曾各自與介電硬罩層202(圖4f)和介電硬罩層208(圖4m)形成交界面;藉由化學(xué)機(jī)械平坦化制程130和132,移除所交界的這一部分。半導(dǎo)體層120和128的剩余部分,為分別地從半導(dǎo)體溝槽205和209成長而來;因而,與典型的鰭狀物置換方式形成的磊晶層相比,減少了介面缺陷。

在操作30,方法50(圖3c)進(jìn)行至更進(jìn)一步的步驟,以形成最終裝置200。在本實(shí)施方式中,裝置200為鰭式場效晶體管裝置。進(jìn)一步地,本實(shí)施方式中,操作30包含了利用半導(dǎo)體層120、128,以及第一區(qū)域110、第二區(qū)域118,形成鰭狀物結(jié)構(gòu)。對于裝置200,一個(gè)實(shí)施例性的鰭狀物形成制程,繪示于圖4p、4q、4r,且這個(gè)制程,相當(dāng)程度上分別地等同于繪示于圖2p、2q、2r的鰭狀物形成制程。

如在圖4r中所示,鰭狀物144從第一區(qū)域110突出,鰭狀物142從第二區(qū)域118突出。每一個(gè)鰭狀物142,包含位于第二區(qū)域118上的半導(dǎo)體層120的一部分。每一個(gè)鰭狀物144,包含位于第一區(qū)域110上的半導(dǎo)體層128的一部分。此外,以第一、第二、第三、第四摻雜物,分別地?fù)诫s至基板區(qū)域110、118,和半導(dǎo)體層120、128。第一和第四摻雜物為同型,其與第二和第三摻雜物為相反型態(tài)。在一實(shí)施方式中,第一和第四摻雜物為n-型摻雜物,而第二和第三摻雜物為p-型摻雜物。在另一實(shí)施方式中,第一和第四摻雜物為p-型摻雜物,而第二和第三摻雜物為n-型摻雜物。

雖然目的不在于造成限制,本揭露內(nèi)容的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式,提供了許多半導(dǎo)體裝置和形成制程方面的優(yōu)點(diǎn)。例如,本揭露內(nèi)容的實(shí)施方式提供了半導(dǎo)體層的磊晶成長方法、半導(dǎo)體層平坦化的方法、蝕刻半導(dǎo)體層以形成鰭狀物的方法。與典型srb方式中的磊晶層相比,半導(dǎo)體層較薄,因而預(yù)防剖面圖型缺陷。更進(jìn)一步地,形成半導(dǎo)體層于半導(dǎo)體溝槽內(nèi),而不是在介電質(zhì)溝槽內(nèi);因而,與典型鰭狀物置換方式相比,減少了介面缺陷。本揭露內(nèi)容的實(shí)施方式,可以輕易地整合至現(xiàn)有的半導(dǎo)體制造流程。

在一實(shí)施例的觀點(diǎn)中,本揭露內(nèi)容針對的是形成半導(dǎo)體裝置的方法。這方法包括提供半導(dǎo)體基板,其中半導(dǎo)體基板具有第一區(qū)域,和鄰接于第一區(qū)域的第二區(qū)域,第一區(qū)域和第二區(qū)域分別地?fù)诫s第一和第二摻雜物,且第一和第二摻雜物為相反型態(tài)。這方法,更進(jìn)一步地包含在基板上,磊晶成長第一半導(dǎo)體層,其摻雜第三摻雜物,且第三摻雜物和第一摻雜物為相反型態(tài)。這方個(gè)更進(jìn)一步地包含在第一半導(dǎo)體層上沉積介電硬罩(hm)層;形成圖案在介電硬罩層,以形成位在第一區(qū)域上的開口;并且朝基板延伸開口。這方法更進(jìn)一步地包含,在開口中磊晶成長第二半導(dǎo)體層,其摻雜第四摻雜物,且第一和第四摻雜物為相同型態(tài);而且第二半導(dǎo)體層的表面,高于第二區(qū)域正上方的第一半導(dǎo)體層的表面,低于高于第二區(qū)域正上方的介電硬罩層的表面。這方法更進(jìn)一步地包含移除介電硬罩層;以及執(zhí)行第一化學(xué)機(jī)械平坦化制程以將第一和第二半導(dǎo)體層二者皆平坦化。

在一些實(shí)施方式中,制造半導(dǎo)體裝置的方法,在沉積介電硬罩層的步驟前,更進(jìn)一步包含,執(zhí)行第二化學(xué)機(jī)械平坦化制程于第一半導(dǎo)體層。

在一些實(shí)施方式中,制造半導(dǎo)體裝置的方法,更包含其中第二化學(xué)械械平坦化制程只執(zhí)行于當(dāng)?shù)谝话雽?dǎo)體層的表面粗糙度rq大于0.5納米。

在一些實(shí)施方式中,制造半導(dǎo)體裝置的方法,更包含其中延伸開口時(shí),部分地移除位于開口內(nèi)的第一半導(dǎo)體層。

在一些實(shí)施方式中,制造半導(dǎo)體裝置的方法,更包含延伸開口時(shí),完全地移除位于開口內(nèi)的第一半導(dǎo)體層。

在一些實(shí)施方式中,制造半導(dǎo)體裝置的方法,更包含延伸開口,完全地移除位于開口內(nèi)的第一半導(dǎo)體層,且部分地移除位于開口內(nèi)的第一區(qū)域。

在一些實(shí)施方式中,制造半導(dǎo)體裝置的方法,更進(jìn)一步地,在磊晶成長第一半導(dǎo)體層前,包含:沉積另一個(gè)介電硬罩層在基板上,將此另一個(gè)介電硬罩層圖案化,以形成另一個(gè)開口,其暴露第二區(qū)域,以及將第二區(qū)域經(jīng)由另一個(gè)開口形成凹陷,且其中此半導(dǎo)體磊晶成長于此另一個(gè)開口內(nèi)。

在一些實(shí)施方式中,制造半導(dǎo)體裝置的方法,更包含其中第一半導(dǎo)體層的一上表面高于位在第一區(qū)域的另一個(gè)介電硬罩層的一上表面。

在一些實(shí)施方式中,制造半導(dǎo)體裝置的方法,更進(jìn)一步地包含,執(zhí)行第二化學(xué)機(jī)械平坦化制程于第一半導(dǎo)體層,其中第二化學(xué)機(jī)械平坦化制程停止于另一個(gè)介電硬罩層。

在一些實(shí)施方式中,制造半導(dǎo)體裝置的方法,其中更包含調(diào)整第二化學(xué)機(jī)械平坦化制程,使移除第一半導(dǎo)層快于移除另一個(gè)介電硬罩層。

在一些實(shí)施方式中,制造半導(dǎo)體裝置的方法,在沉積介罩層之前,更進(jìn)一步地包含,移除位在第一區(qū)域上的另一個(gè)介電硬罩層,其中沉積介電硬罩層使其在第二區(qū)域高于在第一區(qū)域。

在一些實(shí)施方式中,制造半導(dǎo)體裝置的方法,更包含藉由第二化學(xué)機(jī)械平坦化制程,移除介電硬罩層。

在一些實(shí)施方式中,制造半導(dǎo)體裝置的方法,其中更包含調(diào)整第二化學(xué)機(jī)械平坦化制程,使移除介電硬罩層至少為移除第一和第二半導(dǎo)體層的10倍。

在一些實(shí)施方式中,制造半導(dǎo)體裝置的方法,其中更包含調(diào)整第一化學(xué)機(jī)械平坦化制程,使移除第二半導(dǎo)體層的速度為移除第一半導(dǎo)體層的1至5倍。

在另一個(gè)實(shí)施例的觀點(diǎn)中,本揭露內(nèi)容為針對形成半導(dǎo)體裝置的方法。這方法包含形成半導(dǎo)體基板,其中半導(dǎo)體基板包含第一區(qū)域,以及鄰接于第一區(qū)域的第二區(qū)域;第一和第二區(qū)域分別地?fù)诫s第一和第二摻雜物,且第一和第二摻雜物為相反型態(tài)。這方法更進(jìn)一步地包含在基板上沉積介電硬罩(hm)層;在介電硬罩層上形成圖案,以形成暴露第二區(qū)域的第一開口;并且經(jīng)由第一開口,在第二區(qū)域形成凹陷。這方法更進(jìn)一步地包含在基板上且在第一開口中,磊晶成長第一半導(dǎo)體層,其中第一半導(dǎo)體層摻雜第三摻雜物,第一和第三摻雜物為相反型態(tài),而且其中,第一半導(dǎo)體層的上表面,高于位在第一區(qū)域正上方的介電硬罩層的上表面。這方法更進(jìn)一步地,包含對第一半導(dǎo)體層執(zhí)行第一化學(xué)機(jī)械平坦化制程,其中第一化學(xué)機(jī)械平坦化制程停止于第一硬罩層上。這方法更進(jìn)一步地包含,在第一區(qū)域之上且在第一半導(dǎo)體層之上,沉積第二介電硬罩層;在第二介電硬罩層形成圖案,以在第一區(qū)域上形成第二開口;且朝半導(dǎo)體基板延伸第二開口,因而部分地移除第一區(qū)域。這方法更進(jìn)一步地包含,在第二開口中,磊晶成長第二半導(dǎo)體層,其中將第四摻雜物摻雜入第二半導(dǎo)層,且第一和第四摻雜物為同型,而且第二半導(dǎo)體層的表面,高于位在第一區(qū)域正上方的第二半導(dǎo)體層的表面,低于位在第二區(qū)域正上方的介電硬罩層的表面。這方法更進(jìn)一步地包括執(zhí)行第二化學(xué)機(jī)械平坦化制程移除第二介電硬罩層,以暴露第一和第二半導(dǎo)體層;并且執(zhí)行第三化學(xué)機(jī)械制程,以將第一和第二半導(dǎo)體層二者皆平坦化。

在一些實(shí)施方式中,制造半導(dǎo)體裝置的方法,其中更包含,第一摻雜物和第四摻雜物為p-型摻雜物,第二摻雜物和第三摻雜物為n-型摻雜物。

在一些實(shí)施方式中,制造半導(dǎo)體裝置的方法,其中更包含:調(diào)整第一化學(xué)機(jī)械平坦化制程,使移除第一半導(dǎo)體層的速度快于移除介電硬罩層;調(diào)整第二化學(xué)機(jī)械平坦化制程,使移除第二介電硬罩層快于移除第一和第二半導(dǎo)體層;以及調(diào)整第三化學(xué)機(jī)械平坦化制程,使移除第二半導(dǎo)體層快于移除第一半導(dǎo)體層。

在又另一實(shí)施例的觀點(diǎn)中,本揭露內(nèi)容為針對半導(dǎo)體裝置。半導(dǎo)體裝置包含具有第一區(qū)域和第二區(qū)域的半導(dǎo)體基板,其中第一和第二區(qū)域分別地?fù)诫s第一和第二摻雜物。半導(dǎo)體裝置更進(jìn)一步地包含突出于第一區(qū)域的第一鰭狀物;突出于第二區(qū)域的第二鰭狀物;以及介于相鄰第一及第二鰭狀物的隔離結(jié)構(gòu)。每一個(gè)第二鰭狀物包含位在第一區(qū)域的一部分上的第一半導(dǎo)體層;且更進(jìn)一步地包含位在第一半導(dǎo)體層上的二半導(dǎo)體層。第一半導(dǎo)體層以第三摻雜物摻雜,其與第二摻雜物為同型。第二半導(dǎo)體層以第四摻雜物摻雜,其與第一摻雜物為同型。

在一些實(shí)施方式中,所揭露的半導(dǎo)體裝置其中更包含,第一摻雜物和第四摻雜物為p-型摻雜物;以及第二摻雜物和第三摻雜物為n-型摻雜物。

前述內(nèi)容概述了數(shù)個(gè)實(shí)施方式的種種特征,所以在本領(lǐng)域中具一般技能者可更能理解本揭露內(nèi)容的觀點(diǎn)。那些本領(lǐng)域中具一般技能者應(yīng)該能理解他們可快速地利用本揭露內(nèi)容,作為設(shè)計(jì)或修改其他制程或結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ),以實(shí)現(xiàn)同樣的目的和/或達(dá)成此述實(shí)施方式同樣的優(yōu)點(diǎn)。那些本領(lǐng)域中具一般技能者應(yīng)該也體會出如此均等的建構(gòu),并不偏離本揭露內(nèi)容的精神和范圍,而且他們可不偏離本揭露內(nèi)容的精神和范圍,進(jìn)行各種改變、取代、替換。

當(dāng)然,本發(fā)明還可有其它多種實(shí)施例,在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下,熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形,但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。

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