[发明专利]鳍式场效应晶体管装置的制造方法

说明书

技术领域

本发明有关于半导体装置的制造方法，还特别有关于鳍式场效应晶体管装置的制造方法。

背景技术

双栅极金属氧化半导体场效应晶体管(double-gate MOSFET)将两个栅极结构合并于单一元件中的金属氧化半导体场效应晶体管。由于这种元件的结构包含由基底延伸出的“鳍”，因此也被称做鳍式场效应晶体管(FinFET)。鳍式场效应晶体管可利用一般金属氧化半导体场效应晶体管的技术制造。一般的鳍式场效应晶体管制造于具有其上覆盖有绝缘层的硅层上，且上述装置会由绝缘层延伸而出，如同硅层的鳍。场效应晶体管的沟道(channel)形成于此垂直的鳍中。而双栅极结构形成于鳍上。双栅极结构的优点是，由于在沟道两端上都具有栅极结构，因此栅极结构能够自沟道两端进行控制动作。而鳍式场效应晶体管的优点还包含减少短沟道效应(short channel effect)以及增加电流量。其它的鳍式场效应晶体管装置可包含三或更多个有效应的栅极结构。

然而现有的鳍式场效应晶体管技术仍有需要克服的问题。例如，一般利用离子注入工艺(ion implantation)形成轻掺杂漏极(lightly doped drain，LDD)。然而，离子注入工艺会使鳍具有非均一性的掺杂分布(non-conformal dopingprofile)(例如，鳍顶部的掺杂量大于靠近基底的鳍底部的掺杂量)。此非均一性的掺杂分布可造成包含与短沟道效应相关的问题。利用倾斜角度注入技术(tilt implant)可改进非均一性掺杂分布的问题，但缺点是会造成阴影遮蔽效应(shadowing effect)。而由于浸没式等离子体离子注入技术所具有的离子能量太低，因此无法满足鳍式场效应晶体管装置其性能所要的需求。

因此需要一种改善制造鳍式场效应晶体管装置的方法。本发明即提供这样的方法。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，提出本发明。

为达成上述目的，本发明的实施例提供一种鳍式场效应晶体管装置的制造方法，包括下列步骤：提供基底，其包含第一鳍及第二鳍；形成第一材料层于该第一鳍上，其中该第一材料层包含第一种类的杂质；提供第二种类的杂质于该第二鳍上；以及对该基底进行高温工艺，该基底包含该第一材料层及该第二种类的杂质。

如上所述的鳍式场效应晶体管装置的制造方法，其中该基底所进行的该高温工艺使该第一种类的杂质趋入至该第一鳍中，且使该第二种类的杂质趋入至该第二鳍中。

如上所述的鳍式场效应晶体管装置的制造方法，其中该第一鳍包含N型鳍式场效应晶体管装置的沟道，且该第二鳍包含P型鳍式场效应晶体管装置的沟道。

如上所述的鳍式场效应晶体管装置的制造方法，其中该第一材料层的制造方法包含：沉积硅玻璃层于包含该第一鳍的周围区域及该第二鳍的周围区域的基底上；以及蚀刻该硅玻璃层，以移除该第二鳍的周围区域的该硅玻璃层。

如上所述的鳍式场效应晶体管装置的制造方法，其中还包含：在该高温工艺后，自该基底移除该第一材料层。

如上所述的鳍式场效应晶体管装置的制造方法，其中提供该第二种类的杂质于该基底的工艺，包含形成含有该第二种类的杂质的硅玻璃层，其中该硅玻璃层所含有的该第二种类的杂质不同于该硅玻璃层所含有的该第一种类的杂质。

如上所述的鳍式场效应晶体管装置的制造方法，其中提供该第二种类的杂质于该基底的工艺，包含利用气相工艺对该第二种类的杂质进行扩散步骤。

如上所述的鳍式场效应晶体管装置的制造方法，还包含：在提供该第二种类的杂质前，进行预先非晶化掺杂工艺。

如上所述的鳍式场效应晶体管装置的制造方法，其中该高温工艺包含快速热退火工艺。

本发明的另一实施例也提供一种鳍式场效应晶体管装置的制造方法，包括下列步骤：提供基底，其包含第一鳍及第二鳍；形成磷硅玻璃层于包含该第一鳍的周围区域的该基底上；进行气相工艺，在包含该第二鳍的周围区域的该基底上形成硼元素的扩散层；以及对包含该磷硅玻璃层及该硼元素的扩散层的基底进行退火工艺，该退火工艺使磷元素自该磷硅玻璃层趋入至该第一鳍中，且使硼元素自该硼元素的扩散层趋入至该第二鳍中。

如上所述的鳍式场效应晶体管装置的制造方法，其中还包含：沉积氧化层于该磷硅玻璃层上。

如上所述的鳍式场效应晶体管装置的制造方法，其中进行该退火工艺的该基底形成N型掺杂的第一鳍及P型掺杂的第二鳍；该N型掺杂的第一鳍包含N型金氧半导体鳍式场效应晶体管装置中的沟道，该P型掺杂的第二鳍包含P型金属氧化物半导体鳍式场效应晶体管装置中的沟道。