[發明專利]半導體結構及其形成方法

無效

• 申請號: 201310625869.0
• 申請日: 2013-11-28
• 公開（公告）號: CN103855031A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發明（設計）人: A·巴蘇;J·B·常;M·A·古羅恩;A·馬宗達
• 申請（專利權）人: 國際商業機器公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L21/28;H01L29/78;H01L29/06
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 于靜;張亞非

技術領域

本公開涉及半導體結構，并且尤其涉及包括襯底模板化（templated）的外延源極/漏極接觸結構的鰭片場效應晶體管及其制造方法。

背景技術

在包括“鰭片化”源極/漏極區的半導體器件中，在低外電阻和低寄生電容之間存在折衷。未合并的源極/漏極區相對于合并的源極/漏極區提供較大的接觸面積和較低的接觸電阻，但是需要條接觸（bar?contact），而條接觸增加了柵極電極的寄生電容。合并的源極/漏極區允許使用圓柱形過孔結構并且改善了布局中的可布線性并且減小了柵極-接觸寄生電阻，但是增加了接觸電阻。

發明內容

在單晶掩埋絕緣體層上形成單晶半導體鰭片。在形成跨騎所述單晶半導體鰭片的柵極電極之后，可以用在單晶掩埋絕緣體層上生長的半導體材料進行選擇性外延以形成連續半導體材料部分。所述連續半導體材料部分中的沉積的半導體材料的厚度可以被選擇為使得，所述沉積的半導體材料部分的側壁不合并，而是通過直接在所述單晶掩埋絕緣體層的水平表面上生長的沉積的半導體材料的水平部分導電地彼此連接。通過所述連續半導體材料部分和圓柱形接觸過孔結構，可以提供鰭片場效應晶體管的接觸電阻和寄生電容的同時減小。

根據本公開的另一個方面，提供了一種形成半導體結構的方法。在單晶電介質層上形成至少一個半導體材料部分。形成跨騎所述至少一個半導體材料部分的柵極電極。通過與所述單晶電介質層外延對準地沉積半導體材料，直接在所述至少一個半導體材料部分中的每一個的端部子部分上形成連續單晶半導體部分。

根據本公開的另一方面，一種半導體結構包括包含單晶電介質層的襯底。至少一個半導體材料部分位于所述單晶電介質層上。柵極電極跨騎所述至少一個半導體材料部分。連續單晶半導體部分與所述至少一個半導體材料部分中的每一個的端部子部分接觸，并且具有與所述單晶電介質層外延對準的單晶結構。

附圖說明

圖1A是根據本公開第一實施例在形成淺溝槽隔離結構之后的第一示例性半導體結構的自頂向下視圖。

圖1B是沿著圖1A的垂直面B-B′的該第一示例性半導體結構的垂直橫截面視圖。

圖1C是沿著圖1A的垂直面C-C′的該第一示例性半導體結構的垂直橫截面視圖。

圖2A是根據本公開的第一實施例，在形成半導體鰭片之后的第一示例性半導體結構的自頂向下視圖。

圖2B是沿著圖2A的垂直面B-B′的該第一示例性半導體結構的垂直橫截面視圖。

圖2C沿著圖2A的垂直面C-C′的該第一示例性半導體結構的垂直橫截面視圖。

圖3A是根據本公開的第一實施例，在去除構圖的光致抗蝕劑層之后的第一示例性半導體結構的自頂向下視圖。

圖3B是沿著圖3A的垂直面B-B′的該第一示例性半導體結構的垂直橫截面視圖。

圖3C沿著圖3A的垂直面C-C′的該第一示例性半導體結構的垂直橫截面視圖。

圖4A是根據本公開的第一實施例在形成柵極疊層和柵極隔離物之后的該第一示例性半導體結構的自頂向下視圖。

圖4B是沿著圖4A的垂直面B-B′的該第一示例性半導體結構的垂直橫截面視圖。

圖4C是沿著圖4A的垂直面C-C′的該第一示例性半導體結構的垂直橫截面視圖。

圖5A是根據本公開的第一實施例，在形成外延對準的連續半導體材料部分之后的第一示例性半導體結構的自頂向下視圖，該半導體材料部分電短路多個半導體鰭片。

圖5B是沿著圖5A的垂直面B-B′的該第一示例性半導體結構的垂直橫截面視圖。

圖5C是沿著圖5A的垂直面C-C′的該第一示例性半導體結構的垂直橫截面視圖。

圖6A是根據本公開的第一實施例在形成源極區和漏極區之后的該第一示例性半導體結構的自頂向下視圖。

圖6B是沿著圖6A的垂直面B-B′的該第一示例性半導體結構的垂直橫截面視圖。

圖6C是沿著圖6A的垂直面C-C′的該第一示例性半導體結構的垂直橫截面視圖。

圖7A是根據本公開的第二實施例在去除半導體鰭片的物理暴露部分之后的第二示例性半導體結構的自頂向下視圖。

圖7B是沿著圖7A的垂直面B-B′的該第二示例性半導體結構的垂直橫截面視圖。

圖7C是沿著圖7A的垂直面C-C′的該第二示例性半導體結構的垂直橫截面視圖。