[发明专利]鳍式场效晶体管及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造技术，尤其涉及鳍式场效晶体管及其制造方法。

背景技术

在快速发展的半导体制造工业中，互补式金属—氧化物—半导体晶体管(complementary metal oxide semiconductor；CMOS)鳍式场效晶体管装置是受到许多逻辑元件及其他应用的偏好，并且被整合至各种不同类型的半导体装置。鳍式场效晶体管装置通常具有多个半导体鳍状物，其形成是垂直于基底的上表面，并具有高的高宽比，而半导体晶体管装置的沟道区与源极/漏极区是形成于上述半导体鳍状物中。鳍状物是受到隔离的凸起的结构。一栅极是形成于鳍状物的侧面上方、并沿着鳍状物的侧面而形成，其是利用上述沟道区与源极/漏极区的增加的表面积的优点，来制造较快、可靠度优选、较容易控制的半导体晶体管装置。

图1A是一传统的鳍式场效晶体管100的等角视图(isometric view)。鳍状物105、106具有在一半导体基底101(示于图1C、图1D)上方的凸起的氧化物定义(oxide defined；OD)区105、106。鳍状物105、106是通过一浅沟槽隔离(shallow trench isolation；STI)区102而相互隔离，并位于一对的浅沟槽隔离区104之间。鳍状物105、106是在浅沟槽隔离区102的上表面的上方具有一阶差高度(step height)107。多个复晶硅栅极108是形成于鳍状物105、106的上方。多个侧壁间隔件110是形成于每个栅极108的二侧，以用于形成轻掺杂漏极(lightly doped drain；LDD)区(未示出)。

图1B是显示在提高鳍状物106的Si、SiP或SiC层106e的一外延成长步骤之后的鳍状物106中的一个。鳍状物106的上部的Si、SiP或SiC层106e是获得一大体上五边形的形状，并带有多个横向延伸结构106L，横向延伸结构106L是在半导体基底101(示于图1C、图1D)的上表面的方向延伸。

图1C、图1D是显示在形成氧化硅硬掩模112与虚置侧壁间隔件110之后、但在形成外延层之前的图1A的鳍式场效晶体管100的X方向(前)与Y方向(侧)的正面图(elevation view)。

图1E与图1F是显示在执行双外延工艺后的图1A的鳍式场效晶体管100的X方向(前)与Y方向(侧)的正面图。一光致抗蚀剂(未示出)是形成是沉积于P沟道金属—氧化物—半导体(PMOS)装置的上方，而在N沟道金属—氧化物—半导体鳍状物106上执行一第一外延工艺，而在N沟道金属—氧化物—半导体鳍式场效晶体管的鳍状物106的上方，形成一Si、SiP、或SiC层106e。P沟道金属—氧化物—半导体装置是通过一硅凹入工艺(silicon recess process)来形成，其中N沟道金属—氧化物—半导体装置是受到一光致抗蚀剂(未示出)的掩模，而从P沟道金属—氧化物—半导体虚置鳍状物105蚀刻硅，而由在第二外延形成步骤中成长的SiGe来取代被蚀刻的硅。因此，如图1E与图1F所示，P沟道金属—氧化物—半导体的虚置鳍状物105是被一实体的SiGe结构124的鳍状物所取代。

如图1E所示，P沟道金属—氧化物—半导体鳍状物(SiGe结构124)的外延SiGe横向延伸结构124L与N沟道金属—氧化物—半导体鳍状物106的Si、SiP或SiC层106e的横向延伸结构106L是朝向彼此而横向延伸，降低了相邻的鳍状物的侧向延伸结构之间的空间。

发明内容

为了解决上述问题，本发明在某些实施例中，提供一种鳍式场效晶体管的制造方法是包含形成延伸至一半导体基底的上方的一第一鳍状物和一第二鳍状物、与位于上述第一鳍状物与上述第二鳍状物之间的一浅沟槽隔离区。一间隔是定义于上述浅沟槽隔离区的上表面上方的上述第一鳍状物与第二鳍状物之间。一第一高度是定义于上述浅沟槽隔离区的上表面与上述第一、第二鳍状物的上表面之间。一流动性的介电材料是经沉积而置入上述间隔内。上述介电材料的上表面是位于上述浅沟槽隔离区的上表面的上方，而在上述介电材料的上表面与上述第一、第二鳍状物的上表面之间定义出一第二高度，上述第二高度是小于上述第一高度。在上述沉积步骤之后，在上述第一鳍状物与上述第二鳍状物上，分别以外延成长形成位于上述介电材料上方的一第一鳍状物延伸结构与一第二鳍状物延伸结构。