[發明專利]具有設計的外延區的器件及其制造方法

有效

• 申請號: 201110396551.0
• 申請日: 2011-11-28
• 公開（公告）號: CN103000566A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 黃敬源;呂嘉裕;蘇建彰;林彥君;白易芳;林大文
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L21/762
• 分類號: H01L21/762;H01L27/12
• 代理公司: 北京德恒律師事務所 11306
• 代理人: 陸鑫;房嶺梅

技術領域

本發明涉及具有外延區的器件及其制造方法。

背景技術

片上系統(SOC)應用常常需要將CMOS器件與諸如雙極結型晶體管(BJT)和整流器的器件制造在相同的晶圓上。這類器件中的每一種都具有獨特的性能約束和權衡。雖然期望同時以及通常采用相同的工藝步驟來制造這些器件，但改進一種類型器件如CMOS晶體管的性能的步驟可能導致其它器件如BJT的性能下降。因此所需要的是制造對于不同類型的器件都具有改進的性能的結構和方法。

發明內容

為了解決現有技術中存在的問題，根據本發明的一個方面，提供了一種用于形成器件的方法，包括：在襯底中形成具有底部和側壁的凹槽；在所述凹槽的底部上方形成外延的富摻雜劑層；在所述富摻雜劑層的上方和所述凹槽的側壁的上方形成外延的阻擋層；以及用外延的生長材料基本上填充所述凹槽。

在上述方法中，其中，在所述凹槽的底部上形成外延的富摻雜劑層的步驟包括：在所述凹槽的底部上和側壁上外延生長所述富摻雜劑層；以及從所述凹槽的側壁選擇性地或者各向同性地去除所述富摻雜劑層。

在上述方法中，其中，在所述凹槽的底部上形成外延的富摻雜劑層的步驟包括：在所述凹槽的底部上和側壁上外延生長所述富摻雜劑層；以及從所述凹槽的側壁選擇性地或者各向同性地去除所述富摻雜劑層，并且其中，從所述凹槽的側壁選擇性地去除所述富摻雜劑層包括：采用蝕刻氣體蝕刻，所述蝕刻氣體選自基本上由GeH₄、Cl₂及其組合的組。

在上述方法中，其中，在所述凹槽的底部上形成外延的富摻雜劑層的步驟包括采用金屬氧化物化學汽相沉積(MOCVD)形成原位摻雜的硅層。

在上述方法中，其中，形成外延的阻擋層的步驟包括采用MOCVD形成原位碳摻雜的硅層。

在上述方法中，其中，用外延的生長材料基本上填充所述凹槽的步驟包括采用與用于所述富摻雜劑層相同的摻雜劑形成原位摻雜的硅層。

在上述方法中，其中，在相同的腔室中形成所述富摻雜劑層、所述外延的阻擋層和所述外延的生長材料。

在上述方法中，其中，在所述凹槽的底部上形成外延的富摻雜劑層的步驟包括用雜質原位摻雜所述富摻雜劑層，所述雜質選自基本上由磷、銻、砷、及其組合組成的組。

在上述方法中，其中，形成外延的阻擋層的步驟包括用碳原位摻雜阻擋層。

根據本發明的另一方面，還提供了一種器件，包括：柵極結構，形成于襯底上；外延的源極/漏極區，形成于所述襯底中，與所述柵極結構對準，并具有底面和側面；外延的富摻雜劑層，位于所述外延的源極/漏極區的底面和所述襯底之間；以及外延的阻擋層，位于所述外延的源極/漏極區的底面和所述富摻雜劑層之間，并還位于所述外延的源極/漏極區的側面和所述襯底之間。

在上述器件中，其中，所述外延的源極/漏極區和所述外延的富摻雜劑層兩者都包含磷摻雜的硅。

在上述器件中，其中，所述外延的阻擋層包含碳摻雜的硅。

在上述器件中，其中，位于所述外延的源極/漏極區的底面和所述富摻雜劑層之間的所述阻擋層的厚度為約而位于所述外延的源極/漏極區的側面和所述襯底之間的所述阻擋層的厚度為約

在上述器件中，進一步包括梯度注入區，所述梯度注入區位于所述外延的源極/漏極區以及所述外延的富摻雜劑層的下面。

在上述器件中，進一步包括：外延的發射器區，形成于所述襯底中并具有底面和側面；第二外延的富摻雜劑層，位于所述外延的發射器區的底面和所述襯底之間；以及第二外延的阻擋層，位于所述外延的發射器區的底面和所述富摻雜劑層之間，并還位于所述外延的發射器區的側面和所述襯底之間。

根據本發明的又一方面，還提供了一種形成器件的方法，包括：蝕刻半導體襯底以形成至少一個凹槽，所述至少一個凹槽具有底部和側壁；在所述至少一個凹槽的底部和側壁的上方外延生長原位摻雜的第一層，所述原位摻雜的第一層摻雜有第一雜質；從所述至少一個凹槽的側壁去除所述原位摻雜的第一層，使所述第一層的剩余部分留在所述至少一個凹槽的底部的上方；在所述第一層的剩余部分的上方以及在所述至少一個凹槽的側壁的上方外延生長原位摻雜的第二層，所述原位摻雜的第二層摻雜有第二雜質；以及外延生長原位摻雜的材料用于填充所述至少一個凹槽，所述原位摻雜的材料摻雜有所述第一雜質。

在上述方法中，其中，所述第一雜質選自由磷、砷、和銻組成的組，以及所述第二雜質選自由碳、鍺、和氙組成的組。