半导体装置的形成方法与流程

本发明的实施例涉及半导体装置的形成方法，更具体而言涉及用于半导体装置(可为鳍状场效晶体管装置，如n型的鳍状场效晶体管装置)中的源极/漏极区的外延方式。

背景技术：

半导体装置用于多种电子应用中，比如个人电脑、手机、数码相机、或其它电子设备。随着半导体产业进展至纳米技术工艺节点以求更高的装置密度、更高效能、更低能耗、及更低成本，制作与设计面临的问题导致了三维设计如鳍状场效晶体管的发展。鳍状场效晶体管装置通常包含通道与源极/漏极区形成其中的半导体鳍状物。栅极沿着鳍状结构的侧壁并形成于鳍状结构上(如包覆鳍状结构)，具有增加通道表面积的优点，以产生更快、更可信、与更易控制的半导体装置。然而，尺寸缩小也让集成电路工艺面临新的挑战。

技术实现要素：

本发明一实施例提供的半导体装置的形成方法，包括：于基板上形成主动区，且主动区包括源极/漏极区，其中源极/漏极区的形成步骤包括：沿着主动区中的凹陷部的下表面与侧表面形成阻障区，且阻障区包括第一掺质浓度的砷；以及于凹陷部中的阻障区上形成外延材料，且外延材料包括第二掺质浓度的磷。

附图说明

图1a至图1c、图2a与图2b、图3a与图3b、图4a与图4b、图5a与图5b、图6a与图6b、图7a与图7b、及图8a与图8b是一些实施例中，形成半导体装置(如鳍状场效晶体管)的例示性工艺的制作阶段中的个别中间结构的多种附图。

图9是一些实施例中，用于形成半导体装置的例示性步骤的流程图。

图10是一些实施例中，图7a的中间结构的部分的细节剖视图。

图11是一些实施例中，沿着图10中的参考方向的多种掺质轮廓(曲线)的图表。

附图标记列表

a-a、b-b剖面

d距离

m1、m2斜率

70半导体基板

74鳍状物

78隔离区

80、101界面介电层

82虚置栅极

84遮罩

86栅极间隔物

90凹陷部

91阻障区

92外延源极/漏极区

96接点蚀刻停止层

100第一层间介电层

102栅极介电层

103顺应层

104栅极导电充填材料

120导电结构

122第二层间介电层

202、204、206、208、210步骤

300箭头

400图表

402a第一退火前轮廓

404a第二退火前轮廓

402b第一退火后轮廓

404b第二退火后轮廓

具体实施方式

本发明实施例提供的不同实施例或实例可实施本发明的不同结构。特定构件与排列的实施例是用以简化本发明而非局限本发明。举例来说，在第二构件上形成第一构件的叙述包含两者直接接触，或两者之间隔有其它额外构件而非直接接触。此外，本公开的多种例子中可具有重复的附图标记(标号)，但这些重复仅用以简化与清楚说明，不代表不同实施例及/或设置之间具有相同附图标记的单元之间具有相同的对应关系。

此外，空间性的相对用语如“下方”、“其下”、“下侧”、“上方”、“上侧”、或类似用语可用于简化说明某一元件与另一元件在图示中的相对关系。空间性的相对用语可延伸至以其它方向使用的元件，而非局限于图示方向。元件亦可转动90°或其它角度，因此方向性用语仅用以说明图示中的方向。

本发明实施例涉及用于半导体装置(可为鳍状场效晶体管装置，如n型的鳍状场效晶体管装置)中的源极/漏极区的外延方式。举例来说，下述内容为晶体管的源极/漏极区与其形成方法。此处提供的技术与设备采用含砷的阻障区(如砷化硅或掺杂砷的硅)以在半导体基板中形成源极/漏极区，其可具有较低的漏极诱发能障降低，并改善晶体管电流。

将以鳍状场效晶体管为例说明用于形成源极/漏极区的技术，然而本发明实施例范围的外延方式还可实施于平面晶体管及/或其它半导体装置。此外，还说明形成鳍状场效晶体管的中间阶段。此处所述的一些实施例采用置换栅极工艺形成鳍状场效晶体管。其它例子可采用栅极优先工艺，如本技术领域中的一般技术人员所理解的。下述内容说明例示性的方法与结构的一些变化。本技术领域中的一般技术人员应理解的是，其它调整属于其它实施例的范围。虽然以特定顺序描述方法的实施例，但可采用任何逻辑性的顺序进行多种其它方法的实施例，且其它方法的实施例可具有比此处所述的步骤更多或更少的步骤。

图1a至图1c到图8a与图8b是一些实施例中，形成鳍状场效晶体管的例示性工艺中的个别中间结构的附图。图9是一些实施例中，例示性工艺的例示性步骤的流程图。

图1a与图1b是中间结构的个别剖视图，而图1c是中间结构的透视图。图1c还显示用于剖面图的剖面a-a与b-b。附图末尾为“a”者沿着图1c中的剖面a-a，而附图末尾为“b”者沿着图1c中的剖面b-b。

图1a至图1c的中间结构包含形成于半导体基板70上的多个鳍状物74，而个别的隔离区78形成于相邻的鳍状物74之间的半导体基板70上。多个虚置栅极堆叠沿着鳍状物74的个别侧壁并形成于鳍状物74上。多个虚置栅极堆叠各自包含界面介电层80、虚置栅极82、及遮罩84。

半导体基板70可为或包含基体半导体基板、绝缘层上半导体基板、或类似物，其可掺杂(比如掺杂p型或n型掺质)或未掺杂。在一些实施例中，半导体基板70的半导体材料可包含半导体元素如硅或锗、半导体化合物、半导体合金、或上述的组合。

鳍状物74形成于半导体基板70中。举例来说，可蚀刻半导体基板70，使沟槽形成于相邻的一对鳍状物74之间，因此鳍状物74自半导体基板70凸起。上述结构的形成方法可采用合适的光刻与蚀刻工艺。隔离区78各自形成于对应的沟槽中。隔离区78可包含或可为绝缘材料如氧化物(比如氧化硅)、氮化物、类似物、或上述的组合，且绝缘材料的沉积方法可采用合适的沉积工艺。在沉积绝缘材料以形成隔离区78之后，可使绝缘材料凹陷。绝缘材料凹陷后，鳍状物可自相邻的隔离区78之间凸起，因此其可定义(至少部分的)鳍状物74为半导体基板70上的主动区。本技术领域中的一般技术人员应理解，上述工艺仅用以举例说明如何形成鳍状物74。在其它例子中，鳍状物74可由其它工艺形成，且可包含异质外延结构及/或同质外延结构。

虚置栅极堆叠形成于鳍状物74上。在此处所述的置换栅极工艺中，可由合适工艺按序形成用于虚置栅极堆叠的界面介电层80、虚置栅极82、及遮罩84的个别层状物。接着以合适的光刻与蚀刻工艺将这些层状物图案化成虚置栅极堆叠。举例来说，界面介电层80可包含或可为氧化硅、氮化硅、类似物、或上述的多层。虚置栅极82可包含或可为硅(如多晶硅)或另一材料。遮罩84可包含或可为氮化硅、氮氧化硅、氮碳化硅、类似物、或上述的组合。

图1c中的剖面a-a沿着相对的源极/漏极区之间的一鳍状物74中的通道。图1c中的剖面b-b垂直于剖面a-a，并横越相邻的鳍状物74中的个别源极/漏极区。

如图2a与图2b所示，形成栅极间隔物86。沿着虚置栅极堆叠的侧壁(如界面介电层80、虚置栅极82、及遮罩84的侧壁)，形成栅极间隔物86。举例来说，栅极间隔物86的形成方法可为顺应性地沉积用于栅极间隔物86的一个或多个层状物，并非等向地蚀刻一个或多个层状物。用于栅极间隔物86的一个或多个层状物可包含或可为氮化硅、氮氧化硅、碳氮化硅、类似物、上述的多层、或上述的组合。

如图3a与图3b所示，在鳍状物74中形成凹陷部90，以用于靠近虚置栅极堆叠的源极/漏极区，如图9的步骤202所述。如图所示，凹陷部90形成于鳍状物74中，且位于虚置栅极堆叠的两侧上。凹陷(形成凹陷部)的方法可为蚀刻工艺。蚀刻工艺可为等向或非等向，且可进一步对半导体基板70的一个或多个结晶平面具有选择性。因此凹陷部90可具有多种剖面轮廓，端视所实施的蚀刻工艺而定。蚀刻工艺可为干蚀刻(如反应性离子蚀刻、中性束蚀刻、或类似方法)；或湿蚀刻(如采用氢氧化四甲基铵、氢氧化铵、或另一蚀刻剂的蚀刻方法)。

如图4a与图4b所示，沿着凹陷部90定义的鳍状物74的表面，形成阻障区91，如图9的步骤204所述。在一些例子中，阻障区91的形成方法为于凹陷部90的表面上外延成长含阻障物种的材料，如图9的步骤206所述。在其它例子中，阻障区91的形成方法为沿着凹陷部90的表面掺杂阻障物种，使阻障物种穿过凹陷部90的表面以掺杂鳍状物74，如图9的步骤208所述。如下详述，阻障区91可避免导电掺质物种自形成于个别阻障区91上的源极/漏极区向外扩散。一般而言，阻障区91包含阻障物种，其可避免向外扩散。在此处所述的一些例子中，阻障物种包含砷，不过亦可采用其它元素或材料。

在一些例子中，阻障区91的形成方法为于凹陷部90中外延成长阻障区91。在一些例子中，阻障区91可外延成长于凹陷部90的下表面与侧表面上。在这些例子中，阻障区91可包含半导体材料与阻障物种。阻障区91的外延成长方法可为远端等离子体增强化学气相沉积、低压化学气相沉积、有机金属化学气相沉积、分子束外延、液相外延、气相外延、类似方法、或上述的组合。在一些例子中，阻障物种为砷，而阻障区91可为外延成长的砷化硅层。为形成砷化硅层，可实施远端等离子体增强化学气相沉积工艺。远端等离子体增强化学气相沉积的硅源前驱物气体可包含硅烷、二硅烷、三硅烷、二氯硅烷、三氯硅烷、另一含硅前驱物、及/或任何上述组合。远端等离子体增强化学气相沉积的砷源前驱物气体可包含砷化氢、另一含砷前驱物、及/或任何上述组合。其它气体如载气(比如氮气、氢气、或类似气体)可与前驱物混合。硅源前驱物的流速可介于约500sccm至约1000sccm之间，而砷源前驱物的流速可介于约50sccm至约300sccm之间。远端等离子体增强化学气相沉积的压力可介于约50torr至约500torr之间。远端等离子体增强化学气相沉积的温度可介于约600℃至约800℃之间。在一些例子中，这些参数可依工艺变化。远端等离子体增强化学气相沉积工艺可为循环的沉积-蚀刻工艺，如本技术领域中的一般技术人员所理解。此外，本技术领域中的一般技术人员应理解的是，可实施不同工艺以实现外延成长砷化硅的阻障区91，或含有不同阻障物种的另一材料。

在另一例中，阻障区91的形成方法可为经由凹陷部90的表面，将阻障物种掺杂至鳍状物74。阻障区91的形成方法可为经由凹陷部90的表面，等离子体掺杂及/或布植阻障物种。在一些例子中，阻障物种为砷，而阻障区91可为鳍状物74中掺杂砷的硅区(当鳍状物74为硅时)，其形成方法可为等离子体掺杂砷至凹陷部90。本技术领域中的一般技术人员应理解，可采用不同工艺以实现掺杂砷的硅的阻障区91，或含有不同阻障物种的另一材料。

在一些实施例中，阻障区91的厚度小于或等于约20nm，比如小于或等于约5nm。阻障层91在凹陷部90的表面上的厚度可一致或不一致。当阻障区91的形成方法为外延成长时，可经由外延成长的阻障区91测量阻障层91自个别凹陷部90的表面的厚度；及/或当阻障区91的形成方法为掺杂鳍状物74时，可经由等离子体掺杂的阻障区91测量阻障层91自个别凹陷部90的表面至鳍状物74中的厚度。

阻障区91可具有阻障物种的多种浓度。当阻障物种为砷时，阻障区91中的砷浓度可大于或等于约10¹⁸cm^-3，比如介于约1×10²⁰cm^-3至约2×10²¹cm^-3之间。以下将说明阻障区91的额外细节，特别是阻障物种为砷的内容。

如图5a与图5b所示，于阻障区91上及凹陷部中形成外延源极/漏极区92，如图9的步骤210所述。虽然阻障区91与对应的源极/漏极区92被描述为分开的构件，但两者可一起作为源极/漏极区。一般而言，外延源极/漏极区92包含的半导体材料含有导电掺质物种。具有阻障物种的阻障区91可减少或避免外延源极/漏极区92的导电掺质物种向外扩散至鳍状物74中，比如向外扩散至鳍状物74中的通道区。

外延源极/漏极区92的形成方法，可为于阻障区91上与凹陷部90中外延成长外延源极/漏极区92。外延源极/漏极区92可掺杂导电掺质物种(如n型掺质)，且掺杂方法可为外延成长时的原位掺杂及/或外延成长后的布植。在一些例子中，外延源极/漏极区92可包含磷化硅、碳磷化硅、或类似物，其中外延源极/漏极区92可原位掺杂导电掺质物种(如磷)。在其它例子中，外延源极/漏极区92可包含硅、碳化硅、ii-vi族半导体化合物、iii-v族半导体化合物、或类似物，且接着可将导电掺质物种(如磷)布植至外延源极/漏极区92。外延成长可为远端等离子体增强化学气相沉积、低压化学气相沉积、有机金属化学气相沉积、分子束外延、液相外延、气相外延、类似方法、或上述的组合。

在导电掺质物种为磷且外延源极/漏极区92为磷化硅的一些例子中，外延源极/漏极区92可为外延成长的磷化硅。为形成磷化硅区，可实施远端等离子体增强化学气相沉积工艺。远端等离子体增强化学气相沉积的硅源前驱物可包含硅烷、二硅烷、三硅烷、二氯硅烷、三氯硅烷、另一含硅前驱物、及/或任何上述组合，而远端等离子体增强化学气相沉积工艺的磷源前驱物可包含磷化氢、另一含磷前驱物、及/或任何上述组合。其它气体如载气(比如氮气、氢气、或类似气体)可与前驱物混合。硅源前驱物的流速可介于约600sccm至约900sccm之间，而磷源前驱物的流速可介于约150sccm至约300sccm之间。远端等离子体增强化学气相沉积的压力可介于约50torr至约300torr之间。远端等离子体增强化学气相沉积的温度可介于约600℃至约750℃之间。在一些例子中，这些参数可依工艺变化。远端等离子体增强化学气相沉积工艺可为循环的沉积-蚀刻工艺，如本技术领域中的一般技术人员所理解。此外，本技术领域中的一般技术人员应理解的是，可实施不同工艺以实现外延成长磷化硅的源极/漏极区92，或含有不同导电掺质物种的另一材料。

在一些例子中，由于隔离区78的阻挡，外延源极/漏极区92的外延成长材料可先垂直地成长于凹陷部90中，此时外延源极/漏极区92的外延成长材料不会水平地成长。在外延成长材料填满凹陷部90之后，外延成长材料可垂直地与水平地成长以形成晶面，其可对应半导体基板70的结晶平面。

外延源极/漏极区92可具有导电掺质物种的多种浓度。当导电掺质物种为磷(比如来自外延成长时的磷及/或布植磷)，外延源极/漏极区92中的磷浓度可介于约10¹⁹cm^-3至约5×10²¹cm^-3之间，比如介于约2×10²¹cm^-3至约5×10²¹cm^-3之间。以下将说明外延源极/漏极区92的额外细节，特别是导电掺质物种为磷的内容。

如图6a与图6b所示，形成接点蚀刻停止层96与第一层间介电层100。一般而言，蚀刻停止层在形成接点或通孔时，可提供停止蚀刻工艺的机制。蚀刻停止层的组成可为介电材料，其蚀刻选择性不同于相邻的层状物(如第一层间介电层100)。接点蚀刻停止层96顺应性地沉积于外延源极/漏极区92、虚置栅极堆叠、栅极间隔物86、及隔离区78上，而第一层间介电层100沉积于接点蚀刻停止层96上。蚀刻停止层可包含或可为氮化硅、碳氮化硅、碳氧化硅、氮化碳、类似物、或上述的组合。第一层间介电层100可包含或可为氧化硅、低介电常数的介电材料(介电常数低于氧化硅的介电常数的材料)、氮氧化硅、磷硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃、硼磷硅酸盐玻璃、未掺杂的硅酸盐玻璃、氟化硅酸盐玻璃、有机硅酸盐玻璃、碳氧化硅、旋转涂布玻璃、旋转涂布聚合物、碳硅材料、上述的化合物、上述的复合物、类似物、或上述的组合。接点蚀刻停止层96与第一层间介电层100的沉积方法可为任何合适的沉积技术。

如图7a与图7b所示，将虚置栅极堆叠取代为置换栅极结构。进行平坦化工艺如化学机械研磨，使接点蚀刻停止层96与第一层间介电层100的上表面齐平于虚置栅极82的上表面。化学机械研磨还可移除虚置栅极82上的遮罩。在一些实施例中，化学机械研磨还移除虚置栅极82上的栅极间隔物86的上侧部分。综上所述，经由接点蚀刻停止层96与第一层间介电层100露出虚置栅极82的上表面。接着移除虚置栅极82与界面介电层80以露出鳍状物74中的个别通道区，且移除方法可为一道或多道蚀刻工艺。

接着可于移除虚置栅极堆叠处沉积用于形成置换栅极结构的层状物，比如顺应性地沉积一些层状物、并以平坦化工艺(如化学机械研磨)移除这些层状物的多余部分，即形成置换栅极结构。置换栅极结构各自包含界面介电层101、栅极介电层102、一个或多个视情况形成的顺应层103、以及栅极导电充填材料104，如图7a所示。

于鳍状物74的侧壁与上表面上沿着通道区形成界面介电层101，即移除虚置栅极堆叠处。举例来说，界面介电层101可为界面介电层80(若未被移除)、氧化物(如氧化硅)、氮化物(如氮化硅)、及/或另一介电层。栅极介电层102顺应性地沉积于界面介电层101上，沿着栅极间隔物86的侧壁，并沉积于接点蚀刻停止层96与第一层间介电层100的上表面上。栅极介电层102可为或包括氧化硅、氮化硅、高介电常数的介电材料、上述的多层、或其它介电材料。高介电常数的介电材料其介电常数可大于约7.0，且可包含铪、铝、锆、镧、镁、钡、钛、或铅的金属氧化物或金属硅酸盐，上述的多层，或上述的组合。

接着可顺应性(及按序，若层状物数目超过一)地沉积一个或多个视情况形成的顺应层103于栅极介电层102上。一个或多个视情况形成的顺应层103可包含一个或多个阻障及/或盖层，以及一个或多个功函数调整层。一个或多个阻障及/或盖层可包含：钽及/或钛的氮化物、氮硅化物、碳氮化物、及/或铝氮化物；钨的氮化物、碳氮化物、及/或碳化物；类似物；或上述的组合。一个或多个功函数调整层可包含或可为：钛及/或钽的氮化物、氮硅化物、碳硅化物、铝氮化物、铝氧化物、及/或铝碳化物；钨、钴、或铂的氮化物、碳氮化物、及/或碳化物；类似物；或上述的组合。

栅极导电充填材料104形成于栅极介电层102及/或一个或多个视情况形成的顺应层103(若存在)上。栅极导电充填材料104可填入移除虚置栅极堆叠后的剩余区域。栅极导电充填材料104可为或包括含金属的材料，比如钨、钴、钌、铝、上述的多层、或上述的组合。

如图8a与图8b所示，形成第二层间介电层122，以及到外延源极/漏极区92的导电结构120。第二层间介电层122沉积(比如由合适的沉积工艺)于第一层间介电层100、置换栅极结构、以及接点蚀刻停止层96的上表面上。第二层间介电层122可包含或可为氧化硅、低介电常数的介电材料、氮氧化硅、磷硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃、硼磷硅酸盐玻璃、未掺杂的硅酸盐玻璃、氟化硅酸盐玻璃、有机硅酸盐玻璃、碳氧化硅、旋转涂布玻璃、旋转涂布聚合物、碳硅材料、上述的化合物、上述的复合物、类似物、或上述的组合。接着形成开口穿过第二层间介电层122、第一层间介电层100、以及接点蚀刻停止层96，以露出个别的外延源极/漏极区92，且开口的形成方法可采用合适的光刻与蚀刻工艺。

接着于开口中形成导电结构120，以至外延源极/漏极区92。导电结构120可包含顺应性的粘着及/或阻障层，其沿着开口侧壁(如第一层间介电层100与第二层间介电层122的侧壁)。导电结构120还可包含导电的充填材料于粘着及/或阻障层上，以填入开口。举例来说，粘着及/或阻障层可为或包含钛、钴、镍、氮化钛、氧化钛、氮化钽、氧化钽、类似物、或上述的组合。导电充填材料可为或包含钨、铜、铝、金、银、上述的合金、或类似物。硅化物区还可形成于外延源极/漏极区92的上侧部分上。硅化物区的形成方法可为外延源极/漏极区92的上侧部分与粘着及/或阻障层之间的反应。可进行退火以利于外延源极/漏极区92与粘着及/或阻障层之间的反应。在沉积用于导电结构120的导电充填材料之后，可采用平坦化工艺如化学机械研磨以移除多余材料，使导电结构120的上表面与第二层间介电层122的上表面共平面。导电结构120可称作接点、插塞、或类似物。

图10是本发明实施例中，图7a的中间结构的部分的细节剖视图。虽然可实施不同材料及/或物种，此例中的鳍状物74为硅，而阻障区91为掺杂砷的硅区或外延的砷化硅层，且外延源极/漏极区92为原位掺杂的磷化硅区。如图所示，阻障区91最靠近置换栅极结构的表面，与置换栅极结构的侧壁平面之间具有距离d。在一些例子中，距离d小于或等于约10nm，比如介于3nm至10nm之间。图10所示的箭头300自外延源极/漏极区92穿过阻障区91至鳍状物74中。箭头300为用于图11的参考位置。箭头还可为穿过相同区域及/或材料的不同位置。

图11是本发明实施例中，沿着图10中的箭头的多种掺质轮廓(曲线)的图表400。图表400是沿着箭头300的掺质的浓度相对于位置的函数。图表400显示磷的第一退火前轮廓402a，砷的第二退火前轮廓404a，磷的第一退火后轮廓402b、以及砷的第二退火后轮廓404b。第一退火前轮廓402a与第二退火前轮廓404a可为刚刚外延成长外延源极/漏极区92之后的个别轮廓。第一退火后轮廓402b与第二退火后轮廓404b所指的退火可为外延成长外延源极/漏极区92之后的任何退火，比如在外延源极/漏极区92上形成硅化物区的退火。

在形成集成电路时的大多数工艺温度下，砷通常比磷更难溶于硅中。举例来说，硅中的砷掺杂浓度为约10²¹cm^-3时，其于约800℃下的扩散性为约8×10^-16cm²/s。当硅中的磷掺杂浓度为约10²¹cm^-3时，其于约800℃下的扩散性为约6×10^-14cm²/s。砷的尺寸与原子量(约与约74.9amu)比磷的尺寸与原子量(约与约31amu)大，据信为砷在硅中的溶解度与扩散性较低的原因。此外，据信砷的这些特性可让砷得以降低或避免磷向外扩散至硅中。

在图11的图表400中，第二退火前轮廓404a与第二退火后轮廓404b之间，自阻障区91与鳍状物74之间的界面至鳍状物74中的砷浓度减少程度实质上未改变。砷浓度减少程度实质上未改变的原因，可能是砷在硅中的低扩散度与低溶解度(如前述)。第二退火前轮廓404a与第二退火后轮廓404b中的砷浓度降低，其斜率m1可介于约0.1decades/nm至约0.3decades/nm之间。第二退火前轮廓404a与第二退火后轮廓404b还显示一些砷自阻障区91与外延源极/漏极区92的界面，扩散至外延源极/漏极区92。将磷掺入外延源极/漏极区92中，可让更多砷扩散至源极/漏极区92中。

第一退火前轮廓402a与第一退火后轮廓402b显示一些磷扩散至穿过阻障区91至鳍状物74中。然而退火后(比如第一退火后轮廓402b与第二退火后轮廓404b)的鳍状物74中任何位置的磷浓度，均比阻障区91与源极/漏极区92的界面处的磷浓度小30倍以上，并小于鳍状物74的对应位置中的砷浓度。此外，第一退火后轮廓402b中自阻障区91与鳍状物74之间的界面至鳍状物74中的磷浓度下降程度，大于第二退火后轮廓404b中自阻障区91与鳍状物74之间的界面至鳍状物74中的砷浓度下降程度。第一退火后轮廓402b中减少的斜率m2可介于约0.1decades/nm至约0.3decades/nm之间。斜率m2大于斜率m1，如上所述。

发明人观察到当阻障区91的砷浓度大于或等于约10¹⁸cm^-3时，砷可阻挡磷扩散至硅中(即砷的瞬时浓度大于磷的对应浓度)。因此一些例子中的阻障区91其砷浓度大于或等于约10¹⁸cm^-3，比如介于约1×10²⁰cm^-3至约2×10²¹cm^-3之间。

此外，由于鳍状物74中的第二退火前轮廓404a与第二退火后轮廓404b实质上维持未变化，自初始形成的阻障区91至后续工艺中，阻障区91可实质上维持相同的浓度轮廓扩散于鳍状物74中。同样如上所述，此砷浓度轮廓可阻挡鳍状物74中的磷扩散。这些实施例可让源极/漏极区(比如包含阻障区91与外延源极/漏极区92)的位置更精确。假设形成阻障区91时具有较精确的控制，其可实现掺质轮廓中的剧烈下降(比如斜率m1与m2较大)，以形成更靠近通道的源极/漏极区。因此可减少图10中的距离d。

此外，可阻挡导电掺质物种(如磷)扩散至鳍状物74中的通道区。这可减少漏极诱发能障降低及其它问题的风险。源极/漏极区亦可掺杂更高浓度的导电掺质物种，以降低通道电阻、降低寄生电阻、及/或改善电流，即改良装置效能。

在一实施例中，提供半导体装置的形成方法。于基板上形成主动区。主动区包括源极/漏极区。源极/漏极区的形成步骤包括：沿着主动区中的凹陷部的下表面与侧表面形成阻障区。阻障区包括第一掺质浓度的砷。于凹陷部中的阻障区上形成外延材料。外延材料包括第二掺质浓度的磷。

在一实施例中，上述方法形成阻障区的步骤包括外延成长阻障区，且在外延成长阻障区时原位掺杂砷。

在一实施例中，上述方法形成阻障区的步骤包括经由凹陷部的下表面与侧表面，等离子体掺杂砷至主动区。

在一实施例中，上述方法形成阻障区的方法包括采用化学气相沉积工艺外延成长阻障区，且阻障区为砷化硅层。

在一实施例中，上述方法的主动区包括鳍状物，且晶体管为n型通道的鳍状场效晶体管。

在一实施例中，上述方法的第一掺质浓度介于约1×10²⁰cm^-3至约2×10²¹cm^-3之间。

在一实施例中，上述方法的阻障区厚度介于约1nm至约20nm之间。

在一实施例中，上述方法包括在主动区上形成栅极结构，最横向靠近源极/漏极区的栅极结构的侧壁定义一平面，且外延材料的表面与该平面之间的距离小于10nm。

在另一实施例中，提供一结构。该结构一般包含晶体管的主动区。主动区包括源极/漏极区。源极/漏极区包括：阻障区，其沿着源极/漏极区的下表面与侧表面。阻障区含第一掺质浓度的砷。源极/漏极区还于阻障区上包含外延材料。外延材料包括第二掺质浓度的磷。该结构还于靠近源极/漏极区的主动区上包含栅极结构。

在一实施例中，上述结构的主动区包括鳍状物，且晶体管为n型通道的鳍状场效晶体管。

在一实施例中，上述结构的第一掺质浓度介于约1×10²⁰cm^-3至约2×10²¹cm^-3之间。

在一实施例中，上述结构的阻障区厚度介于约1nm至约20nm之间。

在一实施例中，上述结构中最横向靠近源极/漏极区的栅极结构的侧壁定义一平面，且外延材料的表面与该平面之间的距离小于10nm。

在另一实施例中，提供另一方法。该方法包括在靠近栅极结构的鳍状物中蚀刻凹陷部。栅极结构位于基板上的鳍状物上。该方法包括沿着凹陷部的下表面与侧表面形成阻障区。阻障区包括砷。该方法包括在阻障区上外延成长外延材料。外延材料包括磷。

在一实施例中，上述方法形成阻障区的步骤包括在凹陷部中外延成长阻障区。

在一实施例中，上述方法外延成长阻障区的步骤包括进行化学气相沉积工艺，以成长砷化硅外延层以作为阻障区。

在一实施例中，上述方法形成阻障区的步骤包括经由凹陷部的下表面与侧表面，掺杂砷至主动区。

在一实施例中，上述方法形成阻障区的步骤包括经由凹陷部的下表面与侧表面，等离子体掺杂砷至主动区。

在一实施例中，上述方法的阻障区中的砷浓度介于约1×10²⁰cm^-3至约2×10²¹cm^-3之间。

在一实施例中，上述方法的阻障区厚度介于1nm至20nm之间。

上述实施例的特征有利于本技术领域中的一般技术人员理解本发明实施例。本技术领域中的一般技术人员应理解的是，可采用本发明实施例作基础，设计并变化其它工艺与结构以完成上述实施例的相同目的及/或相同优点。本技术领域中的一般技术人员还应理解的是，这些等效置换并未脱离本发明构思与范围，并可在未脱离本发明的构思与范围的前提下进行改变、替换、或变动。