[发明专利]半导体器件及其制造方法

说明书

本发明的实施例提供了一种半导体器件包括设置在衬底上方的隔离层、第一和第二鳍片结构、栅极结构、源极/漏极结构。第一鳍片结构和第二鳍片结构均设置在衬底上方，并且沿平面图中的第一方向延伸。栅极结构设置在第一和第二鳍片结构的一部分上方，并且沿平面图中的与第一方向相交的第二方向延伸。第一孔隙形成在源极/漏极结构中，并且第二孔隙形成在源极/漏极结构中且位于第一孔隙上方。本发明的实施例还提供了制造包括FinFET的半导体器件的方法。

技术领域

本公开涉及半导体集成电路，并且更具体地，涉及具有带孔隙的外延源极/漏极(S/D)结构的半导体器件以及其制造工艺。

背景技术

随着半导体工业已步入到纳米技术工艺节点以追求更高的器件密度、更高的性能和较低的成本，来自制造和设计问题的挑战已导致诸如鳍式场效应晶体管(Fin FET)以及具有高k(介电常数)材料的金属栅极结构的使用的三维设计的发展。金属栅极结构经常通过使用栅极替换技术制造，并且源极和漏极通过使用外延生长方法形成。

发明内容

根据本发明的实施例，提供了一种制造包括FinFET的半导体器件的方法，方法包括：在衬底上方形成第一鳍片结构和第二鳍片结构，第一和第二鳍片结构沿平面图中的第一方向延伸；在衬底上方形成隔离绝缘层以使第一和第二鳍片结构的下部嵌入隔离绝缘层中并且第一和第二鳍片结构的上部由隔离绝缘层暴露；在第一和第二鳍片结构的一部分上方形成栅极结构，栅极结构包括栅极图案、设置在栅极图案及第一和第二鳍片结构之间的介电层、以及设置在栅极图案上方的帽盖绝缘层，栅极结构沿平面图中的与第一方向相交的第二方向延伸；凹陷第一和第二鳍片结构的上部至等于或者低于隔离绝缘层的上表面的水平；在凹陷的第一和第二鳍片结构的上方形成第一外延层；以及在第一外延层的上方形成第二外延层，从而形成外延源极/漏极结构，其中：在形成第一外延层时，V形结构形成在与第一和第二鳍片结构之间被凹陷的区域对应的区域中，并且在V形的底部处通过第二外延层形成第一孔隙。

根据本发明的实施例，提供了一种制造包括FinFET的半导体器件的方法，方法包括：在衬底上方形成第一鳍片结构和第二鳍片结构，第一和第二鳍片结构沿平面图中的第一方向延伸；在衬底上方形成隔离绝缘层以使第一和第二鳍片结构的下部嵌入隔离绝缘层中并且第一和第二鳍片结构的上部由隔离绝缘层暴露；在第一和第二鳍片结构的一部分上方形成栅极结构，栅极结构包括栅极图案、设置在栅极图案及第一和第二鳍片结构之间的介电层、以及设置在栅极图案上方的帽盖绝缘层，栅极结构沿平面图中的与第一方向相交的第二方向延伸；凹陷第一和第二鳍片结构的上部至等于或者低于隔离绝缘层的上表面的水平；在凹陷的第一和第二鳍片结构的上方形成第一外延层；在第一外延层的上方形成第二外延层；以及在第二外延层的上方形成第三外延层，从而形成外延源极/漏极结构，其中：在形成第一外延层时，第一V形结构形成在与第一和第二鳍片结构之间被凹陷的区域对应的区域中，在第一V形的底部处通过第二外延层形成第一孔隙，在形成第二外延层时，第二V形结构形成在第一V形的上方，并且在第二V形的底部处通过第三外延层形成第二孔隙。

根据本发明的实施例，提供了一种半导体器件，包括：隔离绝缘层，设置在衬底上方；第一鳍片结构和第二鳍片结构，均设置在衬底上方，第一和第二鳍片结构沿平面图中的第一方向延伸；栅极结构，设置在第一和第二鳍片结构的一部分上方，栅极结构沿平面图中的与第一方向相交的第二方向延伸；源极/漏极结构；第一孔隙，形成在源极/漏极结构中；以及第二孔隙，形成在源极/漏极结构中并且位于第一孔隙上方。

附图说明

当结合附图进行阅读时，从以下详细描述可最佳理解本发明。应该强调，根据工业中的标准实践，各个部件未按比例绘制并且仅仅用于说明的目的。实际上，为了清楚讨论，各个部件的尺寸可以任意地增大或缩小。

图1至图12示出了根据本公开的一个实施例用于制造FinFET器件的不同阶段的示意性截面图。

图13和图14示出了根据本公开的另一个实施例用于制造FinFET器件的不同阶段的示意性截面图。