鰭片被形成與塊狀襯底100連續(xù)?？赡艽嬖趶啮捚?02的制造中殘存的產(chǎn)物(Artifacts)。例如，如圖1A所描繪的，硬掩模層104(諸如氮化硅硬掩模層)和襯墊氧化物層106(諸如，二氧化硅層)保留在鰭片102頂上。在一個(gè)實(shí)施例中，在該階段處，塊狀襯底100未被摻雜或輕摻雜，且因此鰭片102未被摻雜或輕摻雜。例如，在特定實(shí)施例中，塊狀襯底100具有的硼摻雜劑雜質(zhì)原子的濃度小于約1E17原子/cm3，且因此鰭片102具有的硼摻雜劑雜質(zhì)原子的濃度小于約1E17原子/cm3。
[0039]參照?qǐng)D1B，在圖1A的結(jié)構(gòu)上形成P型固態(tài)摻雜劑源層108。在一個(gè)實(shí)施例中，P型固態(tài)摻雜劑源層108是其中包含P型摻雜劑(諸如，但不限于，P型摻雜的氧化物、氮化物或碳化物層)的電介質(zhì)層。在具體這個(gè)實(shí)施例中，P型固態(tài)摻雜劑源層108是硼硅酸鹽玻璃層?？赏ㄟ^(guò)適合于在鰭片102上提供共形層的工藝形成P型固態(tài)摻雜劑源層108。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)化學(xué)氣相沉積(CVD)或其他沉積工藝(例如，ALD、PECVD、PVD、HDP輔助的CVD、低溫CVD)形成P型固態(tài)摻雜劑源層108作為圖1A的整個(gè)結(jié)構(gòu)之上的共形層。在特定實(shí)施例中，P型固態(tài)摻雜劑源層108是具有約在0.1-10重量％范圍內(nèi)的硼濃度的BSG層。在另一實(shí)施例中，可在P型固態(tài)摻雜劑源層108上形成覆蓋層作為原位形成的覆蓋層，以在隨后暴露至環(huán)境條件期間保護(hù)P型固態(tài)摻雜劑源層108。在一個(gè)此類實(shí)施例中，覆蓋層是氮化物、碳化物或氧化鋁(A1203)覆蓋層。可以理解，可在與用于P型固態(tài)摻雜劑源層108的相同的圖案化操作(如果有的話)中圖案化覆蓋層。
[0040]參照?qǐng)D1C，僅在鰭片102的一部分之上形成經(jīng)圖案化的掩模。如將關(guān)于隨后處理操作所描述的，該掩模操作允許NM0S器件的鰭片和PM0S器件的鰭片之間的區(qū)別。在一個(gè)實(shí)施例中，該掩模由拓?fù)?topographic)掩模部分110和抗反射涂層(ARC)層112構(gòu)成。在特定此類實(shí)施例中，拓?fù)溲谀２糠?10是碳硬掩模(CHM)層，而抗反射涂覆層是硅ARC層?？刹捎脗鹘y(tǒng)光刻和蝕刻工藝技術(shù)來(lái)圖案化拓?fù)溲谀２糠?10和ARC層112。
[0041]參照?qǐng)D1D，從工藝流程上的該點(diǎn)指示適合于NM0S或PM0S器件的鰭片102的指定。具體參照?qǐng)D1D，例如通過(guò)等離子體、蒸氣或濕法蝕刻工藝來(lái)圖案化P型固態(tài)摻雜劑源層108，以形成經(jīng)圖案化的P型固態(tài)摻雜劑源層108’。還描述了抗反射涂層112的去除，該去除也可利用等離子體、蒸氣或濕法蝕刻來(lái)執(zhí)行?？稍谙嗤虿煌奶幚聿僮髦袌?zhí)行P型固態(tài)摻雜劑源層108的圖案化和抗反射涂層層112的去除。
[0042]參照?qǐng)D1E，去除拓?fù)溲谀２糠?10，該去除可利用等離子體、蒸氣或濕法蝕刻來(lái)執(zhí)行?？稍谂c抗反射涂層層112的去除相同的工藝操作、或在隨后的工藝操作中執(zhí)行拓?fù)溲谀２糠?10的去除。如圖1E所描述的，形成與暴露的鰭片102和經(jīng)圖案化的P型固態(tài)摻雜劑源層108’共形的隔離緩沖層或阻擋層114(諸如，隔離氮化物層)，例如以覆蓋經(jīng)圖案化的P型固態(tài)摻雜劑源層108’。可通過(guò)適合于在暴露的鰭片102和經(jīng)圖案化的P型固態(tài)摻雜劑源層108’上提供共形層的工藝來(lái)形成隔離緩沖層或阻擋層114。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)化學(xué)氣相沉積(CVD)工藝或其他沉積工藝(例如，ALD、PECVD、PVD、HDP輔助的CVD、低溫CVD)形成隔離緩沖層或阻擋層114。
[0043]參照?qǐng)D1F，在圖1E的結(jié)構(gòu)之上形成電介質(zhì)填充層116，并隨后平坦化該電介質(zhì)填充層116以暴露鰭片102的頂面(例如，暴露專用于NM0S和PM0S兩者的鰭片102)。在一個(gè)實(shí)施例中，電介質(zhì)填充層116由二氧化硅構(gòu)成，諸如用于淺溝槽隔離制造工藝中?？赏ㄟ^(guò)化學(xué)氣相沉積(CVD)或其他沉積工藝(例如，ALD、PECVD、PVD、HDP輔助的CVD、低溫CVD)來(lái)沉積電介質(zhì)填充層116，并且可通過(guò)化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)技術(shù)來(lái)平坦化電介質(zhì)填充層116。平坦化還從鰭片102的頂部去除經(jīng)圖案化的P型固態(tài)摻雜劑源層108’和隔離緩沖層或阻擋層114的部分。如圖1F所描繪的，在CMP工藝期間可去除來(lái)自鰭片圖案化的任何產(chǎn)物(artifacts)(諸如硬掩模層104和襯墊氧化物層106)以暴露鰭片102。在替代實(shí)施例中，可將硬掩模或其他電介質(zhì)層保持在鰭片的頂部上以消除或降低來(lái)自鰭片的頂部的柵極控制(例如，如在雙柵極器件中相對(duì)于在三柵極器件中)。
[0044]參照?qǐng)D1G，通過(guò)掩模層118掩模專用于NM0S器件制造的鰭片102。在一個(gè)實(shí)施例中，掩模層118由本領(lǐng)域已知的光致抗蝕劑層構(gòu)成，并且可通過(guò)傳統(tǒng)光刻和顯影工藝圖案化。在特定實(shí)施例中，在顯影光致抗蝕劑層時(shí)去除暴露至光源的光致抗蝕劑層的部分。因此，經(jīng)圖案化的光致抗蝕劑層由正光致抗蝕劑材料構(gòu)成。在具體實(shí)施例中，光致抗蝕劑層由正光致抗蝕劑構(gòu)成，正光致抗蝕劑諸如但不限于248nm抗蝕劑、193nm抗蝕劑、157nm抗蝕劑、極紫外線(EUV)抗蝕劑、電子束壓印層、或具有重氮萘醌光敏劑的酚醛樹脂基體。在另一特定實(shí)施例中，在顯影光致抗蝕劑層時(shí)保留暴露至光源的光致抗蝕劑層的部分。因此，光致抗蝕劑層由負(fù)光致抗蝕劑材料構(gòu)成。在具體實(shí)施例中，光致抗蝕劑層由負(fù)光致抗蝕劑材料構(gòu)成，負(fù)光致抗蝕劑材料諸如但不限于由聚順式異戊二稀(口017-(^8-丨8<^^]16)或聚基肉桂酸乙稀酯(poly-vinyl-cinnamate)組成。
[0045]此外，再次參照?qǐng)D1G，執(zhí)行阱和/或逆行注入操作120以從暴露的PM0S專用的鰭片形成N型摻雜的鰭片122。暴露的鰭片的摻雜可引起塊狀襯底部分100內(nèi)的摻雜，其中相鄰的鰭片122共享塊狀襯底100中的共同的摻雜區(qū)域122’。在一個(gè)實(shí)施例中，N型摻雜的鰭片122、和共同的摻雜區(qū)域122’(如果存在的話)被摻雜成包括具有2E18原子/cm3或更大的總濃度的磷和/或砷N型摻雜劑。
[0046]參照?qǐng)D1H，使電介質(zhì)填充層116凹入以暴露鰭片102和122的突出部分。此外，如圖1H所描繪的，使經(jīng)圖案化的P型固態(tài)摻雜劑源層108’、和隔離緩沖層或阻擋層114(如果存在的話)凹入至與電介質(zhì)填充層116大約相同的水平?？赏ㄟ^(guò)等離子體、蒸汽、或濕法蝕刻工藝執(zhí)行這些層的凹入。在一個(gè)實(shí)施例中，使用對(duì)硅鰭片選擇性的干法蝕刻工藝，干法蝕刻工藝基于從氣體生成的等離子體，氣體諸如但不限于通常具有在30-100毫托范圍內(nèi)的壓力和50-1000瓦的等離子偏壓的NF3、CHF3、C4F8、HBr和02。在實(shí)施例中，以大約1:1選擇性同時(shí)使電介質(zhì)填充層116和經(jīng)圖案化的P型固態(tài)摻雜劑源層108’凹入。在另一實(shí)施例中，隨后使電介質(zhì)填充層116和經(jīng)圖案化的P型固態(tài)摻雜劑源層108’凹入。
[0047]參照?qǐng)D1I，執(zhí)行推進(jìn)退火以提供專用于匪0S器件的鰭片的摻雜的子鰭片區(qū)域。更具體地，在加熱時(shí)，來(lái)自經(jīng)圖案化的P型固態(tài)摻雜劑源層108’的摻雜劑(諸如，硼摻雜劑原子)被擴(kuò)散至子鰭片區(qū)域(在凹入的電介質(zhì)填充層116之下的那些區(qū)域)中以形成P型摻雜的子鰭片區(qū)域124。該擴(kuò)散還可引起塊狀襯底部分100內(nèi)的摻雜，其中相鄰的鰭片102共享塊狀襯底100中的共同的摻雜區(qū)域124 ’。以這種方式，匪OS器件的鰭片102的突出部分(例如，突出部分102’)保持未摻雜或輕摻雜，例如，基本保持關(guān)于圖1A所描述的原始?jí)K狀襯底100和鰭片102的摻雜分布。作為結(jié)果，在突出部分102’和P型摻雜的子鰭片區(qū)域124之間存在界面126。在一個(gè)此類實(shí)施例中，界面126表示摻雜濃度臺(tái)階或快速梯度變化，其中P型摻雜的子鰭片區(qū)域124具有2E18原子/cm3或更大的總摻雜濃度，而突出部分102’具有顯著小于2E18原子/cm3(例如，大約5E17原子/cm3或更小)的總摻雜濃度。過(guò)渡區(qū)域可相對(duì)突變(abrupt)，如以下關(guān)于圖4A和4B更詳細(xì)描述的。
[0048]再次參照?qǐng)D1I，跨整個(gè)子鰭片區(qū)域摻雜P型摻雜的子鰭片區(qū)域124。在一個(gè)此類實(shí)施例中，每個(gè)鰭片大約10納米寬，并且圖1G的摻雜劑推進(jìn)退火工藝僅要求來(lái)自經(jīng)圖案化的P型固態(tài)摻雜劑源層108’的每一側(cè)的摻雜劑的5納米推進(jìn)。在實(shí)施例中，在大約在800-1050攝氏度范圍內(nèi)的溫度下執(zhí)行推進(jìn)操作。
[0049]—般而言，再次參照?qǐng)D1A-1I，在實(shí)施例中，硼硅酸鹽玻璃(BSG)的摻雜層用于摻雜NM0S器件的子鰭片區(qū)域。在鰭片蝕刻之后在鰭片上沉積BSG的層。圖案化晶片使得從PM0S區(qū)域去除BSG?？沙练e阻擋或勢(shì)皇層以在BSG和溝槽填充(電介質(zhì)16)材料之間形成勢(shì)皇，由此允許硼從BSG薄膜至硅子鰭片中的穩(wěn)健的內(nèi)擴(kuò)散。在溝槽填充和拋光之后，采用標(biāo)準(zhǔn)阱注入摻雜PM0S鰭片。溝槽填充凹入操作從NM0S鰭片上的鰭片突出部去除BSG。最后，推進(jìn)退火操作將硼摻雜推進(jìn)到子鰭片中，同時(shí)使鰭片的突出部分不顯著摻雜?？梢岳斫?，在另一實(shí)施例中，可保留關(guān)于圖1A-1I描述的導(dǎo)電類型，例如，對(duì)于P型的N型，反之亦然。
[0050]在另一方面中，固態(tài)摻雜源可用于摻雜用于匪0S和PM0S器件制造兩者的子鰭片區(qū)域。因此，在第二示例中，圖2A-2I示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的制造具有摻雜的子鰭片區(qū)域的非平面半導(dǎo)體器件的另一方法中的各個(gè)操作的截面圖。在一個(gè)具體實(shí)施例中，第二示例性工藝流程可被描述為硼硅酸鹽玻璃(BSG)NMOS和磷硅酸鹽玻璃(PSG)或砷硅酸鹽玻璃(AsSG)PMOS制造方案。
[0051]參照?qǐng)D2A，提供具有在其中蝕刻出的鰭片202的塊狀半導(dǎo)體襯底200(諸如，塊狀單晶硅襯底)。在實(shí)施例中，鰭片在塊狀襯底200中直接被形成，并且照此與塊狀襯底200連續(xù)地被形成。如圖2A所描繪的，在該階段處可已經(jīng)去除了從鰭片202的制造殘存的產(chǎn)物(例如，氮化硅硬掩模層和下面的襯墊氧化層)。替代地，如關(guān)于圖1A所描述的，硬掩模層(諸如氮化硅硬掩模層)和襯墊氧化層(例如二氧化硅層)可保留在鰭片頂上。在一個(gè)實(shí)施例中，在該階段處，塊狀襯底200未被摻雜或輕摻雜，且因此鰭片202未被摻雜或輕摻雜。例如，在特定實(shí)施例中，塊狀襯底200，且因此鰭片202，具有的硼摻雜劑雜質(zhì)原子的濃度小于約5E17原子/cm3 ο
[0052]參照?qǐng)D2Β，在圖2Α的結(jié)構(gòu)上形成Ρ型固態(tài)摻雜劑源層208。在一個(gè)實(shí)施例中，Ρ型固態(tài)摻雜劑源層208是其中包含Ρ型摻雜劑的電介質(zhì)層，該電介質(zhì)層諸如但不限于Ρ型摻雜的氧化物、氮化物或碳化物層。在具體這個(gè)實(shí)施例中，Ρ型固態(tài)摻雜劑源層208是硼硅酸鹽玻璃層?？赏?