本發(fā)明的實(shí)施例涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，更具體地涉及半導(dǎo)體器件及其形成方法。

背景技術(shù)：

在追求更高的器件密度、更高的性能和更低的成本中，隨著半導(dǎo)體工業(yè)已經(jīng)進(jìn)入到納米技術(shù)工藝節(jié)點(diǎn)，來(lái)自制造和設(shè)計(jì)問(wèn)題的挑戰(zhàn)已經(jīng)導(dǎo)致了諸如鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管（FinFET）的三維設(shè)計(jì)的發(fā)展。類(lèi)似于平面晶體管，可以在FinFET的源極和漏極區(qū)域上形成源極和漏極硅化物。然而，由于FinFET的鰭通常較窄，可能發(fā)生電流擁擠。此外，接觸插塞很難落在鰭的源極/漏極部分上。因此，使用外延工藝在鰭上形成外延半導(dǎo)體層以增加它們的體積。通常的FinFET制造為具有通過(guò)例如蝕刻掉襯底的硅層的一部分來(lái)形成的從襯底延伸的薄垂直“鰭”（或鰭結(jié)構(gòu)）。在該垂直鰭中形成FinFET的溝道。柵極提供在鰭上方（例如，圍繞鰭）。在溝道的兩側(cè)上具有柵極允許從兩側(cè)的溝道的柵極控制。

發(fā)現(xiàn)利用選擇性地生長(zhǎng)的硅鍺（SiGe）的FinFET的凹進(jìn)的源極/漏極（S/D）部分中的應(yīng)變材料可以增強(qiáng)載流子遷移率。應(yīng)力效應(yīng)改善通過(guò)溝道的電荷遷移率，從而改善器件性能。然而，在互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體（CMOS）制造中實(shí)施這樣的部件和工藝存在挑戰(zhàn)。例如，應(yīng)變材料體積是增加溝道應(yīng)變的關(guān)鍵因素之一，并且它由鰭臨界尺寸、鰭輪廓和鰭間距限制。為了增強(qiáng)器件，應(yīng)變材料體積優(yōu)選地盡可能地大。

因此，需要改善的器件和用于制造應(yīng)變結(jié)構(gòu)的方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種半導(dǎo)體器件，包括：襯底；多個(gè)鰭結(jié)構(gòu)，設(shè)置在所述襯底上；多個(gè)第一應(yīng)變材料，設(shè)置在所述多個(gè)鰭結(jié)構(gòu)的每個(gè)上；多個(gè)覆蓋層，分別形成在所述多個(gè)第一應(yīng)變材料的每個(gè)上，其中，至少兩個(gè)覆蓋層彼此連接；以及第二應(yīng)變材料，設(shè)置在彼此連接的所述至少兩個(gè)覆蓋層上。

本發(fā)明的實(shí)施例還提供了一種用于制造半導(dǎo)體器件的方法，包括：在襯底上形成多個(gè)鰭結(jié)構(gòu)；在所述多個(gè)鰭結(jié)構(gòu)的每個(gè)上分別形成多個(gè)第一應(yīng)變材料；在所述多個(gè)第一應(yīng)變材料的每個(gè)上分別形成多個(gè)覆蓋層，其中，所述第一應(yīng)變材料上的至少兩個(gè)覆蓋層形成至足夠的厚度以彼此連接；以及在彼此連接的所述至少兩個(gè)覆蓋層上形成第二應(yīng)變材料。

本發(fā)明的實(shí)施例還提供了一種半導(dǎo)體器件，包括：襯底；設(shè)置在所述襯底的第一區(qū)域上的多個(gè)第一鰭結(jié)構(gòu)、和設(shè)置在所述襯底的第二區(qū)域上的多個(gè)第二鰭結(jié)構(gòu)，其中，所述第一鰭結(jié)構(gòu)的第一間距小于所述第二鰭結(jié)構(gòu)的第二間距；多個(gè)第一應(yīng)變材料，分別設(shè)置在所述多個(gè)第一鰭結(jié)構(gòu)的每個(gè)和所述多個(gè)第二鰭結(jié)構(gòu)的每個(gè)上；多個(gè)覆蓋層，分別設(shè)置在所述多個(gè)第一應(yīng)變材料的每個(gè)上，其中，所述覆蓋層在所述第一區(qū)域處彼此連接；以及多個(gè)第二應(yīng)變材料，設(shè)置在所述多個(gè)覆蓋層上。

附圖說(shuō)明

當(dāng)結(jié)合附圖進(jìn)行閱讀時(shí)，根據(jù)下面詳細(xì)的描述可以更好地理解本發(fā)明的實(shí)施例。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，根據(jù)工業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐，對(duì)各種部件沒(méi)有按比例繪制。實(shí)際上，為了清楚的討論，各種部件的尺寸可以被任意增大或縮小。

圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于制造半導(dǎo)體器件的方法的流程圖。

圖2至圖7是根據(jù)一些實(shí)施例的半導(dǎo)體器件制造中的中間階段的截面圖。

具體實(shí)施方式

以下公開(kāi)內(nèi)容提供了許多用于實(shí)現(xiàn)所提供主題的不同特征的不同實(shí)施例或?qū)嵗Ｏ旅婷枋隽私M件和布置的具體實(shí)例以簡(jiǎn)化本發(fā)明。當(dāng)然，這些僅僅是實(shí)例，而不旨在限制本發(fā)明。例如，在以下描述中，在第二部件上方或者上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件形成為直接接觸的實(shí)施例，并且也可以包括在第一部件和第二部件之間可以形成額外的部件，從而使得第一部件和第二部件可以不直接接觸的實(shí)施例。此外，本發(fā)明可在各個(gè)實(shí)例中重復(fù)參考標(biāo)號(hào)和/或字母。該重復(fù)是為了簡(jiǎn)單和清楚的目的，并且其本身不指示所討論的各個(gè)實(shí)施例和/或配置之間的關(guān)系。

而且，為便于描述，在此可以使用諸如“在…之下”、“在…下方”、“下部”、“在…之上”、“上部”等的空間相對(duì)術(shù)語(yǔ)，以便于描述如圖所示的一個(gè)元件或部件與另一元件或部件的關(guān)系。類(lèi)似地，本文可以使用諸如“前側(cè)”和“背側(cè)”的術(shù)語(yǔ)以更易于識(shí)別各個(gè)組件，并且例如，可以識(shí)別位于另一組件的相對(duì)側(cè)上的那些組件。除了圖中所示的方位外，空間相對(duì)術(shù)語(yǔ)旨在包括器件在使用或操作中的不同方位。裝置可以以其他方式定向（旋轉(zhuǎn)90度或在其他方位上），而在此使用的空間相對(duì)描述符可以同樣地作相應(yīng)的解釋。

根據(jù)各個(gè)實(shí)施例，提供了鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管（FinFET）及其形成方法。示出了形成FinFET的中間階段。在使用后柵極工藝形成的FinFET的背景下討論本文所討論的一些實(shí)施例。在其他實(shí)施例中，可以使用先柵極工藝。討論實(shí)施例的一些變型。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將容易理解，可以進(jìn)行其他修改，這些都包含在其他實(shí)施例的范圍內(nèi)。盡管以特定的順序討論方法實(shí)施例，但是可以以任何邏輯順序執(zhí)行各個(gè)其他的方法實(shí)施例，并且可以包括比本文所描述的更少或更多的步驟。

在具體地描述所示出的實(shí)施例之前，通常描述本發(fā)明公開(kāi)的實(shí)施例的特定優(yōu)勢(shì)部件和實(shí)施例。一般地說(shuō)，本發(fā)明是半導(dǎo)體器件及其形成方法以提供簡(jiǎn)單和成本效益好的工藝流程，從而利用選擇性地生長(zhǎng)硅鍺（SiGe）在FinFET的凹進(jìn)的源極/漏極（S/D）部分中實(shí)現(xiàn)應(yīng)變材料以增強(qiáng)載流子遷移率。應(yīng)力效應(yīng)改善通過(guò)溝道的電荷遷移率，從而提高器件性能。具體地，諸如以下公開(kāi)的那些實(shí)施例包括用于半導(dǎo)體器件的應(yīng)變材料的增加的體積以實(shí)現(xiàn)性能改善和增強(qiáng)。

應(yīng)變材料的體積由鰭CD（臨界尺寸）、鰭輪廓和鰭間距限制。為了增強(qiáng)器件，應(yīng)變材料的體積應(yīng)該盡可能地大；然而，對(duì)于存儲(chǔ)區(qū)域，增加的體積將導(dǎo)致兩個(gè)鄰近存儲(chǔ)器件的不期望的連接，從而減小產(chǎn)量。因此，通常在器件區(qū)域的性能改善和存儲(chǔ)區(qū)域的產(chǎn)品產(chǎn)量之間進(jìn)行取舍（trade-off）。為了減少該取舍，在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，為了改善性能而增加器件區(qū)域中的應(yīng)變材料的體積，同時(shí)為了提高產(chǎn)量而抑制存儲(chǔ)區(qū)域中的應(yīng)變材料的體積以避免不期望的連接。

圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于制造半導(dǎo)體器件的方法的流程圖。圖2至圖5是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的半導(dǎo)體器件制造中的中間階段的截面圖。圖6至圖7是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的實(shí)施例的截面圖。參考圖1至圖6共同地描述方法100和半導(dǎo)體200。應(yīng)該理解，在方法100之前、期間和之后可以提供附加的步驟，并且對(duì)于方法的其他實(shí)施例，可以代替或去除所描述的一些步驟。

用于制造半導(dǎo)體器件200的方法100開(kāi)始于步驟110，其中，提供了包括第一區(qū)域210和第二區(qū)域220的襯底230。在一些實(shí)施例中，第一區(qū)域210是器件區(qū)域且第二區(qū)域是存儲(chǔ)區(qū)域，諸如靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（SRAM）區(qū)域。如圖2所示，半導(dǎo)體200包括襯底230。襯底230可以是塊狀硅襯底?？蛇x地，襯底230可包括：元素半導(dǎo)體，諸如晶體結(jié)構(gòu)的硅或鍺；化合物半導(dǎo)體，諸如硅鍺、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?？赡艿囊r底230還包括絕緣體上硅（SOI）襯底。使用注氧隔離（SIMOX）、晶圓接合和/或其他合適的方法制造SOI襯底。此外，襯底230可摻雜有p型或n型雜質(zhì)。摻雜區(qū)摻雜有諸如硼或BF₂的p型摻雜劑；諸如磷或砷的n型摻雜劑；或它們的組合。根據(jù)本領(lǐng)域中已知的設(shè)計(jì)需要（如，p型阱或n型阱），襯底230可以包括各個(gè)摻雜區(qū)域?？梢栽谝r底230上以P阱結(jié)構(gòu)、N阱結(jié)構(gòu)、雙阱結(jié)構(gòu)的形式，或使用凸起結(jié)構(gòu)直接形成摻雜區(qū)域。半導(dǎo)體襯底230還可以包括各個(gè)有源區(qū)域，諸如配置為用于N型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管器件的區(qū)域和配置為用于P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管器件的區(qū)域。

一些示例性襯底230包括隔離區(qū)域。隔離區(qū)域包括任何合適的材料，合適的材料包括氧化硅、藍(lán)寶石、其他合適的絕緣材料和/或它們的組合。如圖2所示，示例性隔離區(qū)域240形成在襯底230上以隔離襯底230的有源區(qū)域。隔離區(qū)域240使用諸如淺溝槽隔離（STI）的隔離技術(shù)，以限定且電隔離各個(gè)區(qū)域。隔離區(qū)域240包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氣隙、其他合適的材料或它們的組合?？梢酝ㄟ^(guò)任何合適的工藝形成隔離區(qū)域，諸如注入（如，SIMOX）、氧化、沉積和/或其他合適的工藝。作為一個(gè)實(shí)例，STI的形成包括：光刻工藝；在襯底中蝕刻溝槽（例如，通過(guò)使用干蝕刻和/或濕蝕刻）；以及用一種或多種介電材料填充溝槽（例如，通過(guò)使用化學(xué)汽相沉積工藝）。與在本實(shí)施例中一樣，溝槽可以被部分填充，其中，保持在溝槽之間的襯底形成鰭結(jié)構(gòu)。在一些實(shí)例中，被填充的溝槽可以具有多層結(jié)構(gòu)，諸如用氮化硅或氧化硅填充的熱氧化物襯層。示例性的絕緣體層可以是掩埋氧化物層（BOX）。在一些示例性的半導(dǎo)體器件200中，隔離區(qū)域240是絕緣體上硅（SOI）的組件（例如，層）。

參考圖2，可以通過(guò)去除隔離區(qū)域240的頂部部分形成鰭結(jié)構(gòu)250、250'，從而襯底230的介于相鄰的隔離區(qū)域240之間的部分變成鰭結(jié)構(gòu)250、250'（步驟120）?？蛇x地，可以通過(guò)外延生長(zhǎng)在襯底230的頂部上形成鰭結(jié)構(gòu)250、250'。在一些實(shí)施例中，半導(dǎo)體器件200包括多個(gè)鰭結(jié)構(gòu)204。鰭結(jié)構(gòu)250、250'還可以包括各個(gè)摻雜區(qū)域。例如，各個(gè)摻雜區(qū)域可以包括輕摻雜源極/漏極（LDD）區(qū)域和源極/漏極（S/D）區(qū)域（也被稱(chēng)為重?fù)诫sS/D區(qū)域）。執(zhí)行注入工藝（即，結(jié)注入），以形成S/D區(qū)域。注入工藝使用任何合適的摻雜物。摻雜物可以依賴(lài)于正在制造的器件的類(lèi)型，諸如NMOS或PMOS器件。例如，S/D區(qū)域摻雜有：p型摻雜劑，諸如硼或BF₂；n型摻雜劑，諸如磷或砷；和/或它們的組合。S/D區(qū)域可以包括各個(gè)摻雜輪廓。可以執(zhí)行一次或多次退火工藝，以激活S/D區(qū)域。該退火工藝包括快速熱退火（RTA）和/或激光退火工藝。通過(guò)任何合適的工藝形成鰭結(jié)構(gòu)250、250'，包括各個(gè)沉積、光刻和/或蝕刻工藝。示例性光刻工藝包括：形成覆蓋襯底（如，在硅層上）的光刻膠層（抗蝕劑），將抗蝕劑曝光為圖案，實(shí)施曝光后烘焙工藝，以及顯影抗蝕劑以形成包括抗蝕劑的掩蔽元件。然后，掩蔽元件用于在硅層中蝕刻鰭結(jié)構(gòu)。使用反應(yīng)離子蝕刻（RIE）工藝和/或其他合適的工藝來(lái)蝕刻未被掩蔽元件保護(hù)的區(qū)域。在實(shí)例中，通過(guò)圖案化和蝕刻襯底230的一部分來(lái)形成鰭結(jié)構(gòu)250、250'。在另一實(shí)例中，通過(guò)圖案化和蝕刻沉積為覆蓋絕緣體層的硅層（例如，SOI襯底的硅-絕緣體-硅堆疊件的上部硅層）來(lái)形成鰭結(jié)構(gòu)250、250'。作為傳統(tǒng)的光刻的可選方式，可以通過(guò)雙重圖案化光刻（DPL）工藝來(lái)形成鰭結(jié)構(gòu)250、250'。DPL是通過(guò)將圖案劃分為兩個(gè)交錯(cuò)的圖案來(lái)在襯底上構(gòu)建圖案的方法。DPL允許增強(qiáng)的部件（如，鰭）密度。多種DPL方法包括：雙重曝光（如，使用兩個(gè)掩模組）；形成鄰近部件的間隔件，并且去除部件以提供間隔件的圖案；抗蝕劑凝固（resist freezing）；和/或其他合適的工藝。應(yīng)該理解，可以用相似的方式形成多個(gè)平行的鰭結(jié)構(gòu)250、250'。如圖2所示，在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中，多個(gè)第一鰭結(jié)構(gòu)250設(shè)置在襯底230的第一區(qū)域210上，且多個(gè)第二鰭結(jié)構(gòu)250'設(shè)置在襯底230的第二區(qū)域220上，其中，第一鰭結(jié)構(gòu)250的第一間距P1小于第二鰭結(jié)構(gòu)250'的第二間距P2。用于形成鰭結(jié)構(gòu)250、250'的合適材料包括硅和硅鍺。

在襯底230上方（包括鰭結(jié)構(gòu)250、250'的部分上方）形成一個(gè)或多個(gè)柵極結(jié)構(gòu)（未示出）。柵極結(jié)構(gòu)包括柵極堆疊件并且可以包括密封層和其他合適的結(jié)構(gòu)。柵極堆疊件具有界面層（未示出）、柵極介電層（未示出）、柵電極層（未示出）和硬掩模層（未示出）。應(yīng)該理解，柵極堆疊件可以包括附加層，諸如界面層、覆蓋層、擴(kuò)散/阻擋層、介電層、導(dǎo)電層、其他合適的層和/或它們的組合。柵極結(jié)構(gòu)的界面層形成在襯底230和鰭結(jié)構(gòu)250、250'上方。通過(guò)任何合適的工藝將界面層形成為任何合適的厚度。示例性界面層包括氧化硅（例如，熱氧化物或化學(xué)氧化物）和/或氮氧化硅（SiON）。

通過(guò)任何合適的工藝在界面層上方形成柵極介電層。柵極介電層包括諸如氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、高k介電材料、其他合適的介電材料和/或它們的組合的介電材料。高k介電材料的實(shí)例包括HfO₂、HfSiO、HfSiON、HfTaO、HfTiO、HfZrO、氧化鋯、氧化鋁、二氧化鉿-氧化鋁（HfO₂—Al₂O₃）合金、其他合適的高k介電材料和/或它們的組合。

柵電極層通過(guò)任何合適的工藝形成在柵極介電層上方，以及掩模層（未示出）形成在柵極層上方。柵電極層包括諸如多晶硅、鋁、銅、鈦、鉭、鎢、鉬、氮化鉭、硅化鎳、硅化鈷、TiN、WN、TiAl、TiAlN、TaCN、TaC、TaSiN、金屬合金、其他合適的材料和/或它們的組合的任何合適的材料。例如，掩模層可以由氮化硅等形成。

接著柵極結(jié)構(gòu)的形成，形成應(yīng)變?cè)礃O/漏極（S/D）區(qū)域。這樣做，如圖3所示，首先部分地去除在預(yù)定S/D區(qū)域處的鰭結(jié)構(gòu)250、250'?？梢匀コ魏魏线m量的材料。但是，去除的量對(duì)稍后將在源極/漏極區(qū)域中形成的應(yīng)力的存在有所影響。因此，可以調(diào)整深度以在S/D區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生或去除期望的應(yīng)力效應(yīng)和位錯(cuò)且控制器件溝道的其它特性。

去除鰭結(jié)構(gòu)240的一部分可包括在襯底上方形成光刻膠層或覆蓋層（例如氧化物覆蓋層），圖案化光刻膠層或覆蓋層以具有暴露鰭結(jié)構(gòu)250、250'的S/D區(qū)域的開(kāi)口，以及回蝕刻來(lái)自鰭結(jié)構(gòu)250、250'的材料。在描述的實(shí)施例中，通過(guò)干蝕刻工藝蝕刻鰭結(jié)構(gòu)250、250'?？蛇x地，該蝕刻工藝是濕蝕刻工藝、或干和濕蝕刻工藝的組合。去除可包括光刻工藝以促進(jìn)蝕刻工藝。該光刻工藝可包括光刻膠涂覆（例如，旋涂）、軟烘、掩模對(duì)準(zhǔn)、曝光、曝光后烘焙、顯影光刻膠、沖洗、干燥（例如，硬烘）、其他合適的工藝、或它們的組合?？蛇x地，通過(guò)其他方法（諸如，無(wú)掩模光刻、電子束寫(xiě)入、和離子束寫(xiě)入）實(shí)施或替換光刻工藝。在另一可選的實(shí)施例中，光刻工藝可以實(shí)施納米壓印技術(shù)。

圖4示出了通過(guò)一個(gè)或多個(gè)外延或外延（epi）工藝在鰭結(jié)構(gòu)250、250'上的第一應(yīng)變材料260（例如，SiGe層）的形成（步驟130）。在一些實(shí)施例中，多個(gè)第一應(yīng)變材料260設(shè)置在多個(gè)鰭結(jié)構(gòu)250、250'的每個(gè)上。一些示例性第一應(yīng)變材料可以由選自包括硅鍺（SiGe）、硅碳（SiC）、以及摻雜碳的硅鍺、或它們的組合的組的材料形成。外延工藝包括CVD沉積技術(shù)（如，汽相外延（VPE）和/或超高真空CVD（UHV-CVD））、分子束外延和/或其他合適的工藝。外延工藝可以使用氣體的和/或液體前體。因此，可獲得應(yīng)變的溝道以提高載流子遷移率并且增強(qiáng)器件性能。可以原位摻雜第一應(yīng)變材料260。摻雜物質(zhì)包括：p型摻雜劑，諸如硼或BF₂；n型摻雜劑，諸如磷或砷；和/或包含它們的組合的其他合適的摻雜劑。如果第一應(yīng)變材料260不是原位摻雜的，則執(zhí)行第二注入工藝（即，結(jié)注入工藝）?？梢詧?zhí)行一次或多次退火工藝，以激活摻雜劑。該退火工藝包括快速熱退火（RTA）和/或激光退火工藝。在一些實(shí)施例中，多個(gè)第一應(yīng)變材料260可以包括具有20nm至60nm、30nm至60nm、或30nm至50nm的高度的菱形形狀。

圖5示出了分別在多個(gè)第一應(yīng)變材料260的每個(gè)上的覆蓋層270的形成（步驟140）。具體地，分別在鰭結(jié)構(gòu)250、250'上方的多個(gè)第一應(yīng)變材料的每個(gè)上共形形成覆蓋層270。如圖5所示，在一些實(shí)施例中，在第一應(yīng)變材料260上的至少兩個(gè)覆蓋層270形成至足夠的厚度以在第一區(qū)域210處彼此連接，但是不在第二區(qū)域處形成那么厚以彼此連接。換言之，在第一區(qū)域處的至少兩個(gè)覆蓋層彼此連接，而在第二區(qū)域處的每個(gè)覆蓋層270彼此間隔開(kāi)。例如，覆蓋層270的厚度可以是1nm至20nm、1nm至10nm、或5nm至10nm。在一些實(shí)施例中，覆蓋層270由與第一應(yīng)變材料260相同的材料形成。在其它實(shí)施例中，覆蓋層270由與第一應(yīng)變材料260不同的材料形成。示例性覆蓋層270可以由選自包括硅鍺（SiGe）、硅碳（SiC）、以及摻雜碳的硅鍺、或它們的組合的組的摻雜的硅形成。

圖6是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的實(shí)施例的截面圖，進(jìn)一步示出了在覆蓋層上的第二應(yīng)變材料280、280’（例如SiGe層）的形成（步驟150）。由于覆蓋層270的連接，第一區(qū)域210處的第二應(yīng)變材料280生長(zhǎng)的體積大于在第二區(qū)域220處的第二應(yīng)變材料280'的體積。如圖6所示，在一些實(shí)施例中，第一區(qū)域210處的第二應(yīng)變材料280具有介于兩個(gè)鄰近的第一應(yīng)變材料260之間形成的塊狀體積，而第二區(qū)域220處的第二應(yīng)變材料280'僅共形地形成為在覆蓋層270上的薄膜。更具體地，在兩個(gè)鄰近的菱形第一應(yīng)變材料260的上部部分之間形成第一區(qū)域210處的第二應(yīng)變材料280。此外，在兩個(gè)鄰近的菱形第一應(yīng)變材料260的下部部分之間的間隔處不形成第一區(qū)域210處的示例性第二應(yīng)變材料280。一些示例性第二應(yīng)變材料280、280'可以由選自包括硅鍺（SiGe）、硅碳（SiC）、以及摻雜碳的硅鍺、或它們的組合的組的材料形成?？梢酝ㄟ^(guò)如上所述的一個(gè)或多個(gè)外延工藝形成示例性第二應(yīng)變材料。在一些實(shí)施例中，示例性第一應(yīng)變材料260和第二應(yīng)變材料280可以形成有大于覆蓋層270的鍺（Ge）濃度的35%至70%的鍺濃度。在一些實(shí)施例中，在第一區(qū)域210處的第二應(yīng)變材料280可以具有10nm至60nm、15nm至50nm、15nm至30nm的高度。在一些實(shí)施例中，第二應(yīng)變材料280具有至少齊平于或高于覆蓋層270的頂部的頂面。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，在包括多個(gè)第一鰭結(jié)構(gòu)240的第一區(qū)域210中，應(yīng)變材料260、280生長(zhǎng)至增大的體積以實(shí)現(xiàn)在第一區(qū)域中的拉伸應(yīng)變?cè)鰪?qiáng)，從而增加通過(guò)溝道的電荷遷移率。這導(dǎo)致器件性能的顯著改進(jìn)。具有增大的應(yīng)變材料體積的半導(dǎo)體展示出對(duì)于給定的溝道尺寸和電源電壓的更高驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度。另一方面，抑制了在第二區(qū)域220處的第二應(yīng)變材料280’的體積。因此，可以改善第一區(qū)域210（器件區(qū)域）的器件性能而沒(méi)有折衷（compromising）第二區(qū)域220（存儲(chǔ)區(qū)域）的產(chǎn)品產(chǎn)量。

因此，如圖5所示，獲得本發(fā)明的示例性半導(dǎo)體器件200，并且其可以至少包括：襯底230；在襯底230上設(shè)置的多個(gè)鰭結(jié)構(gòu)240；在多個(gè)鰭結(jié)構(gòu)250的每個(gè)上設(shè)置的多個(gè)第一應(yīng)變材料260；在多個(gè)第一應(yīng)變材料260的每個(gè)上分別形成的多個(gè)覆蓋層270，其中，至少兩個(gè)覆蓋層270彼此連接；以及在彼此連接的至少兩個(gè)覆蓋層270上設(shè)置第二應(yīng)變材料280。隨后，可以使用常規(guī)工藝步驟形成諸如層間電介質(zhì)、互連件等的附加的部件以完成半導(dǎo)體器件200的制造，為了簡(jiǎn)潔，其將不在此描述。

圖7是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的實(shí)施例的截面圖，其中，與之前實(shí)施例的那些相似的組件和部件用相同或相似的參考標(biāo)號(hào)標(biāo)出。本實(shí)施例與之前的實(shí)施例基本上相同，除了在第一區(qū)域處，第一應(yīng)變材料260上的兩個(gè)以上覆蓋層270（例如，示例性附圖中的四個(gè)覆蓋層）彼此連接，而在第二區(qū)域處，覆蓋層彼此間隔開(kāi)。此外，根據(jù)一些實(shí)施例，分別在多個(gè)覆蓋層270的每個(gè)上共形形成第二區(qū)域220處的第二應(yīng)變材料280'。關(guān)于該實(shí)施例的細(xì)節(jié)類(lèi)似于先前描述的實(shí)施例的細(xì)節(jié)，本文不再贅述。隨后，可以使用常規(guī)工藝步驟形成諸如層間電介質(zhì)、互連件等的附加的部件以完成半導(dǎo)體器件200的制造，為了簡(jiǎn)潔，其將不在此描述。

如圖7的實(shí)施例所示，形成第一區(qū)域210處的第二應(yīng)變材料280以橫跨在多個(gè)連接的覆蓋層270上方、以及第一應(yīng)變材料260和鰭結(jié)構(gòu)250上方。第一區(qū)域210處的第二應(yīng)變材料280可以形成至10nm至60nm、15nm至50nm、15nm至30nm的高度。在一些實(shí)施例中，第二應(yīng)變材料280具有至少齊平于或高于覆蓋層270的頂部的頂面。在一些實(shí)施例中，分別在多個(gè)覆蓋層270的每個(gè)上共形形成第二區(qū)域210處的示例性第二應(yīng)變材料280'至0.1nm至20nm、0.1nm至10nm、1nm至10mnm或0.5nm至10nm的厚度。

雖然未示例性示出，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將容易理解，可以在圖6和圖7中的結(jié)構(gòu)上執(zhí)行進(jìn)一步的處理步驟。例如，可以在ILD 98上方形成各個(gè)金屬間電介質(zhì)（IMD）和它們相應(yīng)的金屬。此外，至柵電極108的接觸件可以形成為穿過(guò)上面的介電層。

實(shí)施例可獲得優(yōu)點(diǎn)。例如，本發(fā)明是半導(dǎo)體器件及其形成方法以提供簡(jiǎn)單和具有成本效益的工藝流程以實(shí)現(xiàn)應(yīng)變材料，并且應(yīng)力效應(yīng)改善了通過(guò)溝道的電荷遷移率，從而改善了器件性能。此外，諸如以上公開(kāi)的那些實(shí)施例包括用于半導(dǎo)體器件的應(yīng)變材料的增加的體積以實(shí)現(xiàn)性能改善和增強(qiáng)。例如，在包含諸如金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管（MOSFET）的多個(gè)第一鰭結(jié)構(gòu)的第一區(qū)域中，外延應(yīng)變材料（例如，SiGe層）生長(zhǎng)至增加的體積以在第一區(qū)域中實(shí)現(xiàn)拉伸應(yīng)變?cè)鰪?qiáng)，而在包含具有比第一鰭結(jié)構(gòu)的第一間距大的第二間距的多個(gè)第二鰭結(jié)構(gòu)的第二區(qū)域中（諸如靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（SRAM）），外延應(yīng)變材料（例如，SiGe層）生長(zhǎng)至期望的體積但是保持彼此間隔開(kāi)。

實(shí)施例是一種半導(dǎo)體器件，包括：襯底；在襯底上設(shè)置的多個(gè)鰭結(jié)構(gòu)；在多個(gè)鰭結(jié)構(gòu)的每個(gè)上設(shè)置的多個(gè)第一應(yīng)變材料；在多個(gè)第一應(yīng)變材料的每個(gè)上分別形成的多個(gè)覆蓋層，其中，至少兩個(gè)覆蓋層彼此連接；以及在彼此連接的至少兩個(gè)覆蓋層上設(shè)置的第二應(yīng)變材料。多個(gè)第一應(yīng)變材料可以具有菱形形狀。換言之，在兩個(gè)鄰近的菱形的第一應(yīng)變材料的上部部分之間形成第二應(yīng)變材料，并且在兩個(gè)鄰近的菱形的第一應(yīng)變材料的下部部分之間的間隔處不形成第二應(yīng)變材料。具體地，分別在多個(gè)第一應(yīng)變材料的每個(gè)上共形形成多個(gè)覆蓋層。此外，第一應(yīng)變材料和第二應(yīng)變材料由選自包括硅鍺（SiGe）、硅碳（SiC）、以及摻雜碳的硅鍺、或它們的組合的組的材料單獨(dú)地形成，并且覆蓋層由選自包括硅鍺（SiGe）、硅碳（SiC）、以及摻雜碳的硅鍺或它們的組合的組的材料形成。

另一實(shí)施例是一種用于制造半導(dǎo)體器件的方法，包括：提供襯底；在襯底上形成多個(gè)鰭結(jié)構(gòu)；在多個(gè)鰭結(jié)構(gòu)的每個(gè)上分別形成多個(gè)第一應(yīng)變材料；在多個(gè)第一應(yīng)變材料的每個(gè)上分別形成多個(gè)覆蓋層，其中，第一應(yīng)變材料上的至少兩個(gè)覆蓋層形成至足夠的厚度以彼此連接；以及在彼此連接的至少兩個(gè)覆蓋層上形成第二應(yīng)變材料。多個(gè)第一應(yīng)變材料具有菱形形狀。在兩個(gè)鄰近的第一應(yīng)變材料之間形成第二應(yīng)變材料。換言之，在兩個(gè)鄰近的菱形的第一應(yīng)變材料的上部部分之間形成第二應(yīng)變材料，而在兩個(gè)鄰近的菱形的第一應(yīng)變材料的下部部分之間的間隔處不形成第二應(yīng)變材料。具體地，分別在多個(gè)第一應(yīng)變材料的每個(gè)上共形形成多個(gè)覆蓋層。此外，第一應(yīng)變材料和第二應(yīng)變材料由選自包括硅鍺（SiGe）、硅碳（SiC）、以及摻雜碳的硅鍺、或它們的組合的組的材料單獨(dú)形成，并且覆蓋層由選自包括硅鍺（SiGe）、硅碳（SiC）、以及摻雜碳的硅鍺或它們的組合的組的摻雜的硅形成。

又一實(shí)施例是一種半導(dǎo)體器件，包括：襯底；在襯底的第一區(qū)域上設(shè)置的多個(gè)第一鰭結(jié)構(gòu)、以及在襯底的第二區(qū)域上設(shè)置的多個(gè)第二鰭結(jié)構(gòu)，其中，第一鰭結(jié)構(gòu)的第一間距小于第二鰭結(jié)構(gòu)的第二間距；在多個(gè)第一鰭結(jié)構(gòu)的每個(gè)和多個(gè)第二鰭結(jié)構(gòu)的每個(gè)上分別設(shè)置的多個(gè)第一應(yīng)變材料；在多個(gè)第一應(yīng)變材料的每個(gè)上分別設(shè)置的多個(gè)覆蓋層，其中，覆蓋層在第一區(qū)域處彼此連接；以及在多個(gè)覆蓋層上設(shè)置的多個(gè)第二應(yīng)變材料。具體地，多個(gè)第一應(yīng)變材料具有菱形形狀，以及在兩個(gè)鄰近的菱形的第一應(yīng)變材料的上部部分之間建立第一區(qū)域處的第二應(yīng)變材料。具體地，分別在多個(gè)第一應(yīng)變材料的每個(gè)上共形形成覆蓋層。此外，分別在多個(gè)覆蓋層的每個(gè)上共形形成第二區(qū)域處的第二應(yīng)變材料。此外，第二區(qū)域處的覆蓋層彼此間隔開(kāi)。

本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種半導(dǎo)體器件，包括：襯底；多個(gè)鰭結(jié)構(gòu)，設(shè)置在所述襯底上；多個(gè)第一應(yīng)變材料，設(shè)置在所述多個(gè)鰭結(jié)構(gòu)的每個(gè)上；多個(gè)覆蓋層，分別形成在所述多個(gè)第一應(yīng)變材料的每個(gè)上，其中，至少兩個(gè)覆蓋層彼此連接；以及第二應(yīng)變材料，設(shè)置在彼此連接的所述至少兩個(gè)覆蓋層上。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中，所述多個(gè)第一應(yīng)變材料具有菱形形狀。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中，在兩個(gè)鄰近的菱形形狀的第一應(yīng)變材料的上部部分之間形成所述第二應(yīng)變材料。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中，在兩個(gè)鄰近的菱形形狀的第一應(yīng)變材料的下部部分之間的間隔處不形成所述第二應(yīng)變材料。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中，分別在所述多個(gè)第一應(yīng)變材料的每個(gè)上共形形成所述多個(gè)覆蓋層。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中，所述第一應(yīng)變材料和所述第二應(yīng)變材料由選自包括硅鍺（SiGe）、硅碳（SiC）、以及摻雜碳的硅鍺、或它們的組合的組的材料單獨(dú)形成。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中，所述覆蓋層由選自包括硅鍺（SiGe）、硅碳（SiC）、以及摻雜碳的硅鍺、或它們的組合的組的材料形成。

本發(fā)明的實(shí)施例還提供了一種用于制造半導(dǎo)體器件的方法，包括：在襯底上形成多個(gè)鰭結(jié)構(gòu)；在所述多個(gè)鰭結(jié)構(gòu)的每個(gè)上分別形成多個(gè)第一應(yīng)變材料；在所述多個(gè)第一應(yīng)變材料的每個(gè)上分別形成多個(gè)覆蓋層，其中，所述第一應(yīng)變材料上的至少兩個(gè)覆蓋層形成至足夠的厚度以彼此連接；以及在彼此連接的所述至少兩個(gè)覆蓋層上形成第二應(yīng)變材料。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中，所述多個(gè)第一應(yīng)變材料具有菱形形狀。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中，在兩個(gè)鄰近的菱形形狀的第一應(yīng)變材料的上部部分之間形成所述第二應(yīng)變材料。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中，在兩個(gè)鄰近的菱形形狀的第一應(yīng)變材料的下部部分之間的間隔處不形成所述第二應(yīng)變材料。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中，分別在所述多個(gè)第一應(yīng)變材料的每個(gè)上共形形成所述多個(gè)覆蓋層。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中，所述第一應(yīng)變材料和所述第二應(yīng)變材料由選自包括硅鍺（SiGe）、硅碳（SiC）、以及摻雜碳的硅鍺、或它們的組合的組的材料單獨(dú)形成，并且所述覆蓋層由選自包括硅鍺（SiGe）、硅碳（SiC）、以及摻雜碳的硅鍺或它們的組合的組的摻雜的硅形成。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中，在兩個(gè)鄰近的第一應(yīng)變材料之間形成所述第二應(yīng)變材料。

本發(fā)明的實(shí)施例還提供了一種半導(dǎo)體器件，包括：襯底；設(shè)置在所述襯底的第一區(qū)域上的多個(gè)第一鰭結(jié)構(gòu)、和設(shè)置在所述襯底的第二區(qū)域上的多個(gè)第二鰭結(jié)構(gòu)，其中，所述第一鰭結(jié)構(gòu)的第一間距小于所述第二鰭結(jié)構(gòu)的第二間距；多個(gè)第一應(yīng)變材料，分別設(shè)置在所述多個(gè)第一鰭結(jié)構(gòu)的每個(gè)和所述多個(gè)第二鰭結(jié)構(gòu)的每個(gè)上；多個(gè)覆蓋層，分別設(shè)置在所述多個(gè)第一應(yīng)變材料的每個(gè)上，其中，所述覆蓋層在所述第一區(qū)域處彼此連接；以及多個(gè)第二應(yīng)變材料，設(shè)置在所述多個(gè)覆蓋層上。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中，所述多個(gè)第一應(yīng)變材料具有菱形形狀。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中，在兩個(gè)鄰近的菱形形狀的第一應(yīng)變材料的上部部分之間建立位于所述第一區(qū)域處的所述第二應(yīng)變材料。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中，所述覆蓋層在所述第二區(qū)域處彼此間隔開(kāi)。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中，所述覆蓋層分別共形形成在所述多個(gè)第一應(yīng)變材料的每個(gè)上。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中，所述第二區(qū)域處的所述第二應(yīng)變材料分別共形形成在所述多個(gè)覆蓋層的每個(gè)上。

上面概述了若干實(shí)施例的部件、使得本領(lǐng)域技術(shù)人員可以更好地理解本發(fā)明的實(shí)施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，他們可以容易地使用本發(fā)明作為基礎(chǔ)來(lái)設(shè)計(jì)或修改用于實(shí)現(xiàn)與在此所介紹實(shí)施例相同的目的和/或?qū)崿F(xiàn)相同優(yōu)勢(shì)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(shí)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，在此他們可以做出多種變化、替換以及改變。