DE102018124815A1 - FIN field effect transistor device and method - Google Patents
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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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- H01L29/66007—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 adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. 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
Abstract
Ein Verfahren weist das Bilden einer ersten Finne, die über einem Substrat herausragt, auf, wobei die erste Finne einen PMOS-Bereich aufweist; 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; und das Bilden einer zweiten Abstandsschicht über der ersten Abstandsschicht. Das Verfahren weist weiter 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 auf, wobei sich das erste Source-/Drain-Material entlang der oberen Oberfläche und der Seitenwände der ersten Finne in dem PMOS-Bereich One method includes forming a first fin protruding above a substrate, the first fin having a PMOS region; forming a first gate structure over the first fin in the PMOS region; forming a first spacer layer over the first fin and the first gate structure; and forming a second spacer layer over the first spacer layer. The method further includes performing a first etching process to remove the second spacer layer from a top surface and sidewalls of the first fin in the PMOS region; performing a second etching 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 region, wherein the first source / drain material extends along the top surface and sidewalls of the first fin in the PMOS region
Description
PRIORITÄTSANSPRUCH UND QUERVERWEISPRIORITY CLAIM AND CROSS-REFERENCE
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIKGENERAL PRIOR 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 improvement in the integration density of a variety of electronic components (e.g., transistors, diodes, resistors, capacitors, etc.). In most cases, this improvement in integration density has consisted of repeated reductions in the minimum element size that allows more components to be integrated in 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.Fin Field Effect Transistor (FinFET) devices are commonly used in integrated circuits. FinFET devices have a three-dimensional structure that includes a semiconductor fin protruding from a substrate. A gate structure configured to control the flow of charge carriers within a conductive channel of the FinFET device settles around the semiconductor fin. In a triple gate FinFET device, the gate structure is laid around three sides of the semiconductor fin, forming conductive channels on three sides of the semiconductor fin.
Figurenlistelist of figures
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 FIG. 12 illustrates a FinFET in a perspective view in accordance with some embodiments. FIG. - The
2 .3A .3B .4A to4C .5A to5F .6A to6C .7A to7C .8A to8C .9A to9C .10A to10C .11A to11C .12A to12C and13 to16 FIGS. 10 are various views (eg, plan views, cross-sectional views) of a FinFET device at various stages of fabrication in accordance with some embodiments. -
17 FIG. 12 illustrates a flowchart of a method of forming a semiconductor device. FIG.
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 implementing various features of the invention. Specific examples of components and arrangements are described below to simplify the present disclosure. These are just examples, of course, and they are not intended to be limiting. Forming a first feature over or on a second feature in the following description, for example, may include embodiments in which the first and second features are formed in direct contact, and may also include embodiments in which additional features are interposed between the first and second features second feature may be formed so that the first and the second feature 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 to facilitate the description of the relationship of one feature or feature to one or more other features or features to describe how they are illustrated in the figures. The spatial terms may be intended to include different orientations of the component in use or operation in addition to the orientation depicted in the figures. The device may be oriented differently (rotated 90 degrees or to 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
Optional kann eine andere strukturierte Maskenschicht (nicht gezeigt) gebildet werden, um den Bereich
Bei anderen Ausführungsformen ersetzt das Halbleitermaterial
Die Halbleitermaterialien
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
Die strukturierte Maske
Bei einigen Ausführungsformen werden die Halbleiterfinnen
Die Finnen
Wie erwähnt, wird ein oberer Abschnitt des Substrats
Variationen der Struktur und des Bildungsverfahrens der Finnen
Wie in den
Unter Bezugnahme auf die
Bei einigen Ausführungsformen weisen die Isolationsbereiche
Danach wird das Isolationsmaterial vertieft, um Isolationsbereiche
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
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
Die
Die
Anschließend, wie in den
In Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen wird ein erstes Material der ersten Abstandsschicht
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
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 (
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 4 Millitorr (mTorr) bis etwa 50 mTorr. 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
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
Dann werden, wie in den
Obwohl das in den
Bei einigen Ausführungsformen ist der resultierende FinFET in dem Bereich
Die epitaktischen Source-/Drain-Bereiche
Aufgrund der mehrschichtigen Struktur (zum Beispiel erste Abstandsschicht
Nachfolgend werden in den
Dann können LDD-Bereiche, obwohl das nicht veranschaulicht ist, in den Finnen
Dann werden epitaktische Source-/Drain-Bereiche
Wie in
Wie in den
Unter Bezugnahme auf
Wie in den
Die epitaktischen Source-/Drain-Bereiche
Wie in den
Die
Unter Bezugnahme auf
Bei einigen Ausführungsformen wird die dielektrische Gate-Schicht
Dann wird eine Sperrschicht
Dann wird eine Keimschicht
Dann wird ein leitfähiges Material über der Keimschicht gebildet, um die Vertiefungen zu füllen, um die Gate-Elektrode
Dann wird unter Bezugnahme auf
Dann werden in
Die Sperrschicht
Dann wird in
Sobald die Keimschicht
Sobald die Kontaktöffnungen
Unter Bezugnahme auf
Ausführungsformen können Vorteile erzielen. Die offenbarte mehrschichtige Abstandstruktur mit der ersten Abstandsschicht
Bei einer Ausführungsform weist ein Verfahren das 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.In an embodiment, a method comprises forming a first fin projecting above a substrate, the first fin having a PMOS region; forming a first gate structure over the first fin in the PMOS region; 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 etching process to remove the second spacer layer from a top surface and sidewalls of the first fin in the PMOS region; performing a second etching 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 over the first fin in the PMOS region, wherein the first source / drain extends along the top surface and sidewalls of the first fin in the PMOS region. In one embodiment, the first spacer layer and the second spacer layer are formed of different materials. In one embodiment, performing the first etching process includes performing an anisotropic etch process. In one embodiment, after performing the first etching process, the first spacer layer over the top surface and the sidewalls of the first fin is exposed in the PMOS region, and a remaining portion of the second spacer layer extends along sidewalls of the first gate structure and first spacer layer is between the remaining portion of the second spacer layer and the first gate structure. In one embodiment, the second etch process exposes the top surface and sidewalls of the first fin in the PMOS region. In one embodiment, performing the first etching process comprises performing a plasma etching process, the plasma etching process comprising a first plasma etching step and a second plasma etching step, wherein the first plasma etching step is performed using tetrafluoromethane (CF 4 ) , and the second plasma etching step is performed using oxygen (O 2 ). In one embodiment, performing the second etching process includes performing a chemical etching process, wherein the chemical etching process comprises 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 that uses hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) and ozone (O 3 ), the second step is performed using dilute hydrofluoric acid (dHF), the third step is 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 comprises an NMOS region, the method further comprising forming a second gate structure over the first fin in the NMOS region, wherein the first spacer layer and the second spacer layer are over the second gate structure forming a patterned mask layer to cover the NMOS region prior to performing the first etching process; and removing the patterned mask layer after epitaxially growing the first source / drain material. In one embodiment, after the epitaxial growth of the first source / drain material, the method further comprises removing remaining portions of the second spacer layer in the PMOS region and the NMOS region; and epitaxially growing a second source / drain over the first fin in the NMOS region. In an embodiment, epitaxially growing the second source / drain material comprises removing a portion of the first spacer layer to expose an upper surface of the first fin in the NMOS region; deepening the upper surface of the first fin in the NMOS region; and epitaxially growing the second source / drain material over the recessed top surface of the first fin in the NMOS region.
Bei einer Ausführungsform weist ein Verfahren das 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.In an embodiment, a method includes forming a fin projecting above a substrate, the fin having a PMOS region and an NMOS region; forming a first gate over the fin in the PMOS region; forming a second gate over the fin in the NMOS region; forming a first spacer layer over the fin, the first gate and the second gate; forming a second spacer layer different from the first spacer layer over the first spacer layer; forming a patterned mask layer to cover the NMOS region while leaving the PMOS region exposed; and after forming the patterned mask layer, performing a first etching process to remove the second spacer layer from a top surface and sidewalls of the first fin in the PMOS region; performing a second etching process to remove the first spacer layer from the top surface and the sidewalls of the fin in the PMOS region, thereby exposing the top surface and side walls of the fin in the PMOS region; and epitaxially growing a first semiconductor material along the top surface and the sidewalls of the fin in the PMOS area. 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 wherein the second spacer layer is formed using a material selected from the group consisting of which consists essentially of silicon nitride and silicon carbonitride. In one embodiment, the first etching process includes a dry etching process, and the second etching process includes a wet etching process. In one embodiment, performing the first etching process includes performing a plasma etching process using carbon monoxide, tetrafluoromethane, oxygen, or ozone. In one embodiment, after the epitaxial growth of the first semiconductor material, the method further comprises removing the patterned mask layer; deepening a top surface of the fin in the NMOS region; and epitaxially growing a second semiconductor material over the recessed upper surface of the fin in the NMOS region.
Bei einer Ausführungsform weist ein Halbleiterbauteil 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. 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 weist das Halbleiterbauteil weiter erste Abstandshalter auf gegenüberliegenden Seitenwänden des zweiten Abschnitts der Finne in dem NMOS-Bereich auf, und gegenüberliegende Seitenwände des ersten Abschnitts der Finne in dem PMOS-Bereich sind frei von ersten Abstandhaltern. 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.In one embodiment, a semiconductor device includes a fin projecting above a substrate, the fin having a first portion and a second portion, wherein the first portion is in a PMOS region and the second portion is in an NMOS region ; a first gate structure over the first portion of the fin in the PMOS region; a second gate structure over the second portion of the fin in the NMOS region; first epitaxial source / drain regions on opposite sides of the first gate structure and over the first portion of the fin, the first epitaxial source / drain regions being in the PMOS region and extending along a first top surface and first sidewalls extend the first portion of the fin; and second epitaxial source / drain regions on opposite sides of the second gate structure and over the second portion of the fin, wherein the second epitaxial source / drain regions in the NMOS region and over a second top surface of the second region Finn are in the NMOS range. 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 semiconductor device further includes first spacers on opposite sidewalls of the second portion of the fin in the NMOS region, and opposite sidewalls of the first portion of the fin in the PMOS region are free of first spacers. In one embodiment, the first upper surface of the first portion of the fin extends farther from the substrate than the second upper surface of the second portion of the fin.
Oben Stehendes umreißt die Merkmale mehrerer Ausführungsformen derart, dass der Fachmann die Aspekte der vorliegenden Offenbarung besser versteht. Der Fachmann sollte zu schätzen wissen, dass er die vorliegende Offenbarung ohne Weiteres als eine Grundlage zum Konzipieren oder Ändern anderer Prozesse und Strukturen zum Ausführen derselben Zwecke und/oder Erzielen derselben Vorteile der Ausführungsformen, die hier eingeführt werden, verwenden kann. Der Fachmann sollte auch erkennen, dass solche äquivalenten Konstruktionen nicht vom Geist und Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung abweichen, und dass er diverse Änderungen, Ersetzungen und Abänderungen hier ohne Abweichen vom Geist und Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung ausführen kann.The above outlines the features of several embodiments such that those skilled in the art will better understand the aspects of the present disclosure. One skilled in the art should appreciate that he may readily use the present disclosure as a basis for designing or changing other processes and structures for carrying out the same purposes and / or achieving the same advantages of the embodiments introduced herein. One skilled in the art should also recognize that such equivalent constructions do not depart from the spirit and scope of the present disclosure, and that it can make various changes, substitutions, and alterations herein without departing from the spirit and scope of the present disclosure.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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