[发明专利]用于形成具有自对准源极/漏极的FinFET的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，更具体地，涉及用于形成具有自对准源极/漏极的FinFET方法。

背景技术

在场效应晶体管(FinFET)的形成中，首先形成半导体鳍，之后在半导体鳍的一部分上形成栅极堆叠件。去除鳍的在栅极堆叠件的相对侧上的暴露端部以形成凹槽。然后通过外延在凹槽中再生长源极区和漏极区。

源极区和漏极区的轮廓对场效应晶体管(FinFET)的性能影响极大，这种轮廓包括例如底切的程度，即凹槽延伸至栅极堆叠件下方的量。为维持可控的性能，期望能够精确控制底切的量级。而且，期望对于位于同一芯片上的相同类型的FinFET整体上底切是均匀的。然而，难以实现底切的控制。例如，由于由暴露的鳍部分的图案密度引起的图案负载效应，底切可能发生显著的变化。因此，控制底切就成为一种挑战。

发明内容

为了解决现有技术中所存在的问题，根据本发明的一个方面，提供了一种方法，包括：

形成栅极堆叠件以覆盖半导体鳍的中间部分；

用n型杂质掺杂所述半导体鳍的暴露部分以形成n型掺杂区，其中通过所述栅极堆叠件来防止所述中间部分的一部分接收所述n型杂质；

使用氯自由基蚀刻所述n型掺杂区以形成凹槽；以及

实施外延以在所述凹槽中再生长半导体区。

在可选实施例中，所述方法还包括通过将所述n型杂质注入到所述半导体鳍的暴露部分来实施掺杂步骤。

在可选实施例中，所述n型掺杂区的边缘对准所述栅极堆叠件的边缘。

在可选实施例中，所述n型掺杂区延伸至所述栅极堆叠件的下方并且与所述栅极堆叠件重叠。

在可选实施例中，在基本上没有氯离子的环境中实施蚀刻步骤。

在可选实施例中，所述n型掺杂区被掺杂为具有高于约5x 10¹⁹/cm³的n型杂质浓度，并且所述方法进一步包括在所述半导体鳍中实施阱区掺杂浓度低于约1x 10¹⁸/cm³的阱区掺杂。

在可选实施例中，掺杂所述半导体鳍的暴露部分的步骤包括注入砷。

根据本发明的另一方面，还提供了一种方法，包括：

形成栅极堆叠件以覆盖半导体鳍的中间部分；

用n型杂质注入所述半导体鳍的端部以在所述中间部分的相对侧上形成n型掺杂区，其中所述半导体鳍的中间部分的一部分没有接收所述n型杂质；

使用氯自由基蚀刻所述n型掺杂区以形成凹槽，其中蚀刻步骤在基本上完全去除所述n型掺杂区时停止，并且所述半导体鳍的中间部分的所述一部分基本上未被蚀刻；以及

实施外延以在所述凹槽中再生长半导体区，其中所述半导体区形成鳍式场效应晶体管(FinFET)的源极/漏极区。

在可选实施例中，在蚀刻所述n型掺杂区的步骤期间，所述氯自由基不是单向的。

在可选实施例中，注入步骤包括在相对方向上倾斜的两种倾斜注入，并且在所述两种倾斜注入期间，所述n型杂质以与所述栅极堆叠件的边缘的平面平行的方向注入。

在可选实施例中，注入步骤包括在相对方向上倾斜的四种倾斜注入，并且在所述四种倾斜注入期间，所述n型杂质以与所述栅极堆叠件的边缘的平面不平行的方向注入。

在可选实施例中，在基本上没有氯离子的环境中实施蚀刻步骤。

在可选实施例中，在存在氯离子的环境中实施蚀刻步骤。

在可选实施例中，所述n型掺杂区被掺杂为具有高于约5x 10¹⁹/cm³的n型杂质浓度。

根据本发明的又一方面，还提供了一种方法，包括：

形成栅极堆叠件以覆盖半导体鳍的中间部分，所述半导体鳍高于所述半导体鳍的相对侧的浅沟槽隔离区的顶面；

用n型杂质注入所述半导体鳍的端部以形成n型掺杂区，其中，位于所述栅极堆叠件下方的半导体鳍的中间部分的一部分未被注入，从而形成未掺杂区，并且所述未掺杂区邻接所述n型掺杂区；

蚀刻所述n型掺杂区以形成凹槽，其中蚀刻步骤停止于所述未掺杂区；以及

实施外延以从所述未掺杂区开始再生长半导体区，其中，所述半导体区形成鳍式场效应晶体管(FinFET)的源极/漏极区。

在可选实施例中，使用氯自由基实施所述蚀刻步骤，并且所述氯自由基不是单向的。

在可选实施例中，所述未掺杂区为p型。