[發(fā)明專利]硅和硅鍺納米線的形成

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310594134.6
• 申請日: 2013-11-21
• 公開（公告）號: CN104425495B
• 公開（公告）日: 2019-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 江國誠;卡洛斯·H·迪亞茲;讓-皮埃爾·科林格
• 申請（專利權(quán)）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L27/092
• 分類號: H01L27/092;H01L29/78;H01L29/775;H01L21/8238;B82Y10/00
• 代理公司: 北京德恒律治知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;孫征

本發(fā)明提供了一種或多種半導(dǎo)體布置以及用于形成這種半導(dǎo)體布置的技術(shù)。例如，利用一個或多個硅和硅鍺疊層，以形成包括鍺納米線溝道的PMOS晶體管和包括硅納米線溝道的NMOS晶體管。在一個實例中，氧化第一硅和硅鍺疊層，以將硅轉(zhuǎn)化為氧化硅區(qū)，去除氧化硅區(qū)以形成PMOS晶體管的鍺納米線溝道。在另一個實例中，去除第二硅和硅鍺疊層內(nèi)的硅鍺層，以形成NMOS晶體管的硅納米線溝道。具有鍺納米線溝道的PMOS晶體管和具有硅納米線溝道的NMOS晶體管作為單次制造工藝的一部分而形成。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總體涉及半導(dǎo)體，更具體地，涉及半導(dǎo)體的布置以及形成方法。

背景技術(shù)

諸如FinFET晶體管的晶體管包括源極區(qū)、漏極區(qū)以及位于源極區(qū)和漏極區(qū)之間的溝道區(qū)。晶體管包括控制溝道區(qū)以使晶體管工作的柵極區(qū)。可以在溝道區(qū)的一個或多個表面周圍形成柵極區(qū)，所以與僅受與2D平面晶體管相關(guān)的2D柵極區(qū)控制形成對比，晶體管可以受3D柵極區(qū)控制，這使得柵極區(qū)對溝道區(qū)的控制增強(qiáng)。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種半導(dǎo)體布置，包括第一納米線晶體管和第二納米線晶體管。第一納米線晶體管，包括：第一鍺納米線溝道，形成在第一源極區(qū)和第一漏極區(qū)之間；和第一柵極結(jié)構(gòu)，形成在第一鍺納米線溝道周圍；以及第二納米線晶體管，包括：第一硅納米線溝道，形成在第二源極區(qū)和第二漏極區(qū)之間。

優(yōu)選地，第一納米線晶體管包括：第二鍺納米線溝道，形成在第一源極區(qū)和第一漏極區(qū)之間，在第二鍺納米線溝道周圍形成第一柵極結(jié)構(gòu)的至少一部分。

優(yōu)選地，第二納米線晶體管包括：第二柵極結(jié)構(gòu)，形成在第一硅納米線溝道周圍。

優(yōu)選地，第二納米線晶體管包括：第二硅納米線溝道，形成在第二源極區(qū)和第二漏極區(qū)之間，在第二硅納米線溝道周圍形成第二柵極結(jié)構(gòu)的至少一部分。

優(yōu)選地，第一納米線晶體管被形成為PMOS晶體管，第一鍺納米線溝道被形成為PMOS晶體管的P溝道，第二納米線晶體管被形成為NMOS晶體管，并且第一硅納米線溝道被形成為NMOS晶體管的N溝道。

優(yōu)選地，第一柵極結(jié)構(gòu)形成在第一鍺納米線溝道的第一表面、第一鍺納米線溝道的第二表面以及第一鍺納米線溝道的第三表面周圍；以及形成在第二鍺納米線溝道的第一表面和第二鍺納米線溝道的第二表面周圍。

優(yōu)選地，第一柵極結(jié)構(gòu)的第一柵極高度小于第二柵極結(jié)構(gòu)的第二柵極高度。

優(yōu)選地，該半導(dǎo)體布置，包括：界面層，形成在第一鍺納米溝道和第一柵極結(jié)構(gòu)之間。

優(yōu)選地，該半導(dǎo)體布置，包括：高k介電層，形成在第一鍺納米線溝道和第一柵極結(jié)構(gòu)之間。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于形成半導(dǎo)體布置的方法，包括：在襯底上方形成第一硅和硅鍺疊層，第一硅和硅鍺疊層包括第一硅層和第一硅鍺層；鄰近第一硅和硅鍺疊層的第一側(cè)形成第一源極區(qū)；鄰近第一硅和硅鍺疊層的第二側(cè)形成第一漏極區(qū)；氧化第一硅和硅鍺疊層以形成第一鍺納米線溝道，氧化包括將第一硅層和第一硅鍺層中的硅轉(zhuǎn)化為氧化硅區(qū)，第一鍺納米線溝道形成在第一源極區(qū)和第一漏極區(qū)之間；去除氧化硅區(qū)；在第一鍺納米線溝道周圍形成第一柵極結(jié)構(gòu)，以形成第一納米線晶體管；以及形成包括第一硅納米線溝道的第二納米線晶體管。

優(yōu)選地，形成第二納米線晶體管包括：在襯底上方形成第二硅和硅鍺疊層，第二硅和硅鍺疊層包括第二硅層和第二硅鍺層；鄰近第二硅和硅鍺疊層的第一側(cè)形成第二源極區(qū)；鄰近第二硅和硅鍺疊層的第二側(cè)形成第二漏極區(qū)；從第二硅和硅鍺疊層中去除第二硅鍺層，以形成第一硅納米線溝道，第一硅納米線溝道形成在第二源極區(qū)和第二漏極區(qū)之間；以及在第一硅納米線溝道周圍形成第二柵極結(jié)構(gòu)，以形成第二納米線晶體管。

優(yōu)選地，該方法包括：在第一納米線晶體管內(nèi)，由第一硅和硅鍺疊層形成第二鍺納米線溝道。