鰭式場效應管及其制作方法
【技術領域】
[0001]本申請涉及半導體制造技術，具體而言，涉及一種鰭式場效應管及其制作方法。
【背景技術】
[0002]隨著半導體技術的發展，半導體器件的性能穩步提高。從結構上來看，半導體器件也由單柵半導體器件發展為多柵半導體器件。目前，鰭式場效應晶體管(Fin field-effecttransistors ；Fin FETs)作為多柵半導體器件的代表被廣泛使用。
[0003]圖1示出了現有鰭式場效應管的立體結構示意圖。如圖1所示，現有鰭式場效應管包括半導體襯底10’，在半導體襯底10’上形成有突出的鰭片14’，介質層11’覆蓋半導體襯底10’表面以及鰭片14’的一部分側壁；柵極結構橫跨在鰭片14’上，該柵極結構包括柵電極12’和位于柵電極12’兩側的柵電極間隙壁13’。
[0004]與平面晶體管相似，可在鰭式場效應晶體管的鰭片14’上的源極區與漏極區形成源極與漏極。然而，由于鰭式場效應晶體管的鰭片通常很窄，因此會發生電流聚焦(currentCTowding)現象。此外，要在較窄的鰭片源極/漏極上放置接觸插塞很困難。為了解決鰭片體積較窄的問題，現有技術采用外延工藝在鰭片上形成了外延半導體層，從而增加了鰭片的體積。
[0005]然而，利用外延工藝增加鰭片體積的制作方法存在一些缺點，下面將結合圖2進一步說明現有制作工藝存在的缺點。圖2所示結構是在圖1的基礎上生長了外延層后的鰭式場效應晶體管結構示意圖，是圖1垂直于A-A方向的結構示意圖。其中，外延層22’生長在鰭片14’的源漏區上。與傳統的平面晶體管相比較，鰭式場效應晶體管的源漏區為鰭片14’的一部分，其體積并未被淺溝槽隔離區(shallow trench isolat1n ;STI)局限,可根據半導體器件設計需要調整源漏區的體積。但由于外延層22’通常是由純硅形成，這樣在(111)結晶面上的生長率小于其他結晶面，外延層22’會橫向延伸，并形成多個面8’(facet)，這會造成相鄰的鰭片上所生長的外延層之間的橫向距離過度地減小。再者，如圖3所示，由于相鄰的鰭片上所生長的外延層之間的橫向距離過度地減小，相鄰的鰭片14’上所生長的外延層22’的融合也會造成不希望的空隙30’產生。

【發明內容】

[0006]本申請旨在提供一種鰭式場效應管及其制作方法，以解決現有技術中生長在鰭片上外延層的外表面會產生矩形(或近似矩形)的輪廓而造成的相鄰鰭片上所生長的外延層之間距離過縮減的技術問題。
[0007]本申請提供的鰭式場效應管的制作方法包括:S101，在半導體襯底上形成鰭片，并在鰭片上形成柵極結構；S102，在鰭片上形成源漏區，并對源漏區進行刻蝕形成源漏區溝槽；S103，在源漏區溝槽內依次沉積第一外延層和第二外延層，其中，第一外延層為碳摻雜濃度小于第二外延層為碳摻雜濃度。
[0008]本申請提供的鰭式場效應管，包括形成在半導體襯底上的介質層和鰭片、柵極結構及設置在鰭片上的外延層，外延層包括在鰭片的源漏區溝槽內依次沉積的第一外延層和第二外延層，其中，第一外延層為碳摻雜濃度小于第二外延層為碳摻雜濃度。
[0009]應用本申請的技術方案，外延層由第一外延層和第二外延層組成，其中，第一外延層為碳摻雜濃度小于第二外延層為碳摻雜濃度。由于鰭片上設置有源漏區溝槽，且與該源漏區溝槽直接接觸的第一外延層的碳含量濃度較低，而設置在第一外延層上的第二外延層碳含量濃度較高，這樣外延層在生長的過程中就不會形成多個面，也就不會形成矩形的輪廓，外延層橫向衍生的距離比較短，相鄰的外延層就不會粘在一起，從而克服了現有技術中生長在鰭片上外延層的外表面會產生矩形(或近似矩形)的輪廓而造成的相鄰鰭片上所生長的外延層之間距離過縮減的技術問題。
【附圖說明】
[0010]構成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本申請的進一步理解，本申請的示意性實施方式及其說明用于解釋本申請，并不構成對本申請的不當限定。在附圖中:
[0011]圖1示出了現有鰭式場效應管的局部立體結構示意圖；
[0012]圖2不出了垂直于圖1A-A方向的鰭式場效應管剖面結構不意圖；
[0013]圖3示出了相鄰鰭片垂直于A-A方向的鰭式場效應管剖面結構示意圖；
[0014]圖4示出了本申請實施方式所提供的鰭式場效應管制作方法的流程示意圖；
[0015]圖5示出了在鰭片源漏區刻蝕形成源漏區溝槽的剖面結構示意圖(沿圖1中的A-A方向)；
[0016]圖6示出了在圖5的源漏區溝槽中形成第一外延層后的剖面結構示意圖；
[0017]圖7示出了在圖6中的第一外延層上形成第二外延層后的剖面結構示意圖；
[0018]圖8示出了根據圖7的結構垂直于A-A方向的剖面結構示意圖；
[0019]圖9示出了本申請【具體實施方式】提供的鰭式場效應管外延層中第一外延層和第二外延層中碳濃度的變化趨勢圖；
[0020]圖10示出了本申請另一【具體實施方式】提供的鰭式場效應管外延層中第一外延層和第二外延層中碳濃度的變化趨勢圖；以及
[0021]圖11示出了本申請又一【具體實施方式】提供的鰭式場效應管外延層中第一外延層和第二外延層中碳濃度的變化趨勢圖。
【具體實施方式】
[0022]需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施方式及實施方式中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結合實施方式來詳細說明本申請。
[0023]為了便于描述，在這里可以使用空間相對術語，如“在……之上”、“在……上方”、“上面的”等，用來描述如在圖中所示的一個器件或特征與其他器件或特征的空間位置關系。應當理解的是，空間相對術語旨在包含除了器件在圖中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附圖中的器件被倒置，則描述為“在其他器件或構造上方”或“在其他器件或構造之上”的器件之后將被定位為“在其他器件或構造下方”或“在其他器件或構造之下”。因而，示例性術語“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”兩種方位。該器件也可以其他不同方式定位(旋轉90度或處于其他方位)，并且對這里所使用的空間相對描述作出相應解釋。
[0024]從【背景技術】的介紹可以看出，現有鰭式場效應管存在相鄰鰭片上所生長的外延層之間的橫向距離過度減小的技術問題，所以本申請提出了一種鰭式場效應管制作方法，該制作方法的流程示意圖如圖4所示。
[0025]該鰭式場效應管的制作方法，包括SlOl，在半導體襯底上形成鰭片，并在鰭片上形成柵極結構；S102，在鰭片上形成源漏區，并對源漏區進行刻蝕形成源漏區溝槽；S103，在源漏區溝槽內依次沉積第一外延層和第二外延層，其中，第一外延層為碳摻雜濃度小于第二外延層為碳摻雜濃度。
[0026]應用本申請的技術方案，外延層不同于現有外延層的設置，由第一外延層和第二外延層組成，第一外延層為碳摻雜濃度小于第二外延層為碳摻雜濃度。由于鰭片上設置有源漏區溝槽，這樣外延層可以有效地加壓于源漏區溝槽，改善鰭式場效應管的性能；由于與源漏區溝槽直接接觸的第一外延層的碳含量濃度較低，而設置在第一外延層上的第二外延層碳含量濃度較高，這樣外延層在生長的過程中，由于碳元素的存在，破壞了硅原先規則的晶型結構，就不會形成多個面，也就不會形成矩形輪廓，外延層橫向生長的距離比較短，相鄰的外延層就不會粘在一起，從而克服了現有外延層的矩形(或近似矩形)輪廓而造成的相鄰鰭片上所生長的外延層之間距離過度縮減的技術問題。另外，由于第一外延層的碳含量濃度較低，而設置在第一外延層上的第二外延層碳含量濃度較高，這樣也有利于外延層與鰭片的良好結合。
[0027]下