本發(fā)明實施例涉及帶有固相擴散的集成電路結(jié)構(gòu)和方法。

背景技術(shù)：

半導(dǎo)體集成電路(ic)工業(yè)已經(jīng)經(jīng)歷了指數(shù)增長。ic材料和設(shè)計中的技術(shù)進(jìn)步產(chǎn)生了數(shù)代的ic，其中每一代ic都比上一代ic具有更小且更復(fù)雜的電路。在ic演化過程中，功能密度(即，每芯片面積的互連器件的數(shù)量)已經(jīng)普遍增大，而幾何尺寸(即，可以使用制造工藝產(chǎn)生的最小組件(或線))已經(jīng)減小。通常這種按比例縮小工藝通過提高生產(chǎn)效率和降低相關(guān)成本而帶來益處。

這樣的按比例縮小也增大了處理和制造ic的復(fù)雜度，并且為了實現(xiàn)這些進(jìn)步，需要ic加工和制造中的類似發(fā)展。例如，已經(jīng)引入諸如鰭式場效應(yīng)晶體管(finfet)的三維晶體管來替代平面晶體管。此外，還引入了極紫外光刻用于形成ic圖案。盡管現(xiàn)有的finfet器件以及制造finfet器件的方法一般能夠滿足它們預(yù)期的目的，但是它們不能在所有方面都完全令人滿意。例如，由于屏蔽效應(yīng)、由溝道區(qū)域中摻雜劑剩余引起的遷移率降低及其他問題，使得抗穿通注入無法適當(dāng)?shù)貓?zhí)行。例如，缺陷被引入溝道和淺溝槽隔離部件之間的界面，并引起漏電流，尤其對于高遷移率溝道而言。因此，需要用于集成電路結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)及其制造方法來解決上述問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，提供了一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，包括：鰭有源區(qū)域，形成在半導(dǎo)體襯底中并且橫跨在第一淺溝槽隔離部件的第一側(cè)壁和第二淺溝槽隔離部件的第二側(cè)壁之間；第一導(dǎo)電類型的抗穿通部件，其中，所述抗穿通部件形成在所述鰭有源區(qū)域上，橫跨所述第一側(cè)壁和所述第二側(cè)壁并且具有第一摻雜濃度；以及第一導(dǎo)電類型的溝道材料層，設(shè)置在所述抗穿通部件上并且具有小于所述第一摻雜濃度的第二摻雜濃度。

根據(jù)本發(fā)明的另一些實施例，還提供了一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，包括：半導(dǎo)體襯底，具有彼此相對的第一表面和第二表面；第一鰭部件和第二鰭部件，形成在所述半導(dǎo)體襯底的第一表面上，其中，所述第一鰭部件橫跨第一淺溝槽隔離部件和第二淺溝槽隔離部件之間的第一寬度，并且所述第二鰭部件橫跨所述第二淺溝槽隔離部件和第三淺溝槽隔離部件之間的第二寬度，所述第二寬度大于所述第一寬度；第一抗穿通部件，形成在所述第一鰭部件上并從所述第一淺溝槽隔離部件延伸至所述第二淺溝槽隔離部件；以及第二抗穿通部件，形成在所述第一鰭部件上并從所述第二淺溝槽隔離部件延伸至所述第三淺溝槽隔離部件，其中，所述第一抗穿通部件和所述第二抗穿通部件分別從所述第二表面以第一距離和第二距離設(shè)置，并且所述第二距離小于所述第一距離。

根據(jù)本發(fā)明的又一些實施例，還提供了一種制造半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法，包括：在半導(dǎo)體襯底上形成鰭部件；通過選擇性蝕刻凹進(jìn)所述鰭部件；形成含摻雜劑的固體材料層；將所述摻雜劑從所述固體材料層驅(qū)動至所述鰭部件，從而分別在所述鰭部件上形成抗穿通部件；去除所述固體材料層；以及通過外延生長在所述抗穿通部件上形成溝道材料層。

附圖說明

當(dāng)結(jié)合附圖進(jìn)行閱讀時，根據(jù)下面詳細(xì)的描述可以更好地理解本發(fā)明的各方面。應(yīng)該注意的是，根據(jù)工業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)實踐，各種部件沒有被按比例繪制。實際上，為了清楚的討論，各種部件的尺寸可以被任意增加或減少。

圖1是根據(jù)一些實施例的集成電路制造方法的流程圖。

圖2是根據(jù)一些實施例構(gòu)造的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的立體圖。

圖3a和圖3b是根據(jù)一些實施例的分別沿著x方向和y方向的圖2的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的截面圖。

圖4、圖5、圖6、圖7、圖8、圖9、圖10、圖11、圖12、圖13、圖14、圖15、圖16和圖17是根據(jù)一些實施例構(gòu)造的在各個制造階段的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的截面圖。

圖18是根據(jù)一些實施例構(gòu)造的圖17的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的局部的截面圖。

具體實施方式

以下公開的內(nèi)容提供了多種不同實施例或?qū)嵗?，用于實現(xiàn)本發(fā)明的不同部件。以下將描述組件和布置的特定實例以簡化本發(fā)明。當(dāng)然，這些僅是實例并且不旨在限制本發(fā)明。例如，在以下描述中，在第二部件上方或上面形成第一部件可以包括第一部件和第二部件直接接觸的實施例，也可以包括其他部件可以形成在第一部件和第二部件之間使得第一部件和第二部件不直接接觸的實施例。另外，本發(fā)明可以在多個實例中重復(fù)參考符號和/或字符。這種重復(fù)用于簡化和清楚，并且其本身不表示所述多個實施例和/或配置之間的關(guān)系。

此外為了便于描述，諸如“在…下面”、“在…下方”、“下”、“在…上方”、“上”等空間相對位置術(shù)語在本文中可以用于描述如附圖所示的一個元件或部件與另一個(或另一些)元件或部件的關(guān)系。除了圖中描述的方位外，這些空間相對位置術(shù)語旨在包括器件在使用或操作中的不同方位。例如，如果翻轉(zhuǎn)附圖中的器件，描述為在其他元件或部件“下方”或“下面”的元件將定向為在其他元件或部件的“上方”。因此，示例性術(shù)語“在…下方”可以包括在上方和在下方兩種方位。器件可以以其他方式定向(旋轉(zhuǎn)90度或在其他方位上)，并因此對本文中使用的空間相對位置描述符進(jìn)行同樣的解釋。

本公開涉及但不限于鰭式場效應(yīng)晶體管(finfet)器件。例如，finfet器件可以是包括p型金屬氧化物半導(dǎo)體(pmos)finfet器件和n型金屬氧化物半導(dǎo)體(nmos)finfet器件的互補金屬氧化物半導(dǎo)體(cmos)器件。以下公開將繼續(xù)以finfet為例來描述本發(fā)明的各個實施例。然而應(yīng)當(dāng)理解，本申請不應(yīng)限制在器件的特定類型，除非明確指出。

圖1是根據(jù)一些實施例構(gòu)造的用于制造半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)(特別地包括具有一個或多個finfet器件的finfet結(jié)構(gòu))200的方法100的流程圖。根據(jù)一些實施例，圖2是半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)200的立體圖；圖3a和圖3b是分別沿著x方向和y方向的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)200的截面圖；圖4至圖17是在各個制造階段的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)200的截面圖；以及圖18是圖17的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)200的局部的截面圖。應(yīng)當(dāng)理解，額外的步驟可以在該方法之前、期間以及之后執(zhí)行，并且所描述的一些步驟可以被替換或除去以用于該方法的其他實施例。參照各個附圖共同地描述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)200以及制造該結(jié)構(gòu)的方法100。

參照圖1、圖2、圖3a和圖3b，方法100開始于102，在102中提供具有襯底210的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)200并且在半導(dǎo)體襯底210上形成鰭有源區(qū)域216。襯底210包括用于nmos(也稱為nmos區(qū)域)212的第一區(qū)域以及用于pmos(也稱為pmos區(qū)域)214的第二區(qū)域。在該實施例中，襯底210是塊狀硅襯底。在進(jìn)一步的實施例中，襯底210是硅晶圓。在一些實施例中，襯底210可以包括元素半導(dǎo)體，例如晶體結(jié)構(gòu)中的鍺；化合物半導(dǎo)體，例如硅鍺、碳化硅、砷化鎵、磷化鎵、磷化銦、砷化銦和/或銻化銦；或它們的組合。在進(jìn)一步的實施例中，這些半導(dǎo)體材料薄膜可在硅晶圓上外延生長。

在另一實施例中，襯底210具有包括絕緣體上硅(soi)結(jié)構(gòu)，soi結(jié)構(gòu)位于襯底中的絕緣層。示例性的絕緣層可以是埋氧層(box)。soi襯底可通過使用注氧隔離(simox)、晶圓接合和/或其他適合的方法來制造。在現(xiàn)有技術(shù)中，襯底210可包括取決于設(shè)計要求的不同摻雜部件。摻雜部件可摻雜有p型摻雜劑，例如硼；n型摻雜劑，例如磷或砷；或它們的組合物。摻雜部件可以通過離子注入形成。

在襯底210上形成一個或多個鰭有源區(qū)域(鰭)216。鰭216包括半導(dǎo)體材料，作為有源區(qū)域。在一些實施例中，鰭216包括硅并且作為襯底210的一部分從襯底210延伸。在一些其他實施例中，鰭216附加地或可選地包括通過諸如外延生長的適當(dāng)?shù)募夹g(shù)形成的其他半導(dǎo)體材料，例如硅鍺和/或碳化硅。鰭有源區(qū)域216可具有多種半導(dǎo)體材料和不同結(jié)構(gòu)用于改善器件性能，例如高遷移率溝道。在一些實例中，鰭有源區(qū)域216可包括硅、硅鍺、應(yīng)變的絕緣體上硅(ssoi)、絕緣體上鍺(goi)或它們的組合。

半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)200還包括設(shè)置在襯底210上并水平圍繞鰭部件216的多個隔離部件218。在該實施例中，隔離部件218是淺溝槽隔離(sti)部件218并且包括一種或多種介電材料，例如氧化硅、低k介電材料、氣隙、其他適當(dāng)?shù)慕殡姴牧匣蛩鼈兊慕M合。

在一些實施例中，鰭216由任意適當(dāng)?shù)墓に囆纬?，包括沉積、光刻和/或蝕刻工藝。在一個實施例中，鰭216和dti部件218共同由以下工藝形成，包括：圖案化襯底210以形成溝槽、以一種或多種介電材料填充溝槽、以及拋光襯底210以去除多余的介電材料并且平坦化頂面。在進(jìn)一步的實施例中，圖案化襯底210可包括形成硬掩模以及穿過硬掩模的開口對襯底210應(yīng)用蝕刻工藝以在襯底210中形成溝槽。硬掩?？捎梢韵鹿に囆纬?，包括：沉積硬掩模材料層和蝕刻硬掩模材料層。在一些實例中，硬掩模材料層包括隨后沉積在襯底210上的氧化硅和氮化硅。硬掩模層212可通過熱氧化、化學(xué)汽相沉積(cvd)、原子層沉積(ald)或任意其他合適的方法形成。形成硬掩模的工藝進(jìn)一步包括通過光刻工藝形成圖案化的光刻膠(抗蝕劑)層、以及通過圖案化的光刻膠層的開口蝕刻硬掩模材料層以將開口轉(zhuǎn)移至硬掩模材料層。示例性的光刻工藝可包括形成光刻膠層、通過光刻曝光工藝曝光光刻膠層、執(zhí)行曝光后烘焙工藝、以及顯影光刻膠層以形成圖案化的光刻膠層。光刻工藝可以可選地由其他技術(shù)替換，諸如電子束直寫(writing)、粒子束直寫、無掩模圖案化或分子印刷。在一些實施例中，圖案化的光刻膠層可以直接用作蝕刻工藝的蝕刻掩模以形成溝槽。

第一區(qū)域212中的鰭有源區(qū)域216可以稱為n型鰭部件，因為其中的半導(dǎo)體材料被適當(dāng)?shù)負(fù)诫s以形成n型晶體管。特別地，半導(dǎo)體材料摻雜有諸如硼的p型摻雜劑。類似地，第二區(qū)域214中的鰭有源區(qū)域216可以稱為p型鰭部件，因為它們最終被適當(dāng)?shù)負(fù)诫s以形成p型晶體管。特別地，它們摻雜有諸如磷的n型摻雜劑。

半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)200包括各種器件，諸如邏輯器件和i/o器件。在各種半導(dǎo)體器件中，不同的晶體管可具有不同的尺寸。根據(jù)所示出的實例，第一區(qū)域212中的第一n型鰭部件216具有第一尺寸l1以形成短溝道晶體管(例如，高性能邏輯晶體管)；第一區(qū)域212中的第二n型鰭部件216具有第二尺寸l2以形成中間溝道晶體管(例如，備用晶體管)；第一區(qū)域212中的第三n型鰭部件216具有第三尺寸l3以形成長溝道晶體管(例如，i/o晶體管)。這些尺寸是不同的：l1＜l2并且l2＜l3。類似地，根據(jù)所示出的實例，第二區(qū)域214中的第一p型鰭部件216具有第四尺寸l4以形成短溝道晶體管；第二區(qū)域214中的第二p型鰭部件216具有第五尺寸l5以形成中間溝道晶體管；第二區(qū)域214中的第三p型鰭部件216具有第六尺寸l6以形成長溝道晶體管。這些尺寸是不同的：l4＜l5并且l5＜l6。然而，半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)200可包括具有更大或者更小尺寸的晶體管。

參照圖1和圖4，方法100包括形成第一圖案化的掩模220的操作104。圖案化掩模220覆蓋第二區(qū)域214并具有開口以暴露第一區(qū)域212。在一些實施例中，圖案化的掩模220是硬掩模并且包括介電材料，諸如氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、其他適當(dāng)?shù)慕殡姴牧匣蛩鼈兊慕M合。例如，硬掩?？砂ú恢挂粋€材料層，諸如氧化硅薄膜和位于氧化硅薄膜上的氮化硅薄膜。在一些實例中，硬掩模的形成包括沉積硬掩模材料層；通過光刻在硬掩模材料層上形成圖案化的光刻膠層；通過蝕刻將圖案從圖案化的光刻膠層轉(zhuǎn)移至硬掩模材料層；以及通過濕法剝膜或等離子體灰化去除圖案化的光刻膠層?？蛇x地，圖案化的掩模220可以是通過光刻形成的圖案化的光刻膠層。

參照圖1和圖5，方法100包括通過蝕刻使得第一區(qū)域212中的鰭部件216凹進(jìn)的操作106。蝕刻工藝被設(shè)計成選擇性地去除鰭有源區(qū)域216中的半導(dǎo)體材料同時保留sti部件。蝕刻工藝可包括干蝕刻、濕蝕刻或二者的結(jié)合。圖案化的掩模220保護(hù)第二區(qū)域214中的鰭部件216不被蝕刻。由于蝕刻工藝的負(fù)載效應(yīng)，較大的鰭部件216將會比較小的鰭部件216更快地蝕刻。具體地，由于三個n型部件216分別具有尺寸l1、l2和l3，因此相應(yīng)的凹進(jìn)深度(d1、d2和d3)不同。特別地，d1小于d2并且d2小于d3。因此，在后續(xù)階段，抗穿通(apt)摻雜部件以不同的水平形成在各自的n型鰭部件中。蝕刻工藝被設(shè)計成具有合適的蝕刻持續(xù)時間和蝕刻速率，以使得深度(d1、d2和d3)在期望的范圍內(nèi)。

參照圖1和圖6，方法100進(jìn)行至操作108，其中，形成具有第一類型摻雜劑的第一含摻雜劑介電材料層222。特別地，第一含摻雜劑介電材料層222形成在第一區(qū)域212中的凹進(jìn)的鰭部件中以及sti部件218的側(cè)壁上。在該實施例中，第一類型摻雜劑是p型摻雜劑。在一些實施例中，操作106包括沉積含p型摻雜劑的硼硅酸鹽玻璃(硼摻雜的玻璃或bsg)層228。bsg層222作為用于要被引入第一區(qū)域212中的n型鰭部件216的p型摻雜劑的固體源。bsg層222中的p型摻雜劑的濃度被設(shè)計成使得在一個或多個后續(xù)熱工藝期間以適當(dāng)?shù)膿诫s濃度引入p型摻雜劑。在一些實施例中，bsg層222的摻雜劑濃度在約1021/cm³至約8×1021/cm³的范圍內(nèi)。bsg層222通過合適的技術(shù)形成，諸如具有合適前體的cvd。在一些實例中，通過cvd形成bsg層222的前體包括sih4、o2和b2h6。

在一些實施例中，操作108還包括在bsg層上沉積未摻雜的硅酸鹽玻璃(usg)層。在這種情況下，usg層和bsg層共同由標(biāo)號222指代。usg層為覆蓋層以保護(hù)bsg層。通過諸如cvd的合適的技術(shù)可形成各種材料層。在一些實例中，bsg層具有介于0.5nm至2nm之間的厚度；并且usg層具有介于1nm至4nm之間的厚度。

現(xiàn)參照圖1和圖7，方法100進(jìn)行至操作110，以驅(qū)動摻雜劑從bsg層進(jìn)入凹進(jìn)的鰭部件(第一區(qū)域212中的n型鰭部件216)，從而在凹進(jìn)的鰭部件中形成p型導(dǎo)電apt部件224(也稱為p型apt部件)。操作110還包括一個或多個熱工藝以將摻雜劑從bsg層驅(qū)動至凹進(jìn)的鰭部件。熱工藝被設(shè)計成具有適當(dāng)?shù)耐嘶饻囟群屯嘶饡r間。在一些實例中，熱退火工藝可以在快速熱退火設(shè)備中進(jìn)行。因此，形成的p型apt部件224設(shè)置在不同的層級處，但具有相同的厚度，這通過bsg層的摻雜劑濃度和熱退火工藝(包括退火溫度和退火時間)確定。在一些實例中，p型apt部件224形成為具有在約5至10納米范圍內(nèi)的厚度。在一個實例中，用于apt部件224的p型摻雜劑的濃度在約1×1017/cm3至1×1018/cm3范圍內(nèi)。apt部件224的摻雜劑濃度大于如下所述的將在后續(xù)階段形成的溝道層的濃度。p型apt部件224未在第二區(qū)域214中形成，這是因為硬掩模220防止摻雜劑從bsg層向第二區(qū)域214中的鰭部件擴散。

此外，摻雜劑還被驅(qū)動至sti部件218中，諸如進(jìn)入sti部件的表面。如圖7所示，sti部件的摻雜的表面從鰭部件216延伸至第一區(qū)域212中的sti部件的頂面。具有摻雜的表面的sti部件有助于改善器件性能，諸如消除由結(jié)隔離效應(yīng)引起的泄漏以及降低與外延生長相關(guān)的缺口(faucet)問題。第一區(qū)域212中的sti部件218的摻雜的表面是apt部件224的延伸部分并且會在以下進(jìn)行描述。

參照圖1和圖8，方法100進(jìn)行至操作112以去除第一含摻雜劑介電材料層222，其在本實施例中為bsg層。在一些實施例中，當(dāng)存在usg層時，其也被去除。通過合適的蝕刻工藝進(jìn)行第一含摻雜劑介電材料層的去除。例如，通過使用稀氫氟酸(dhf)溶液的濕蝕刻去除bsg層(以及usg層)。在操作112中，根據(jù)本實施例硬掩模220也被去除。例如，通過使用(熱)磷酸的濕蝕刻去除氮化硅的硬掩模220。

特別地，在第一區(qū)域212中的sti部件218的摻雜的表面(在圖8中標(biāo)記為224a)在不同區(qū)域中具有不同的高度，諸如在短溝道區(qū)域中和在長溝道區(qū)域中。摻雜的表面224a是p型摻雜的。

參照圖1和圖9，方法100進(jìn)行至操作114以在第一區(qū)域212中的溝槽內(nèi)形成溝道材料層226。溝道材料層226包括在溝槽中外延生長并摻雜有諸如硼的p型摻雜劑的半導(dǎo)體材料。由于apt部件224處于不同層級并且溝道材料層226具有平坦化的表面，因此在不同的鰭部件上的溝道材料層226具有不同的厚度，如圖9所示。

在一些實施例中，出于各種考慮(諸如對于高遷移率的應(yīng)變效應(yīng)或者對高遷移率半導(dǎo)體材料的使用)，溝道材料層226中的半導(dǎo)體材料不同于襯底210中的半導(dǎo)體材料。在各個實例中，溝道材料層226包括硅、硅鍺、鍺、錫化硅鍺(sigesn)、錫化鍺(gesn)或iii-v族化合物半導(dǎo)體材料。在示例性的實施例中，iii-v族化合物半導(dǎo)體材料包括砷化鎵、磷砷化鎵、氮化鎵、磷化鎵、砷化銦、砷化銦鎵、氮化銦鎵、磷化銦鎵、氮化銦、磷化銦、砷化鋁、砷化鎵鋁、磷化鋁鎵銦、氮化鋁鎵、磷化鋁鎵、砷化鋁銦、氮化鋁、磷化鋁或它們的組合。在進(jìn)一步的實例中，溝道材料層226可包括兩個或多個半導(dǎo)體材料薄膜。

在一些實施例中，溝道材料層226的形成包括外延生長和化學(xué)機械拋光(cmp)。溝道材料層226摻雜有第一類型摻雜劑(在本示例中為p型摻雜劑)，這與apt部件224的摻雜劑類型相同但具有不同的摻雜濃度。特別地，溝道材料層226的摻雜濃度小于apt部件224的摻雜濃度。設(shè)計溝道材料層226中的摻雜劑以用于相應(yīng)的晶體管和諸如漏電流的其他情況的適當(dāng)?shù)拈撝惦妷?。在各個實施例中，通過原位摻雜或離子注入來將摻雜劑引入溝道材料層226。對于原位摻雜而言，外延生長的前體附加地包括含摻雜劑的化學(xué)物。因此，在外延生長期間，摻雜劑被引入溝道材料層226。

在該實施例中，消除或降低了外延生長的缺口問題。缺口問題指的是在外延生長期間由于生長選擇性在外延部件與sti部件之間形成的間隙。通過在apt部件224的形成期間(經(jīng)由操作106至110)形成sti部件218的摻雜的表面，使得sti部件218的表面得以改善。外延生長的選擇性降低使得溝道半導(dǎo)體材料也可以在sti部件的側(cè)壁上生長，從而消除或降低了缺口問題。

參照圖1和圖10，方法100進(jìn)行至操作116以在襯底210上形成第二圖案化的掩模228。第二硬掩模覆蓋第一區(qū)域212并且具有一個或多個開口，以使得第二區(qū)域214在開口中暴露。在一些實施例中，圖案化的掩模228是硬掩模并且包括介電材料，諸如氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、其他適當(dāng)?shù)慕殡姴牧匣蛩鼈兊慕M合。硬掩模228可包括多于一個的材料層，諸如氧化硅薄膜和氧化硅薄膜上的氮化硅薄膜。在一些實例中，硬掩模的形成包括沉積硬掩模材料層；通過光刻在硬掩模材料層上形成圖案化的光刻膠層；通過蝕刻將圖案從圖案化的光刻膠層轉(zhuǎn)移至硬掩模材料層；以及通過濕法剝膜或等離子體灰化去除圖案化的光刻膠層?？蛇x地，圖案化的掩模228可以是通過光刻形成的圖案化的光刻膠層。

參照圖1和圖11，方法100包括操作118以通過蝕刻凹進(jìn)第二區(qū)域214中的鰭部件216。蝕刻工藝被設(shè)計成選擇性地去除鰭有源區(qū)域216中的半導(dǎo)體材料同時保留sti部件。蝕刻工藝可包括干蝕刻、濕蝕刻或二者的結(jié)合。圖案化的掩模228保護(hù)第一區(qū)域212中的鰭部件216不被蝕刻。由于蝕刻工藝的負(fù)載效應(yīng)，較大的鰭部件216將會比較小的鰭部件216更快地蝕刻。具體地，由于三個p型部件216分別具有尺寸l4、l5和l6，因此相應(yīng)的凹進(jìn)深度(d4、d5和d6)不同。具體地，d4小于d5并且d5小于d6。因此，在后續(xù)階段，抗穿通(apt)摻雜部件以不同的層級形成在各自的n型鰭部件中。蝕刻工藝被設(shè)計成具有合適的蝕刻時間和蝕刻速率，以使得深度(d4、d5和d6)在期望的范圍內(nèi)。

參照圖1和圖12，方法100進(jìn)行至操作120，其中，形成具有第二類型摻雜劑的第二含摻雜劑介電材料層230，第二類型摻雜劑在導(dǎo)電性方面與第一類型摻雜劑相反。在該實施例中，第二類型摻雜劑是n型摻雜劑。特別地，第二含摻雜劑介電材料層230形成在第二區(qū)域214中的凹進(jìn)的鰭部件中以及sti部件218的側(cè)壁上。在一些實施例中，操作120包括沉積含n型摻雜劑的磷硅酸鹽玻璃(磷摻雜玻璃或psg)層230。psg層230作為用于要被引入第二區(qū)域214中的p型鰭部件216的n型摻雜劑的固體源。psg層230中的n型摻雜劑的濃度被設(shè)計成使得在一個或多個后續(xù)熱工藝期間引入具有適當(dāng)?shù)膿诫s濃度的p型摻雜劑。在一些實施例中，psg層230的摻雜劑濃度在約1021/cm³至約8×1021/cm³的范圍內(nèi)。psg層230通過合適的技術(shù)形成，諸如具有合適前體的cvd。在一些實例中，通過cvd形成psg層230的前體包括sih4、o2和ph3。

在一些實施例中，操作120還包括在psg層230上沉積usg層并且在usg層上沉積氮化硅層232。在這種情況下，usg層和psg層共同由標(biāo)號230指代。usg層為覆蓋層以保護(hù)psg層。通過諸如cvd的合適的技術(shù)可形成usg層。在一些實例中，psg層具有介于0.5nm至2nm之間的厚度；并且usg層具有介于1nm至4nm之間的厚度。

現(xiàn)參照圖1和圖13，方法100進(jìn)行至操作122，以驅(qū)動第二摻雜劑從psg層進(jìn)入凹進(jìn)的鰭部件(第二區(qū)域214中的p型鰭部件216)，從而形成凹進(jìn)的鰭部件中的n型導(dǎo)電apt部件224(也稱為n型apt部件)。操作122可包括一個或多個熱工藝以將摻雜劑從psg層驅(qū)動至凹進(jìn)的鰭部件。熱工藝被設(shè)計成具有適當(dāng)?shù)耐嘶饻囟群屯嘶饡r間。在一些實例中，熱退火工藝可以在快速熱退火設(shè)備中進(jìn)行。因此，形成的n型apt部件232設(shè)置在不同的層級處，但具有相同的厚度，這通過psg層的摻雜劑濃度和熱退火工藝(包括退火溫度和退火時間)確定。在一些實例中，n型apt部件232形成為具有在約5至10納米范圍內(nèi)的厚度。在一個實例中，用于apt部件232的n型摻雜劑的濃度在約1×1017/cm3至1×1018/cm3范圍內(nèi)。apt部件232的摻雜劑濃度大于如下所述的在后續(xù)階段形成的溝道層的濃度。n型apt部件232未在第一區(qū)域212中形成，這是因為硬掩模228防止摻雜劑從psg層向第一區(qū)域212中的鰭部件擴散。

此外，摻雜劑還被驅(qū)動至sti部件218中，諸如進(jìn)入第二區(qū)域214內(nèi)的sti部件218的表面中。sti部件的摻雜的表面從鰭部件216延伸至第二區(qū)域214中的sti部件218的頂面，如圖13所示。具有摻雜的表面的sti部件有助于改善器件性能，諸如消除由結(jié)隔離效應(yīng)引起的泄漏以及降低與外延生長相關(guān)的缺口問題。

參照圖1和圖14，方法100進(jìn)行至操作124以去除第二含摻雜劑介電材料層230，其在本實施例中為psg層。在一些實施例中，當(dāng)存在usg層時其也被去除。通過合適的蝕刻工藝進(jìn)行第二含摻雜劑介電材料層的去除。例如，通過使用dhf溶液的濕蝕刻去除psg層(以及usg層)。在操作124中，根據(jù)本實施例硬掩模228也被去除。例如，通過使用(熱)磷酸的濕蝕刻去除氮化硅的硬掩模228。

特別地，在第二區(qū)域214中的sti部件218的摻雜的表面(在圖14中標(biāo)記為232a)在不同區(qū)域中具有不同的高度，諸如在短溝道區(qū)域中和在長溝道區(qū)域中。摻雜的表面232a是n型摻雜的。

參照圖1和圖15，方法100進(jìn)行至操作126以在第二區(qū)域214中的溝槽內(nèi)形成溝道材料層234。溝道材料層234包括在溝槽中外延生長并摻雜有諸如磷的n型摻雜劑的半導(dǎo)體材料。由于apt部件232處于不同層級，因此溝道材料層可在不同的鰭部件上具有不同的高度并因此具有不均勻的輪廓?？上驕系啦牧蠈?34應(yīng)用諸如cmp的拋光工藝以平坦化頂面。在這種情況下，硬掩模228在拋光期間充當(dāng)拋光停止層的作用并在這之后通過拋光或蝕刻去除。由于溝道材料層234具有平坦化的表面，因此在不同鰭部件上的溝道材料層234具有不同的厚度，如圖15所示。

在一些實施例中，出于各種考慮(諸如對于高遷移率的應(yīng)變效應(yīng)或者對高遷移率半導(dǎo)體材料的使用)，溝道材料層234中的半導(dǎo)體材料不同于襯底210中的半導(dǎo)體材料。在各個實例中，溝道材料層234包括硅、硅鍺、鍺、錫化硅鍺(sigesn)、錫化鍺(gesn)或iii-v族化合物半導(dǎo)體材料。在示例性的實施例中，iii-v族化合物半導(dǎo)體材料包括砷化鎵、磷砷化鎵、氮化鎵、磷化鎵、砷化銦、砷化銦鎵、氮化銦鎵、磷化銦鎵、氮化銦、磷化銦、砷化鋁、砷化鎵鋁、磷化鋁鎵銦、氮化鋁鎵、磷化鋁鎵、砷化鋁銦、氮化鋁、磷化鋁或它們的組合。在進(jìn)一步的實例中，溝道材料層234可包括兩個或多個半導(dǎo)體材料薄膜。

在一些實施例中，溝道材料層234包括不同于第一區(qū)域212中的溝道材料層226的半導(dǎo)體材料。例如，用于n型晶體管的第一區(qū)域212中的第一溝道材料層226包括具有相對較高的電子遷移率的第一半導(dǎo)體材料，而用于p型晶體管的第二區(qū)域214中的第二溝道材料層234包括具有相對較高的空穴遷移率的第二半導(dǎo)體材料。在進(jìn)一步的實例中，用于n型晶體管的第一區(qū)域212中的第一溝道材料層226包括砷化鎵或磷化銦，而用于p型晶體管的第二區(qū)域214中的第二溝道材料層234包括鍺或金剛石。

參照圖1和圖16，方法100進(jìn)行至操作128以凹進(jìn)sti部件218。操作128可包括一個或多個蝕刻工藝以選擇性地回蝕刻sti部件218，從而形成凹進(jìn)的sti部件。例如，操作128包括濕蝕刻、干蝕刻或它們的結(jié)合。在進(jìn)一步的實例中，操作128包括使用dhf溶液作為蝕刻劑的濕蝕刻工藝。鰭部件216，尤其是第一區(qū)域212中的溝道材料層226和第二區(qū)域214中的溝道材料層234延伸至凹進(jìn)的sti部件218上方。

參照圖1和圖17，方法100進(jìn)行至操作130以在鰭部件216上形成各種半導(dǎo)體器件，諸如場效應(yīng)晶體管(fet)、雙極晶體管、二極管、無源器件(電阻器、電感器、電容器或它們的組合)或它們的組合。在圖17所示的實施例中，示例性的場效應(yīng)晶體管236形成在鰭部件216上，并且因此被稱為鰭fet(finfet)。特別地，每個finfet236包括源極和漏極部件、以及插入至源極和漏極部件之間的柵極堆疊件238。特別地，n型finfet形成在第一區(qū)域212中的鰭部件216上并且p型finfet形成在第二區(qū)域214中的鰭部件216上。每個鰭部件上可形成一個或多個finfet。finfet236的結(jié)構(gòu)和形成將在如下進(jìn)一步描述。

在半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中，p摻雜表面224a和n摻雜表面232a是sti部件218的一部分。摻雜表面被構(gòu)造成圍繞相應(yīng)的溝道材料層。具體地，p摻雜表面224a圍繞第一區(qū)域212中的溝道材料層226；并且n摻雜表面232a圍繞第二區(qū)域214中的溝道材料層234。如上所述，摻雜表面有助于改善器件性能，諸如消除由結(jié)隔離效應(yīng)引起的泄漏以及降低與外延生長相關(guān)的缺口問題。特別地，摻雜表面具有不同的高度。摻雜表面從相應(yīng)的apt部件的底部豎直延伸至sti部件的頂部。由于apt部件處于不同的層級，因此摻雜表面具有不同的高度。

圖18是根據(jù)一些實施例構(gòu)造的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)200的局部的截面圖。在圖18中，有源區(qū)域被設(shè)計為形成fet，諸如p型fet(pfet)或n型fet(nfet)。在一些實施例中，摻雜阱240可形成在襯底中，諸如在sti部件218形成之后以及apt部件形成之前。在該實例中，在第一區(qū)域212內(nèi)的僅一個示例性的鰭部件216和相應(yīng)的finfet236在圖18中示出。文字描述應(yīng)用于第一區(qū)域212以及相應(yīng)的部件。然而，在第二區(qū)域214中的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)200的部分也是類似的但具有相反的導(dǎo)電類型。

半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)100包括半導(dǎo)體襯底110。在一些實例中，摻雜阱240是p型阱并且包括分布在有源區(qū)域中的諸如硼(b)的p型摻雜劑，在該有源區(qū)域?qū)⑿纬蒼fet?？捎蛇m當(dāng)?shù)膿诫s工藝(諸如一種或多種離子注入)通過掩模層中的開口，將摻雜劑引入p阱240。在一個實例中，摻雜阱240可具有在約1016和1018cm^-3范圍之間的相應(yīng)的摻雜濃度。在另一實例中，摻雜阱240可具有在約0.5微米和2微米范圍之間的深度。apt部件224和溝道材料層226形成在鰭部件中。在操作期間，當(dāng)相應(yīng)的finfet導(dǎo)通時，溝道材料層226用作導(dǎo)電路徑。

類似地，在第二區(qū)域214中，形成n型阱并且其包括分布在有源區(qū)域中的諸如磷的n型摻雜劑，在該有源區(qū)域?qū)⑿纬蓀fet。apt部件232和溝道材料層234形成在第二區(qū)域214內(nèi)的鰭部件中。

每個finfet236包括形成在溝道材料層226上的柵極堆疊件238、以及形成在溝道材料層中的源極和漏極部件242。柵極堆疊件238包括設(shè)置在溝道材料層226上的柵極介電部件238a和設(shè)置在柵極介電部件238a上的柵電極238b。柵極堆疊件238進(jìn)一步包括設(shè)置在柵電極238b的側(cè)壁上的柵極間隔件238c。

柵極介電部件238a包括柵極介電材料，諸如氧化硅或者具有高介電常數(shù)的適當(dāng)?shù)慕殡姴牧?高k介電材料)。在該實施例中，柵極介電部件238a包括多于一個的介電材料層。例如，柵極介電部件238a包括諸如氧化硅的界面介電層、以及界面層上的高k介電材料層。

柵電極238b包括導(dǎo)電材料層，諸如摻雜的多晶硅、金屬、金屬合金、金屬硅化物或它們的組合。在一些實施例中，柵電極238b包括多于一個的導(dǎo)電材料層。例如，柵電極238b包括在柵極介電部件238a上的具有適當(dāng)?shù)墓瘮?shù)的第一導(dǎo)電層、以及在第一導(dǎo)電層上的第二導(dǎo)電層。在n型finfet的一個實例中，第一導(dǎo)電層包括鈦或鈦鋁。在另一實例中，第二導(dǎo)電層包括鋁、鎢、銅、摻雜的多晶硅或它們的組合。

類似地，第二區(qū)域214中的柵極堆疊件也包括柵極介電層和柵電極。第二區(qū)域214中的柵電極具有與第一區(qū)域212中的柵極堆疊件內(nèi)的柵電極類似的結(jié)構(gòu)。然而，導(dǎo)電材料可不同。例如，在第二區(qū)域214中，柵電極包括第一導(dǎo)電材料層(諸如氮化鉭或氮化鈦)、以及第二導(dǎo)電材料層(諸如鋁、鎢、銅、摻雜的多晶硅或它們的組合)。

通過包括各種沉積工藝和圖案化的步驟形成柵極堆疊件238。柵極堆疊件238的形成根據(jù)一些實施例進(jìn)一步描述。在一個實施例中，界面層形成在半導(dǎo)體襯底上(特別地，形成在溝道材料層226上)。界面層可包括由適當(dāng)?shù)募夹g(shù)形成的氧化硅，諸如通過原子層沉積(ald)、熱氧化或uv-臭氧氧化。界面層可具有小于10埃的厚度。高k介電材料層形成在界面層上。高k介電材料層包括具有高于熱氧化硅的介電常數(shù)(約3.9)的介電材料。高k介電材料層通過適當(dāng)?shù)墓に囆纬?，諸如ald或其他適當(dāng)?shù)募夹g(shù)。形成高k介電材料層的其他方法包括金屬有機化學(xué)汽相沉積(mocvd)、物理汽相沉積(pvd)、uv-臭氧氧化或分子束外延(mbe)。在一個實施例中，高k介電材料包括hfo2?？蛇x地，高k介電材料層包括金屬氮化物、金屬硅化物或其他金屬氧化物。界面層和高k介電材料層組成柵極介電層。

在一些實施例中，柵電極238b包括多晶硅。多晶硅層通過諸如cvd的適當(dāng)?shù)募夹g(shù)形成在柵極介電層上。在一個實例中，覆蓋層通過諸如pvd的適當(dāng)?shù)募夹g(shù)進(jìn)一步形成在高k介電材料層和多晶硅層之間。在這些實例中，覆蓋層可包括氮化鈦(tin)、氮化鉭(tan)或它們的組合。覆蓋層可充當(dāng)一種或多種功能，諸如擴散阻擋、蝕刻停止和/或保護(hù)。

在沉積之后，柵極材料層被圖案化以形成柵極堆疊件238(或多個柵極堆疊件)。柵極堆疊件238的圖案化包括光刻工藝和蝕刻。光刻工藝形成圖案化的光刻膠層。在一個實例中，光刻工藝包括光刻膠涂布、軟烘焙、曝光、曝光后烘焙(peb)、顯影以及硬烘焙。然后使用圖案化的光刻膠層作為蝕刻掩模通過蝕刻來圖案化柵極堆疊件材料層。蝕刻工藝可包括一個或多個蝕刻步驟。例如，可應(yīng)用利用不同蝕刻劑的多個蝕刻步驟以蝕刻各自的柵極堆疊件材料層。

在其他實施例中，柵極堆疊件材料層的圖案化可以可選地使用硬掩模作為蝕刻掩模。硬掩模可包括氮化硅、氮氧化硅、氧化硅、其他適當(dāng)?shù)牟牧匣蛩鼈兊慕M合。硬掩模沉積在柵極堆疊件材料層上。通過光刻工藝在硬掩模層上形成圖案化的光刻膠層。然后，通過圖案化的光刻膠層的開口蝕刻硬掩模，從而形成圖案化的硬掩模。然后可以使用諸如濕法剝膜或等離子體灰化的適當(dāng)?shù)墓に嚾コ龍D案化的光刻膠層。

柵極間隔件238c包括介電材料并且可以具有一個或多個薄膜。在一些實施例中，柵極間隔件238c包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、其他適當(dāng)?shù)慕殡姴牧匣蛩鼈兊慕M合。柵極間隔件238c通過沉積和各向異性蝕刻(諸如干蝕刻)形成。

在一些實施例中，源極和漏極部件242可進(jìn)一步包括通過諸如離子注入的適當(dāng)?shù)墓に囋邛挷考?16中形成的輕摻雜漏極(ldd)部件。ldd部件具有與摻雜阱240相反的摻雜類型。例如對于nfet而言，摻雜阱240是p型的而ldd部件是n型的。在對于pfet的另一實例中，摻雜阱是n型的而ldd是p型的。ldd部件和柵極堆疊件238可在共同的步驟中形成。例如，沉積和圖案化柵極堆疊件材料層以形成柵極介電層和柵電極層；通過使用約束ldd部件的偽柵極堆疊件(以及sti部件)的離子注入形成ldd部件；以及然后形成間隔件。在其他實施例中，ldd部件可選的并且可以從半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)200去除。

在一些可選的實施例中，柵極堆疊件238可以通過柵極替換工藝形成。柵極替換工藝包括形成偽柵極；形成源極和漏極部件；去除偽柵極；以及然后形成最終柵極，其包括高k介電材料的柵極介電層和金屬柵電極。在各個實施例中，柵極替換工藝可以是后(last)高k工藝，其中偽柵極中的柵極介電層和柵電極均被去除并由最終的柵極堆疊件替換。

在一些可選的實施例中，源極和漏極部件242具有不同的半導(dǎo)體材料以用于應(yīng)變效應(yīng)并且可以通過如下步驟形成，包括：通過蝕刻來凹進(jìn)源極和漏極區(qū)域；以及通過外延生長以不同半導(dǎo)體(與溝道材料不同)填充凹槽。在一些實施例中，選擇半導(dǎo)體材料以用于溝道區(qū)域中的合適的應(yīng)變效應(yīng)，以使得相應(yīng)的載流子遷移率提高。例如，用于源極和漏極部件的半導(dǎo)體材料包括碳化硅或硅鍺。在一個實例中，第一區(qū)域212中的finfet236是nfet，半導(dǎo)體材料是摻雜磷的碳化硅。在一個實例中，第二區(qū)域214中的finfet器件是pfet，半導(dǎo)體材料是摻雜硼的硅鍺。在一些實施例中，兩個或多個finfet236形成在相同的鰭部件216上。在圖18示出的實例中，兩個finfet236形成在相同的鰭部件216上并共用共同的源極。

注意，p型摻雜阱240的摻雜類型與apt部件224的摻雜類型相同，但是摻雜阱240的摻雜濃度小于apt部件224的摻雜濃度。此外，在本實施例中，溝道材料層226的摻雜類型與apt部件224的摻雜類型相同，但是溝道材料層226的摻雜濃度小于摻雜阱240的摻雜濃度且更小于apt部件224的摻雜濃度。類似地，第二區(qū)域214中的n型摻雜阱的摻雜類型與apt部件232的摻雜類型相同，但是n型摻雜阱的摻雜濃度小于apt部件232的摻雜濃度。在本實施例中，第二區(qū)域214中的溝道材料層234的摻雜類型與apt部件232的摻雜類型相同，但是溝道材料層234的摻雜濃度小于第二區(qū)域中n型阱的摻雜濃度且更小于apt部件232的摻雜濃度。

方法100可包括其他選擇或修改。在一些實施例中，在第一區(qū)域212中形成第一apt部件224的操作104至114以及在第二區(qū)域214中形成第二apt部件232的操作116至126可具有不同的順序，以使得在形成第一apt部件224之前形成第二apt部件232。特別地，在操作104至114之前執(zhí)行操作116至126。

方法100進(jìn)一步包括在如上所述的操作之前、期間和/或之后的其他操作。在一些實施例中，從相應(yīng)的含摻雜劑層(如固相摻雜劑源)驅(qū)動摻雜劑的那些退火步驟可被設(shè)計成具有有效擴散和最小化熱預(yù)算的適當(dāng)?shù)臒崞拭?thermalprofile)。那些形成的apt部件能夠防止晶體管的穿通效應(yīng)并且還能夠消除摻雜劑對溝道的不期望的沖擊，因此改善了器件性能。

可通過一種或多種離子注入形成源極和漏極部件。以下描述使用nmos晶體管作為實例，并且nmos晶體管的源極和漏極部件的形成是相似的。在一些實施例中，用于nmos晶體管的源極和漏極部件通過離子注入步驟形成，這包括形成ldd部件的第一離子注入和形成s/d部件的第二離子注入。在其他實施例中，柵極堆疊件的形成以及源極和漏極部件的形成結(jié)合在共同的步驟中。在進(jìn)一步的實施例中，沉積并圖案化柵極堆疊件；將第一離子注入應(yīng)用至鰭有源區(qū)域以形成ldd部件；通過適當(dāng)?shù)墓に?諸如電介質(zhì)沉積和干蝕刻)在柵極堆疊件的側(cè)壁上形成柵極間隔件；以及將第二離子注入應(yīng)用至鰭有源區(qū)域以形成s/d部件。

方法100還包括在半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)200上形成層間介電材料(ild)的操作。ild包括一種或多種介電材料，諸如氧化硅、低k介電材料或它們的組合。在一些實施例中，ild的形成包括沉積和cmp。

方法100包括形成多層互連結(jié)構(gòu)以連接各個器件從而形成功能電路的操作。多層互連結(jié)構(gòu)包括諸如通孔和連接件的垂直互連件、以及諸如金屬線的水平互連件。各個互連部件可應(yīng)用各種導(dǎo)電材料，包括銅、鎢和/或硅化物。在一個實例中，使用鑲嵌和/或雙鑲嵌工藝形成與銅相關(guān)的多層互連結(jié)構(gòu)。

本公開提供了半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其制造方法。半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括形成在鰭有源區(qū)域上的fet和具有改善的器件性能的摻雜輪廓。特別地，該方法包括在半導(dǎo)體襯底上形成鰭有源區(qū)域(鰭部件)；凹進(jìn)鰭有源區(qū)；通過固體擴散形成apt部件；以及通過外延生長形成溝道材料層。

本公開的實施例提供了相較于現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)勢，但應(yīng)當(dāng)理解其他實施例可提供不同的優(yōu)勢，并非全部優(yōu)勢必須在此描述，并且沒有特定的優(yōu)勢需要用于全部實施例。通過采用所公開的方法和結(jié)構(gòu)，apt部件在鰭有源區(qū)域的底部上形成并且延伸進(jìn)入襯底。apt部件的載流子濃度被獨立地調(diào)節(jié)以在不降低溝道區(qū)域的載流子濃度的情況下防止穿通效應(yīng)。特別地，根據(jù)一些實施例，apt部件和相應(yīng)的溝道材料層由不同的半導(dǎo)體材料形成以用于各種器件益處。根據(jù)設(shè)計、器件類型以及鰭部件尺寸，在不同鰭有源區(qū)域中的apt部件以更大的自由度形成在不同層級上從而調(diào)節(jié)器件性能。在一些實施例中，源極和漏極部件由半導(dǎo)體材料形成，該半導(dǎo)體材料不同于相應(yīng)的apt部件的材料、不同于相應(yīng)的溝道材料層的材料或者與二者均不相同。

因此，本公開提供了一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括鰭有源區(qū)域，鰭有源區(qū)域形成在半導(dǎo)體襯底上并且橫跨在第一淺溝槽隔離(sti)部件的第一側(cè)壁和第二sti部件的第二側(cè)壁之間；第一導(dǎo)電類型的抗穿通(apt)部件；以及第一導(dǎo)電類型的溝道材料層，設(shè)置在apt部件上并且具有小于第一摻雜濃度的第二摻雜濃度。apt部件形成在鰭有源區(qū)域上、橫跨在第一側(cè)壁和第二側(cè)壁之間并且具有第一摻雜濃度。

根據(jù)一些實施例本公開提供了一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括半導(dǎo)體襯底，具有彼此相對的第一表面和第二表面；第一鰭部件和第二鰭部件，形成在半導(dǎo)體襯底的第一表面上；第一抗穿通(apt)部件，形成在第一鰭部件上并從第一sti部件延伸至第二sti部件；以及第二apt部件，形成在第一鰭部件上并從第二sti部件延伸至第三sti部件。第一鰭部件橫跨第一淺溝槽隔離(sti)部件和第二sti部件之間的第一寬度。第二鰭部件橫跨第二sti部件和第三sti部件之間的第二寬度。第二寬度大于第一寬度。第一apt部件和第二apt部件分別從第二表面以第一距離和第二距離設(shè)置，并且第二距離小于第一距離。

根據(jù)一些實施例本公開提供了一種用于制造半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法。該方法包括在半導(dǎo)體襯底上形成鰭部件；通過選擇性蝕刻凹進(jìn)鰭部件；形成含摻雜劑的固體材料層；驅(qū)動摻雜劑從固體材料層進(jìn)入鰭部件，從而分別在鰭部件上形成抗穿通(apt)部件；去除固體材料層；以及通過外延生長在apt部件上形成溝道材料層。

根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，提供了一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，包括：鰭有源區(qū)域，形成在半導(dǎo)體襯底中并且橫跨在第一淺溝槽隔離部件的第一側(cè)壁和第二淺溝槽隔離部件的第二側(cè)壁之間；第一導(dǎo)電類型的抗穿通部件，其中，所述抗穿通部件形成在所述鰭有源區(qū)域上，橫跨所述第一側(cè)壁和所述第二側(cè)壁并且具有第一摻雜濃度；以及第一導(dǎo)電類型的溝道材料層，設(shè)置在所述抗穿通部件上并且具有小于所述第一摻雜濃度的第二摻雜濃度。

在上述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中，還包括第一導(dǎo)電類型的摻雜阱，其中，所述摻雜阱形成在所述半導(dǎo)體襯底中、位于所述抗穿通部件下面并且具有大于所述第二摻雜濃度且小于所述第一摻雜濃度的第三摻雜濃度。

在上述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中，所述抗穿通部件和所述摻雜阱包括第一半導(dǎo)體材料；并且所述溝道材料層包括不同于所述第一半導(dǎo)體材料的第二半導(dǎo)體材料。

在上述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中，所述第一淺溝槽隔離部件還包括位于所述第一側(cè)壁上的第一摻雜表面區(qū)域，并且所述第二淺溝槽隔離部件還包括所述第二側(cè)壁上的第二摻雜表面區(qū)域。

在上述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中，所述第一摻雜表面區(qū)域、所述抗穿通部件和所述第二摻雜表面區(qū)域在相同層級上對齊。

在上述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中，所述溝道材料層在所述第一淺溝槽隔離部件的頂面和所述第二淺溝槽隔離部件的頂面上方垂直延伸。

在上述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中，還包括形成在所述鰭有源區(qū)域上的第一場效應(yīng)晶體管，其中，所述第一場效應(yīng)晶體管包括：第一柵極堆疊件，設(shè)置在所述溝道材料層上；以及第一源極部件和第一漏極部件，形成在所述溝道材料層中并所述柵極堆疊件插入在所述第一源極部件和所述第一漏極部件之間。

在上述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中，所述源極部件和所述漏極部件的半導(dǎo)體材料不同于所述抗穿通部件的第二半導(dǎo)體材料和所述溝道材料層的第三半導(dǎo)體材料。

在上述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中，還包括形成在所述鰭有源區(qū)域上并與所述第一場效應(yīng)晶體管相鄰的第二場效應(yīng)晶體管，其中，所述第二場效應(yīng)晶體管包括：第二柵極堆疊件，設(shè)置在所述溝道材料層上；第二漏極部件，形成在所述溝道材料層中；以及與所述第一場效應(yīng)晶體管共用的所述第一源極部件。

在上述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中，包括：多個鰭部件，具有彼此不同的各自的水平尺寸；以及多個抗穿通部件，分別形成在所述多個鰭部件上，其中，所述多個抗穿通部件以彼此不同的各自的垂直層級形成在半導(dǎo)體襯底上。

在上述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中，所述抗穿通部件具有相同的厚度，并且位于所述抗穿通部件上的所述溝道材料層具有平坦的表面和不同的厚度。

在上述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中，還包括分別形成在所述多個鰭部件上的多個場效應(yīng)晶體管，其中，所述多個場效應(yīng)晶體管包括短溝道場效應(yīng)晶體管、中間溝道場效應(yīng)晶體管和長溝道場效應(yīng)晶體管。

根據(jù)本發(fā)明的另一些實施例，還提供了一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，包括：半導(dǎo)體襯底，具有彼此相對的第一表面和第二表面；第一鰭部件和第二鰭部件，形成在所述半導(dǎo)體襯底的第一表面上，其中，所述第一鰭部件橫跨第一淺溝槽隔離部件和第二淺溝槽隔離部件之間的第一寬度，并且所述第二鰭部件橫跨所述第二淺溝槽隔離部件和第三淺溝槽隔離部件之間的第二寬度，所述第二寬度大于所述第一寬度；第一抗穿通部件，形成在所述第一鰭部件上并從所述第一淺溝槽隔離部件延伸至所述第二淺溝槽隔離部件；以及第二抗穿通部件，形成在所述第一鰭部件上并從所述第二淺溝槽隔離部件延伸至所述第三淺溝槽隔離部件，其中，所述第一抗穿通部件和所述第二抗穿通部件分別從所述第二表面以第一距離和第二距離設(shè)置，并且所述第二距離小于所述第一距離。

在上述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中，還包括：第一厚度的第一溝道材料層，設(shè)置在所述第一抗穿通部件上；以及第二厚度的第二溝道材料層，設(shè)置在所述第二抗穿通部件上，其中，所述第二厚度大于所述第一厚度。

在上述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中，所述第一抗穿通部件和所述第二抗穿通部件具有相同的厚度。

在上述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中，還包括形成在所述第一鰭部件上的多個場效應(yīng)晶體管。

根據(jù)本發(fā)明的另一些實施例，還提供了一種制造半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法，包括：在半導(dǎo)體襯底上形成鰭部件；通過選擇性蝕刻凹進(jìn)所述鰭部件；形成含摻雜劑的固體材料層；將所述摻雜劑從所述固體材料層驅(qū)動至所述鰭部件，從而分別在所述鰭部件上形成抗穿通部件；去除所述固體材料層；以及通過外延生長在所述抗穿通部件上形成溝道材料層。

在上述方法中，形成所述固體材料層包括在淺溝槽隔離部件的側(cè)壁上形成所述固體材料層；以及從所述固體材料層驅(qū)動所述摻雜劑還包括將所述摻雜劑從所述固體材料層驅(qū)動至所述淺溝槽隔離部件的側(cè)壁，從而形成所述淺溝槽隔離部件的摻雜表面。

在上述方法中，形成所述鰭部件包括形成具有不同寬度的所述鰭部件；凹進(jìn)所述鰭部件包括回蝕刻所述鰭部件，從而形成至不同深度的凹進(jìn)的所述鰭部件；并且形成在凹進(jìn)的所述鰭部件上的所述抗穿通部件處于不同深度。

在上述方法中，形成所述固體材料層包括形成磷硅酸鹽玻璃(psg)層和硼硅酸鹽玻璃(bsg)層中的一種；以及從所述固體材料層驅(qū)動所述摻雜劑包括執(zhí)行熱退火工藝以使所述摻雜劑擴散至凹進(jìn)的所述鰭部件和所述淺溝槽隔離部件的側(cè)壁。

上面概述了若干實施例的特征，使得本領(lǐng)域技術(shù)人員可以更好地理解本公開的方面。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，他們可以容易地使用本公開作為基礎(chǔ)來設(shè)計或修改用于實現(xiàn)與本文所介紹實施例相同的目的和/或?qū)崿F(xiàn)相同優(yōu)勢的其他工藝和結(jié)構(gòu)。本領(lǐng)域技術(shù)人員也應(yīng)該意識到，這種等同構(gòu)造并不背離本發(fā)明的精神和范圍，并且在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，他們可以做出多種變化、替換以及改變。