本申請總體上涉及用于制造半導(dǎo)體器件的方法。更具體地，公開的實(shí)施例涉及用于去除外延生長工藝期間在半導(dǎo)體器件上形成的核的方法。

背景技術(shù)：

外延生長是在半導(dǎo)體襯底上創(chuàng)建結(jié)晶區(qū)的常用方法。然而，在半導(dǎo)體襯底的非期望區(qū)域中的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成是不希望的。例如，在半導(dǎo)體襯底的非期望區(qū)域生長的任何半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)可能不利地影響在襯底上形成的器件的電和/或機(jī)械特性。

選擇性外延生長(SEG)用于在半導(dǎo)體襯底的目標(biāo)區(qū)域上創(chuàng)建結(jié)晶區(qū)。對于選擇性外延生長，半導(dǎo)體襯底覆蓋有掩膜材料，暴露底層襯底的某些區(qū)域。對于這樣的半導(dǎo)體襯底，外延生長主要在半導(dǎo)體襯底的暴露區(qū)域上發(fā)生，而在掩膜材料上較少地發(fā)生。盡管選擇性外延生長可以減少外延生長期間掩膜材料上的結(jié)構(gòu)(例如，核或?qū)拥男问?的形成，但取決于工藝條件，很多半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)仍然可能在外延生長期間形成在掩膜材料上。

已經(jīng)進(jìn)行了各種嘗試來消除掩膜材料上的外延生長結(jié)構(gòu)的形成。例如，已經(jīng)找到某些生長條件來進(jìn)一步抑制掩膜材料上的外延生長結(jié)構(gòu)的形成。然而，與規(guī)定的生長條件的小的偏差可能容易導(dǎo)致掩膜材料上的外延生長結(jié)構(gòu)更多形成。因此，這樣的生長條件的使用受到限制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，需要去除外延生長期間形成的核的改進(jìn)的方法。在一些實(shí)施例中，該方法對生長條件的變化不那么敏感。因此，這樣的改進(jìn)的方法還允許半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的更快的外延生長，同時(shí)減少外延生長期間襯底的非期望區(qū)域上的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成。

下文中更加詳細(xì)給出了克服上文描述的限制和缺點(diǎn)的多個(gè)實(shí)施例。這些實(shí)施例提供了器件，以及制造這樣的器件的方法。

如下文更加詳細(xì)地描述的，一些實(shí)施例涉及用于去除選擇性外延生長工藝期間形成的核的方法，包括在具有一個(gè)或多個(gè)掩膜層的襯底上外延生長一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的第一集合。在一個(gè)或多個(gè)掩膜層上形成多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的第二集合。該方法還包括在一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的第一集合上形成一個(gè)或多個(gè)保護(hù)層。多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的第二集合的至少一個(gè)子集從一個(gè)或多個(gè)保護(hù)層暴露。該方法還包括在一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的第一集合上形成一個(gè)或多個(gè)保護(hù)層之后，刻蝕多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的第二集合的至少一個(gè)子集。

根據(jù)一些實(shí)施例，半導(dǎo)體器件包括襯底；位于該襯底上的第一掩膜層區(qū)域；以及位于該襯底上的第二掩膜層區(qū)域。第一掩膜層區(qū)域具有頂面和側(cè)面，并且第二掩膜層區(qū)域具有頂面和側(cè)面。半導(dǎo)體器件還包括第一半導(dǎo)體材料類型的外延生長的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。該外延生長的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)位于第一掩膜層區(qū)域的側(cè)面與第二掩膜層區(qū)域的側(cè)面之間，并且該外延生長的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)與第一掩膜層區(qū)域的側(cè)面和第二掩膜層區(qū)域的側(cè)面接觸。第一掩膜層區(qū)域的頂面以及第二掩膜層區(qū)域的頂面不與除位于第一掩膜層區(qū)域的側(cè)面與第二掩膜層區(qū)域側(cè)面之間的外延生長的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)之外的第一半導(dǎo)體材料類型的半導(dǎo)體接觸。

附圖說明

為了更好地理解上述的方面以及額外的方面及其實(shí)施例，將結(jié)合以下附圖來參照下文的具體實(shí)施方式。

圖1A-1I是根據(jù)一些實(shí)施例的半導(dǎo)體襯底的局部截面圖。

圖2A-2C是根據(jù)一些實(shí)施例的半導(dǎo)體襯底的局部截面圖。

圖3A-3C是根據(jù)一些實(shí)施例的半導(dǎo)體襯底的局部截面圖。

圖4A-4C是根據(jù)一些實(shí)施例的半導(dǎo)體襯底的局部截面圖。

圖5A-5E是根據(jù)一些實(shí)施例的半導(dǎo)體襯底的局部截面圖。

圖6A-6B是根據(jù)一些實(shí)施例的半導(dǎo)體襯底的局部截面圖。

圖7A-7C是示出了根據(jù)一些實(shí)施例的去除在選擇性外延生長工藝期間形成的核的方法的流程圖。

圖8A-8B是根據(jù)一些實(shí)施例的刻蝕工藝之前的半導(dǎo)體襯底的掃描電子顯微鏡(SEM)圖像。

圖9A-9B是根據(jù)一些實(shí)施例的刻蝕工藝之后的半導(dǎo)體襯底的掃描電子顯微鏡(SEM)圖像。

在全部附圖中，相似的附圖標(biāo)記指代相對應(yīng)的部分。

除非另外說明，附圖不是按比例繪制的。

具體實(shí)施方式

如上文解釋的，非期望區(qū)域(例如，掩膜材料上)中的非期望半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成可能導(dǎo)致半導(dǎo)體器件的差的電和/或機(jī)械特性。已經(jīng)找到某些生長條件來減少非期望區(qū)域中的非期望的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成。

例如，在外延生長期間將襯底暴露于刻蝕劑(例如，HCl氣體)(例如，通過將HCl氣體與沉積氣體混合)，從而允許在外延生長期間對非期望半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的刻蝕。通過將刻蝕劑的刻蝕速率保持高于非期望的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)形成的速率并且低于(目標(biāo)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的)外延生長的速率，非期望的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成被減少或抑制。然而，刻蝕劑的存在影響外延生長半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的速度。形成目標(biāo)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的速率受到刻蝕反應(yīng)的阻礙，并且由此，比沒有刻蝕劑時(shí)形成目標(biāo)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的速率慢。由此，形成目標(biāo)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的降低的速率可能成為整個(gè)器件制造工藝中的瓶頸。此外，刻蝕劑的存在影響外延生長的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形狀。具體地，主導(dǎo)方向上的生長速率與非主導(dǎo)方向上的生長速率的比率被顯著增大。例如，在鍺外延生長中，(100)是主導(dǎo)生長方向。當(dāng)主導(dǎo)方向上的生長速率與非主導(dǎo)方向上的生長速率的比率增大時(shí)，產(chǎn)生的外延生長的鍺結(jié)構(gòu)具有帶有(311)斜坡的金字塔形狀。由此，刻蝕劑的存在使得獲得與金字塔形狀不同的形狀的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)更有挑戰(zhàn)性。此外，如果形成具有帶有(311)斜坡的金字塔形狀的鍺來覆蓋某些區(qū)域，則鍺金字塔的高度可能是高的，這使得獲取平坦化的表面(例如，通過使用化學(xué)機(jī)械平坦化(CMP)工藝)更有挑戰(zhàn)性。

在另一個(gè)實(shí)施例中，降低外延生長期間的溫度和壓力被認(rèn)為能減少外延生長期間的非期望半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成。然而，降低沉積溫度降低了生長的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的結(jié)晶度，這導(dǎo)致半導(dǎo)體器件中的增大的漏電流。降低壓力可能導(dǎo)致更低的沉積速率并且增大半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的粗糙度，這將使制造的設(shè)備的性能下降。

在又一個(gè)示例中，增大鍺烷氣體(GeH₄)的壓力有利于平坦的鍺島的生長，但增加了外延生長期間的非期望的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成。類似地，增大氫氣(H₂)的壓力有利于平坦的鍺島的生長，但增加了外延生長期間的非期望的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成。

本文描述了解決以上問題的方法。通過不使用(或使用更少的)刻蝕劑來外延生長半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)可以被更快地生長。此外，半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形狀被刻蝕劑更少地影響，這是因?yàn)橥庋由L期間沒有(或更少的)刻蝕劑存在。此外，在外延生長期間，壓力和/或溫度不需要被降低。盡管不使用(或使用更少的)刻蝕劑(并且在正常的壓力和溫度下)的外延生長將導(dǎo)致非期望區(qū)域上(例如，掩膜材料上)的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成，但非期望區(qū)域上的這樣的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)之后通過刻蝕工藝被去除。由此，可以獲得襯底的目標(biāo)區(qū)域中的外延生長的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，而在非期望區(qū)域中沒有或者有減少的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。

將參照某些實(shí)施例，這些實(shí)施例的示例在附圖中示出。盡管將結(jié)合實(shí)施例描述底層的原理，但應(yīng)該理解的是，這不是要將權(quán)利要求的范圍僅限制到這些特定實(shí)施例。相反，權(quán)利要求是要覆蓋權(quán)利要求范圍內(nèi)的替代、修改和等同。

此外，在下面的描述中，闡述了大量的特定細(xì)節(jié)來提供對本發(fā)明的充分理解。然而，對本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是，本發(fā)明可以在沒有這些特定細(xì)節(jié)的情況下實(shí)現(xiàn)。在其他實(shí)例中，沒有詳細(xì)描述對本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的方法、過程、部件、以及網(wǎng)絡(luò)，以避免使底層原理的方面難以理解。

還應(yīng)該理解的是，本文中可能使用術(shù)語第一、第二等來描述各種元件，但這些元件不應(yīng)該被這些術(shù)語限制。這些術(shù)語僅用于元件間的區(qū)分。例如，第一集合可以被稱為第二集合，并且類似地，第二集合可以被稱為第一集合，而不偏離權(quán)利要求的范圍。第一集合和第二集合都是集合(例如，半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的集合)，但它們不是同一個(gè)集合。

在本文的具體實(shí)施方式中使用的術(shù)語僅出于描述特定實(shí)施例的目的并且不是要限制權(quán)利要求的范圍。如在說明書和所附的權(quán)利要求中使用的，單數(shù)形式“一”、“一個(gè)”、以及“該”旨在也包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文明確地另外指示。還應(yīng)該理解，本文中使用的術(shù)語“和/或”指代并且包含相關(guān)聯(lián)的列舉項(xiàng)中的一個(gè)或多個(gè)的任何和所有可能的組合。還應(yīng)該理解的是，當(dāng)在本文中使用時(shí)，術(shù)語“包括”和/或“包含”指定所述的特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、和/或部件的存在，但不排除存在或添加一個(gè)或多個(gè)其他特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、部件、和/或其組合。

圖1A-1I是根據(jù)一些實(shí)施例的半導(dǎo)體襯底的局部截面圖。

圖1A示出了襯底102和襯底102上的掩膜層104。盡管在圖1A-1I、2A-2C、3A-3C、4A-4C、以及5A-5E中，襯底102被示為晶元，但襯底102可以包括未在圖1A-1I、2A-2C、3A-3C、4A-4C、以及5A-5E中示出的額外的特征。在一些實(shí)施例中，襯底102包括硅器件(例如，硅互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體器件以及通常在前道制程(FEOL)工藝期間形成的任何其他結(jié)構(gòu))。在一些實(shí)施例中，襯底102包括硅器件上的氧化物層(例如，圖6A-6B)。

在一些實(shí)施例中，掩膜層104包括電介質(zhì)材料(例如，二氧化硅)。在一些實(shí)施例中，掩膜層104由電介質(zhì)材料(例如，二氧化硅)制成。掩膜層104暴露襯底102的一個(gè)或多個(gè)部分。在一些實(shí)施例中，電介質(zhì)材料沉積在襯底102上并且之后被刻蝕以暴露襯底102的一個(gè)或多個(gè)部分。在一些實(shí)施例中，襯底102被進(jìn)一步刻蝕。在一些情況下，該進(jìn)一步的刻蝕提供了更適于外延生長的表面。

圖1B示出了半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)106(例如，鍺島)被外延生長。鍺的外延生長的條件(例如，壓力、溫度、以及化學(xué)成分)是公知的，并且由此，為簡潔起見，在本文中省略。然而，如上文解釋的，本文描述的方法不要求使用刻蝕劑(例如，HCl氣體)來抑制外延生長期間掩膜層104上的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的生長，盡管不排除使用刻蝕劑。外延生長的條件可以被調(diào)節(jié)以獲得期望的生長曲線。因此，可以定制外延生長的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形狀。

圖1B還示出了半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)108(例如，顆粒，在本文中也稱為核)也在半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)106的外延生長期間形成在掩膜層104上。半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)108通常具有非晶和/或多晶結(jié)構(gòu)，然而半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)106具有晶體結(jié)構(gòu)。

圖1C示出了半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)106繼續(xù)生長。圖1C還示出了額外的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)108形成在掩膜層104上。圖8A和8B是鍺島的外延生長之后的襯底的掃描電子顯微鏡(SEM)圖像，將在下文中詳細(xì)描述。

圖1D示出了在一些實(shí)施例中，半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)108聚合形成薄膜110。

圖1E示出了，可選地，粘結(jié)層112被施加(例如，沉積)在襯底102上。在圖1E中，粘結(jié)層112覆蓋半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)106以及掩膜層104上的薄膜110。在一些實(shí)施例中，粘結(jié)層112是低熱氧化物。在一些實(shí)施例中，粘結(jié)層112是六甲基二硅烷(HMDS)。在一些實(shí)施例中，粘結(jié)層112提高外延生長的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)106與光刻膠之間的粘結(jié)性。

圖1F示出了保護(hù)層114(例如，光刻膠層)被施加在襯底102上。在圖1F中，保護(hù)層114覆蓋半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)106上的粘結(jié)層112的部分。在圖1F中，保護(hù)層114不覆蓋薄膜110(例如，薄膜110從保護(hù)層114暴露，盡管薄膜110覆蓋有粘結(jié)層112)。

圖1G示出了沒有被保護(hù)層114覆蓋的區(qū)域已經(jīng)被刻蝕?？涛g的結(jié)果是，薄膜110(以及半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)106的外延生長期間形成的任何其他不期望的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu))被去除。此外，位于薄膜110上的粘結(jié)層112的部分也被去除。在一些實(shí)施例中，使用去除薄膜110(以及在半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)106的外延生長期間形成的任何其他非期望的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu))比保護(hù)層114快的選擇性刻蝕工藝(這樣的刻蝕工藝被稱為具有高的選擇性)，以使得當(dāng)薄膜110和/或在半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)106的外延生長期間形成的任何其他非期望的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)被去除時(shí)，半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)106被保持。在一些實(shí)施例中，刻蝕工藝是干法刻蝕工藝(例如，等離子刻蝕、深反應(yīng)離子刻蝕等)。在一些實(shí)施例中，刻蝕工藝是濕法刻蝕工藝(例如，利用液相刻蝕劑來刻蝕)。例如，由Surface Technology System公司制造的先進(jìn)硅刻蝕設(shè)備可以用于選擇性刻蝕。

圖1H示出了保護(hù)層114和粘結(jié)層112被去除。圖9A和9B是去除保護(hù)層114之后的襯底的掃描電子顯微鏡(SEM)圖像，將在下文中詳細(xì)描述。

圖1I示出了半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)106被平坦化(例如，使用CMP工藝)。由于非期望的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)(例如，核108或薄膜110)已經(jīng)被去除，因此CMP工藝可以被容易地應(yīng)用。此外，由于半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)106的形狀可以被調(diào)節(jié)為具有平坦的頂部，因此，更容易執(zhí)行CMP工藝。

圖2A-2C是根據(jù)一些實(shí)施例的半導(dǎo)體襯底的局部截面圖。

在圖2A-2C中示出的工藝類似于在圖1F-1H中示出的那些，除了沒有使用可選的粘結(jié)層112(圖1E)。圖2A示出了保護(hù)層114被直接施加在圖1D中示出的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)106上。

圖2B示出了沒有被保護(hù)層114覆蓋的區(qū)域已經(jīng)被刻蝕，這類似于上文參照圖1G描述的工藝?？涛g的結(jié)果是，薄膜110(以及在半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)106的外延生長期間形成的任何其他非期望的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu))被去除。

圖2C示出了保護(hù)層114被去除，這類似于上文參照圖1H描述的工藝。接下來，半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)106可以被平坦化，如上文參照圖1I描述的。

圖3A-3C是根據(jù)一些實(shí)施例的半導(dǎo)體襯底的局部截面圖。

圖3A-3C中示出的工藝與在圖1E-1G中示出的那些類似，除了半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)108(例如，顆粒)保持分離。

圖3A示出了粘結(jié)層112被施加在半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)106以及掩膜層104上的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)108(例如，顆粒)上，這類似于上文參照圖1E描述的工藝。

圖3B示出了保護(hù)層114被施加在襯底102上，這類似于上文參照圖1F描述的工藝。

圖3C示出了沒有被保護(hù)層114覆蓋的區(qū)域已經(jīng)被去除，這類似于上文參照圖1G描述的工藝。刻蝕的結(jié)果是，半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)108被去除。此外，位于半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)108上的粘結(jié)層112的部分也被去除。

在一些實(shí)施例中，在圖3C中示出的半導(dǎo)體襯底如上文參照圖1H和1I所描述的被進(jìn)一步處理。例如，保護(hù)層114和粘結(jié)層112被去除并且半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)106被平坦化以獲得圖1I中示出的半導(dǎo)體襯底。

圖4A-4C是根據(jù)一些實(shí)施例的半導(dǎo)體襯底的局部截面圖。

圖4A-4C中示出的工藝與圖2A-2C中示出的那些類似，除了半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)108(例如，顆粒)保持分離。

圖4A示出了保護(hù)層114在半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)108聚合之前被直接施加在半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)106上。

圖4B示出了沒有被保護(hù)層114覆蓋的區(qū)域已經(jīng)被刻蝕，這類似于上文參照圖2B描述的工藝。刻蝕的結(jié)果是，半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)108被去除。

圖4C示出了保護(hù)層114被去除，這類似于上文參照圖2C描述的工藝。接下來，半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)106可以被平坦化，如上文參照圖1I所描述的。

圖5A-5E是根據(jù)一些實(shí)施例的半導(dǎo)體襯底的局部截面圖。

圖5A-5E表明在圖1A-1I中示出的工藝可以在單個(gè)的半導(dǎo)體襯底上形成多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)(例如，鍺島)中執(zhí)行。

圖5A示出了半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)106被外延生長并且半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)108在掩膜層104上形成。

圖5B示出了保護(hù)層114被施加在半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)106上，同時(shí)暴露半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)108。

圖5C示出了半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)108通過刻蝕被去除。

圖5D示出了保護(hù)層114被去除。

圖5E示出了半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)106被平坦化(例如，使用CMP工藝)。

參照圖1A-1I、2A-2C、3A-3C、以及4A-4C描述的某些特征可以類似地被應(yīng)用于圖5A-5E中示出的工藝。例如，在保護(hù)層114被施加(或形成)在半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)106上之前，粘結(jié)層112可以被施加在半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)106上。為簡潔起見，這樣的細(xì)節(jié)在本文中不再重復(fù)。

圖6A-6B是根據(jù)一些實(shí)施例的半導(dǎo)體襯底的局部截面圖。

圖6A示出了襯底102包括具有源/漏602和柵604的互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)器件。在圖6A中，掩膜層606(例如，二氧化硅)在襯底102上形成。在一些實(shí)施例中，掩膜層606包括至少2μm厚度的二氧化硅，以用于在其上生長鍺層。二氧化硅的該厚度被發(fā)現(xiàn)能提高外延生長的鍺的結(jié)晶質(zhì)量。

圖6B示出了使用上文參照圖1A-1I、2A-2C、3A-3C、4A-4C、以及5A-5E描述的工藝來形成半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)608(例如，鍺)。

圖7A-7C是示出了根據(jù)一些實(shí)施例的去除選擇性外延生長工藝期間形成的核的方法700。

方法700包括(702)在具有一個(gè)或多個(gè)掩膜層的襯底(例如，硅襯底)上(例如，圖1B中的具有掩膜層104的襯底102上)外延生長一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)(例如，圖1B中的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)106)的第一集合。多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)(例如，圖1B中的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)108)的第二集合形成在一個(gè)或多個(gè)掩膜層上。在一些實(shí)施例中，多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的第二集合在外延生長一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的第一集合的同時(shí)被形成。在一些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的第一集合中的第一半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)大于多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的第二集合中的第二半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。在一些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)是同質(zhì)外延生長的。在一些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)是異質(zhì)外延生長的。

在一些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的第一集合在單個(gè)的外延生長工藝中形成(704)。例如，在圖1B-1C中，半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)106在單個(gè)的外延生長工藝中形成(例如，不是外延生長半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)106的一部分，而是刻蝕半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)106的一部分，以及外延生長半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)106的額外部分)。

在一些實(shí)施例中，方法700包括(706)在具有一個(gè)或多個(gè)掩膜層的襯底上外延生長一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)(例如，圖1C中的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)106)的第一集合的同時(shí)在一個(gè)或多個(gè)掩膜層(例如，圖1C中的掩膜層104)上形成多個(gè)半導(dǎo)體顆粒(例如，圖1C中的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)108)。在一些實(shí)施例中，多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的第二集合包括多個(gè)半導(dǎo)體顆粒。

在一些實(shí)施例中，多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的第二集合包括(708)一個(gè)或多個(gè)掩膜層上的半導(dǎo)體薄膜(例如，圖1D中的半導(dǎo)體薄膜110)。在一些實(shí)施例中，多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的第二集合包括一個(gè)或多個(gè)掩膜層上的一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體薄膜。

在一些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的第一集合包括(710)IV族材料(例如，硅、鍺、SiGe等)。在一些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的第一集合包括一個(gè)或多個(gè)III-V族材料(例如，GaAs、InGaAs等)。

在一些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的第一集合包括(712)鍺。

在一些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的第一集合形成(714)在從一個(gè)或多個(gè)掩膜層暴露(例如，沒有被一個(gè)或多個(gè)掩膜層覆蓋)的襯底的一個(gè)或多個(gè)區(qū)域上。例如，在圖5A中，半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)106形成在從掩膜層104暴露的襯底的區(qū)域上。

在一些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的第一集合具有(716)晶體結(jié)構(gòu)而多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的第二集合具有非晶和/或多晶結(jié)構(gòu)。例如，參見圖8，其示出了一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)(例如，鍺島)的第一集合具有晶體結(jié)構(gòu)而半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的第二集合具有非晶和/或多晶結(jié)構(gòu)。

在一些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)掩膜層包括(718)電介質(zhì)材料。

在一些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)掩膜層包括(720)二氧化硅。

方法700還包括(722，圖7B)在一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的第一集合上形成一個(gè)或多個(gè)保護(hù)層(例如，圖1F中的保護(hù)層114，例如一個(gè)或多個(gè)光刻膠層)。多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的第二集合的至少一個(gè)子集從一個(gè)或多個(gè)保護(hù)層中暴露。例如，在圖1F中，薄膜110從保護(hù)層114暴露。在一些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)保護(hù)層與一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的第一集合直接接觸(例如，圖2A)。在一些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)中間層(例如，一個(gè)或多個(gè)粘結(jié)層，例如六甲基二硅烷(HMDS)或低溫?zé)嵫趸?位于一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的第一集合與一個(gè)或多個(gè)保護(hù)層之間(例如，圖1F)。

在一些實(shí)施例中，方法700包括(724)在一個(gè)或多個(gè)保護(hù)層形成在一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的第一集合上之前放棄對多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的第二集合的至少一個(gè)子集的刻蝕。例如，在一些實(shí)施例中，直到一個(gè)或多個(gè)保護(hù)層在一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)上形成之后，多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的第二集合才被刻蝕，以保護(hù)一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)免于刻蝕工藝。

在一些實(shí)施例中，方法700包括(726)在開始襯底上的一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的第一集合的外延生長之后，放棄對多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的第二集合的至少一個(gè)子集的刻蝕，直到一個(gè)或多個(gè)保護(hù)層形成在一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的第一集合上。例如，在一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的第一集合的外延生長期間，對多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的第二集合的至少一個(gè)子集的刻蝕被放棄。在一些實(shí)施例中，在開始襯底上的一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的第一集合的外延生長之后并且在一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)上形成一個(gè)或多個(gè)保護(hù)層之前，對多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的至少一個(gè)子集的刻蝕被放棄。

在一些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)保護(hù)層包括(728)一個(gè)或多個(gè)光刻膠層。在一些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)保護(hù)層是一個(gè)或多個(gè)光刻膠層。

在一些實(shí)施例中，方法700包括(730)在形成一個(gè)或多個(gè)保護(hù)層之前，至少在一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的第一集合上沉積一個(gè)或多個(gè)粘結(jié)層。例如，如圖1E-1F中所示的，在保護(hù)層114被施加之前，粘結(jié)層112被施加在半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)106上。在一些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)粘結(jié)層至少被沉積在一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的第一集合上。

在一些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)粘結(jié)層包括(732)六甲基二硅烷和/或低溫?zé)嵫趸铩?/p>

在一些實(shí)施例中，所述方法包括，在刻蝕多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的第二集合的至少一個(gè)子集后，去除一個(gè)或多個(gè)粘結(jié)層。在一些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)保護(hù)層以及一個(gè)或多個(gè)粘結(jié)層被同時(shí)去除。在一些實(shí)施例中，在去除一個(gè)或多個(gè)粘結(jié)層之后去除一個(gè)或多個(gè)保護(hù)層。

在一些實(shí)施例中，襯底包括硅。在一些實(shí)施例中，襯底是硅襯底。

在一些實(shí)施例中，襯底包括(734)其上的多個(gè)半導(dǎo)體器件(例如，圖6A-6B)。例如，在外延生長一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的第一集合之前，襯底可以包括多個(gè)晶體管。

在一些實(shí)施例中，襯底包括多個(gè)晶體管并且一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的第一集合中的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)電耦合到多個(gè)晶體管中的晶體管的源或漏。

在一些實(shí)施例中，襯底包括(736)其上的多個(gè)互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)器件(例如，圖6A-6B)。

在一些實(shí)施例中，襯底包括其上的多個(gè)互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體器件，包括p型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管和n型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管。在一些實(shí)施例中，該方法包括將一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的第一集合中的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)電耦合到以下中的一個(gè)的源或漏：p型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管或n型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管。

在一些實(shí)施例中，多個(gè)半導(dǎo)體器件位于(738)一個(gè)或多個(gè)掩膜層下的襯底上。例如，在圖6A-6B中，半導(dǎo)體器件(例如，晶體管)位于掩膜層606下。在一些實(shí)施例中，多個(gè)半導(dǎo)體器件位于襯底的前道制程(FEOL)區(qū)域中。

方法700還包括(740，圖7C)，在一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的第一集合上形成一個(gè)或多個(gè)保護(hù)層之后，對多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的第二集合的至少一個(gè)子集進(jìn)行刻蝕。例如，在圖1F-1G中，由于刻蝕工藝，薄膜110被去除。在一些實(shí)施例中，從一個(gè)或多個(gè)光刻膠層暴露的多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的至少一個(gè)子集被完全刻蝕(例如，去除)。在一些實(shí)施例中，從一個(gè)或多個(gè)光刻膠層暴露的多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的至少一個(gè)子集被至少部分刻蝕(例如，去除)。在一些實(shí)施例中，從一個(gè)或多個(gè)光刻膠層暴露的多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的至少一個(gè)子集的一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)被刻蝕(例如，去除)。在一些實(shí)施例中，形成在一個(gè)或多個(gè)掩膜層上的多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的整個(gè)第二集合被刻蝕(例如，去除)。

在一些實(shí)施例中，該方法包括對從一個(gè)或多個(gè)保護(hù)層暴露的多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的第二集合的整個(gè)子集進(jìn)行刻蝕。

在一些實(shí)施例中，方法700包括(742)，在對多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的第二集合的至少一個(gè)子集進(jìn)行刻蝕后，去除一個(gè)或多個(gè)保護(hù)層(例如，圖1H)和/或?qū)σ粋€(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的第一集合的至少一個(gè)子集進(jìn)行平坦化(例如，使用化學(xué)機(jī)械平坦化)。在一些實(shí)施例中，方法700包括，在對多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的第二集合的至少一個(gè)子集進(jìn)行刻蝕后，去除一個(gè)或多個(gè)保護(hù)層。在一些實(shí)施例中，方法700包括，在對多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的第二集合的至少一個(gè)子集進(jìn)行刻蝕后，對一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的第一集合的至少一個(gè)子集進(jìn)行平坦化。例如，在圖1I中，半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)106被平坦化。

在一些實(shí)施例中，對多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的第二集合的至少一個(gè)子集進(jìn)行刻蝕包括(744)以第一速率對多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的第二集合的至少一個(gè)子集進(jìn)行刻蝕并且以低于第一速率的第二速率對一個(gè)或多個(gè)掩膜層進(jìn)行刻蝕。例如，在圖1F-1G中，薄膜110被刻蝕得比掩膜層104和保護(hù)層114快。在一些實(shí)施例中，對多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的第二集合的至少一個(gè)子集進(jìn)行刻蝕包括對多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的第二集合的至少一個(gè)子集進(jìn)行刻蝕而不對一個(gè)或多個(gè)掩膜層進(jìn)行刻蝕。在一些實(shí)施例中，圖1F中示出的薄膜110被刻蝕而掩膜層104和保護(hù)層114沒有被刻蝕。

在一些實(shí)施例中，對多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的第二集合的至少一個(gè)子集進(jìn)行刻蝕包括放棄對一個(gè)或多個(gè)掩膜層進(jìn)行刻蝕。

在一些實(shí)施例中，對多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的第二集合的至少一個(gè)子集進(jìn)行刻蝕包括(744)以第一速率對多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的第二集合的至少一個(gè)子集進(jìn)行刻蝕并且以低于第一速率的第三速率對一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的第一集合的至少一個(gè)子集進(jìn)行刻蝕。例如，在圖1F-1G中，薄膜110被刻蝕得比半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)106快。在一些實(shí)施例中，對多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的第二集合的至少一個(gè)子集進(jìn)行刻蝕包括對多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的第二集合的至少一個(gè)子集進(jìn)行刻蝕而不對一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的第一集合進(jìn)行刻蝕。在一些實(shí)施例中，在圖1F中示出的薄膜110被刻蝕，而半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)106沒有被刻蝕(例如，這是因?yàn)榘雽?dǎo)體結(jié)構(gòu)106被保護(hù)層114保護(hù))。

參照圖7A-7C描述的方法700的某些特征可以被應(yīng)用于在圖1A-1I、2A-2C、3A-3C、4A-4C、5A-5E、以及6A-6B中示出的工藝。為簡潔起見，這些細(xì)節(jié)不在重復(fù)。

圖8A-8B是根據(jù)一些實(shí)施例的刻蝕工藝之前的半導(dǎo)體襯底的掃描電子顯微鏡(SEM)圖像。

在圖8A和8B中示出的是與圖1C相對應(yīng)的半導(dǎo)體襯底的俯視圖。

圖8A示出了與圖1C中的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)106相對應(yīng)的鍺島(在刻蝕過程之前)。此外，半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的第二集合形成在掩膜層上的鍺島周圍。

圖8B是半導(dǎo)體襯底的縮小視圖。在圖8B中示出了多個(gè)鍺島和在掩膜層上形成的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的第二集合。

圖9A-9B是根據(jù)一些實(shí)施例的刻蝕工藝之后的半導(dǎo)體襯底的掃描電子顯微鏡(SEM)圖像。

圖9A是與圖1H中的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)106相對應(yīng)的鍺島(刻蝕工藝之后)。圖9A示出了掩膜層上的鍺島周圍沒有半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的第二集合。

圖9B是半導(dǎo)體襯底的縮小視圖。圖9B中示出了沒有半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的第二集合的多個(gè)鍺島。

因此，圖9A-9B示出了描述的方法在去除形成在一個(gè)或多個(gè)掩膜層上的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的第二集合中的有效性。

出于解釋的目的，已經(jīng)參照特定實(shí)施例描述了前述內(nèi)容。然而，上文的示例性討論不是要窮盡本發(fā)明或者將本發(fā)明限制到公開的確切形式。根據(jù)以上教導(dǎo)，許多修改和變形是可能的。選擇并描述了實(shí)施例以便于更好地解釋本發(fā)明的原理及其實(shí)際應(yīng)用，從而使得本領(lǐng)域其他技術(shù)人員能夠更好地利用本發(fā)明和各種實(shí)施例，適合于所考慮的具體用途進(jìn)行各種修改。