[發(fā)明專利]具有應變阱區(qū)的FinFET

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310206536.4
• 申請日: 2013-05-29
• 公開（公告）號: CN104009080A
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發(fā)明（設計）人: 李宜靜;吳政憲;柯志欣;萬幸仁
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/10;H01L21/336
• 代理公司: 北京德恒律治知識產(chǎn)權代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;孫征

技術領域

本發(fā)明涉及半導體技術領域，更具體地，涉及一種具有應變阱區(qū)的FinFET。

背景技術

金屬-氧化物-半導體(MOS)晶體管的速度與MOS晶體管的驅動電流緊密相關，該速度與MOS晶體管的溝道內的電荷的移動性更加緊密相關。例如，NMOS晶體管在其溝道區(qū)中的電子遷移率高時具有高驅動電流，而PMOS晶體管在其溝道區(qū)中的空穴遷移率高時具有高驅動電流。因此，包括組III和組V元素的鍺、硅鍺以及化合物半導體材料(以下指III-V化合物半導體)是用于形成具有高電子遷移率和/或空穴遷移率的晶體管的好的候選。

鍺、硅鍺以及III-V化合物半導體區(qū)亦可成為用于形成鰭式場效應晶體管(FinFET)的溝道區(qū)的有前景材料。現(xiàn)研究用于進一步提高流經(jīng)FinFET的驅動電流的方法和結構。

發(fā)明內容

為了解決現(xiàn)有技術中所存在的問題，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種器件，包括：

襯底；

位于所述襯底的一部分上方的隔離區(qū)；

位于所述隔離區(qū)之間的第一半導體區(qū)，所述第一半導體區(qū)具有第一傳導帶；

位于所述第一半導體區(qū)上方并與所述第一半導體區(qū)鄰接的第二半導體區(qū)，其中，所述第二半導體區(qū)包括高于所述隔離區(qū)的頂面的上部以形成半導體鰭，所述半導體鰭具有拉伸應變并具有低于所述第一傳導帶的第二傳導帶；以及

位于所述半導體鰭的頂面和側壁上方并與所述半導體鰭的頂面和側壁鄰接的第三半導體區(qū)，其中，所述第三半導體區(qū)具有比所述第二傳導帶高的第三傳導帶。

在可選實施例中，所述器件還包括：位于所述第三半導體區(qū)上方的柵極電介質；位于所述柵極電介質上方的柵電極；以及，位于所述半導體鰭的相對側上的源極區(qū)和漏極區(qū)。

在可選實施例中，所述第二半導體區(qū)的晶格常數(shù)比所述第一半導體區(qū)和所述第三半導體區(qū)的晶格常數(shù)小。

在可選實施例中，所述第一半導體區(qū)和所述第三半導體區(qū)包括硅鍺，并且具有比所述第二半導體區(qū)的鍺的原子百分比大的鍺原子百分比。

在可選實施例中，所述第二半導體區(qū)基本不摻雜p型雜質和n型雜質。

在可選實施例中，所述第三半導體區(qū)包括：基本不含n型雜質的第一未摻雜層，所述第一未摻雜層位于所述半導體鰭的側壁和頂面上；以及，位于所述第一未摻雜層上方的摻雜層，其中，所述摻雜層摻雜n型雜質。

在可選實施例中，所述第三半導體區(qū)還包括覆蓋在所述摻雜層上方的第二未摻雜層，并且所述第二未摻雜層基本沒有n型雜質。

在可選實施例中，所述第一半導體區(qū)和所述第二半導體區(qū)之間的界面低于所述隔離區(qū)的頂面。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供了一種器件，包括：

硅襯底；

延伸進所述硅襯底的一部分中的淺溝槽隔離(STI)區(qū)；

位于所述STI區(qū)之間并與所述STI區(qū)接觸的第一硅鍺(SiGe)區(qū)，其中，所述第一SiGe區(qū)具有第一鍺原子百分比；

位于所述第一SiGe區(qū)上方的含硅區(qū)，所述含硅區(qū)的邊緣與所述第一硅鍺區(qū)的相應邊緣垂直對準，其中，所述含硅區(qū)具有拉伸應變；

與所述含硅區(qū)的頂面和側壁接觸的第二SiGe區(qū)，所述第二SiGe區(qū)具有第二鍺原子百分比，并且所述第一鍺原子百分比和所述第二鍺原子百分比高于所述含硅區(qū)的第三鍺原子百分比；

位于所述第二SiGe區(qū)上方的柵極電介質；

位于所述柵極電介質上方的柵電極；以及

位于所述柵極電介質以及所述柵電極的相對側上的源極區(qū)和漏極區(qū)。

在可選實施例中，所述含硅區(qū)基本不摻雜n型雜質，并且所述第二SiGe區(qū)包括：與所述第二SiGe區(qū)的頂面和側壁接觸的第一部分；以及，位于所述第一部分上方的第二部分，所述第二部分的n型雜質濃度比所述第二SiGe區(qū)的第一部分的n型雜質濃度高。

在可選實施例中，所述第一SiGe區(qū)是松散的。

在可選實施例中，所述STI區(qū)的頂面高于所述第一SiGe區(qū)和所述含硅區(qū)之間的界面。

在可選實施例中，所述含硅區(qū)基本不含鍺。

在可選實施例中，所述器件還包括位于所述第二SiGe區(qū)上方的硅帽，其中，所述硅帽基本不含鍺。

根據(jù)本發(fā)明的又一方面，還提供了一種方法，包括：

使襯底位于兩個隔離區(qū)之間的部分凹陷以形成凹槽；

進行第一外延以在所述凹槽內生長第一半導體區(qū)，其中，所述第一半導體區(qū)是松散的；