[實用新型]用于集成電路中的器件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320625002.0
• 申請日: 2013-10-08
• 公開（公告）號: CN204088325U
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: N·勞貝特;P·卡雷;柳青
• 申請（專利權(quán)）人: 意法半導(dǎo)體公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/423
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所 11256
• 代理人: 王茂華

技術(shù)領(lǐng)域

本公開內(nèi)容涉及集成電路MOSFET(金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)器件制作，并且具體地，涉及應(yīng)變硅器件。?

背景技術(shù)

在硅襯底上構(gòu)建的集成電路通常并入場效應(yīng)晶體管(FET)，在這些FET中，電流響應(yīng)于向柵極施加的電壓流過在源極與漏極之間的半傳導(dǎo)溝道。應(yīng)變硅晶體管是MOSFET器件，這些MSOFET器件向硅襯底中引入壓縮應(yīng)變以增加半傳導(dǎo)溝道中的電荷載流子的遷移率。增加電荷遷移率造成對向柵極施加的電壓的改變的更快切換響應(yīng)。一種用于引入應(yīng)變的方式是用外延生長的硅化合物替換源極和漏極區(qū)域中或者溝道本身中的體硅。?

外延生長是指在具有與下面的體硅的晶體結(jié)構(gòu)相似的晶體結(jié)構(gòu)的硅表面上生長層。為了防止在外延層的邊界處的不連續(xù)，重要的是執(zhí)行“外延預(yù)清理”步驟以保證晶體表面無污染物。可以在外延生長出現(xiàn)時通過在外延工藝步驟期間原位引入雜質(zhì)來摻雜外延源極和漏極區(qū)域。?

實用新型內(nèi)容

可能在外延生長硅或者硅化合物(諸如鍺化硅(SiGe)或者碳化硅)期間出現(xiàn)的一個問題是分面化。在應(yīng)當(dāng)包含全生長晶體的區(qū)域中存在分面和/或空隙表明缺陷或者某些材料邊界的存在已經(jīng)中斷晶體生長。?

根據(jù)本實用新型的一個方面，提供一種用于集成電路中的器件，所述器件包括：?

嵌入的氧化物區(qū)域，具有在其之上的保形氮化物層；以及?

硅化合物的無分面的外延生長的區(qū)域，與所述嵌入的氧化物區(qū)域相鄰。?

優(yōu)選地，所述嵌入的氧化物區(qū)域是隔離溝槽并且保形氮化物層是氮化硅溝槽襯墊。?

優(yōu)選地，保形氮化物層的厚度在3nm-12nm的范圍內(nèi)。?

優(yōu)選地，所述外延硅化合物是鍺化硅。?

優(yōu)選地，所述外延硅化合物是碳化硅。?

根據(jù)本實用新型的另一方面，提供一種晶體管，包括：?

成對的溝槽，在硅襯底的表面以下延伸，所述溝槽用氮化硅襯墊來加襯，所述氮化硅襯墊限定所述襯底內(nèi)的氮化物-硅邊界；?

柵極結(jié)構(gòu)，在所述溝槽之間形成于所述硅襯底的表面上，所述柵極結(jié)構(gòu)包括：?

柵極電介質(zhì)；?

體柵極層；?

成對的間隔物；以及?

外延的源極區(qū)域和漏極區(qū)域，在所述柵極結(jié)構(gòu)與所述溝槽之間延伸，所述源極區(qū)域和所述漏極區(qū)域在所述氮化物-硅邊界附近基本上無分面。?

優(yōu)選地，所述氮化硅襯墊的厚度在約3nm-12nm的范圍內(nèi)。?

根據(jù)本實用新型的又一方面，提供一種硅晶體管，包括：?

用于通過用外延生長的硅化合物的區(qū)域替換體硅區(qū)域來修改硅襯底中的電荷遷移率的裝置；?

用于在外延生長所述硅化合物期間基本上抑制與嵌入的氧化物結(jié)構(gòu)相鄰的分面化的裝置；以及?

用于控制在所述外延生長的區(qū)域之間的電流流動的裝置。?

優(yōu)選地，所述用于控制在所述外延生長的區(qū)域之間的電流流動的裝置包括通過柵極電介質(zhì)與所述硅襯底分離的柵極。?

優(yōu)選地，用于基本上抑制與嵌入的氧化物結(jié)構(gòu)相鄰的分面化的?裝置包括在所述嵌入的氧化物結(jié)構(gòu)周圍提供氮化物覆蓋物。?

具體而言，已經(jīng)觀察到分面化在與氧化物邊界(例如二氧化硅(SiO₂)，如圖1A中所示)相鄰生長某些硅化合物的外延層時出現(xiàn)，但是分面化在與硅邊界相鄰(如圖1B中所示)或者與氮化物邊界(例如氮化硅(SiN))相鄰生長外延層時未出現(xiàn)。由于硅化合物的外延生長在用氧化物填充的隔離溝槽附近經(jīng)常有必要，所以用于抑制分面化的技術(shù)是希望的。本文呈現(xiàn)的一種這樣的技術(shù)是用SiN對隔離溝槽加襯，使得SiN襯墊提供在氧化物與其中將外延生長的區(qū)域之間的屏障。?

附圖說明

在附圖中，相同標(biāo)號標(biāo)識相似元件。未必按比例繪制附圖中的元件的尺寸和相對位置。?

圖1A是在氧化物邊界附近表現(xiàn)分面化的現(xiàn)有技術(shù)外延硅化合物的從實際掃描電子顯微鏡圖像獲得的側(cè)視圖。?

圖1B是現(xiàn)有技術(shù)外延硅化合物的從實際掃描電子顯微鏡圖像獲得的側(cè)視圖，在該外延硅化合物中已經(jīng)通過在氧化物邊界與其中將外延生長的區(qū)域之間維持的硅屏障來抑制分面化。?

圖2圖示用于形成圖1B中所示硅屏障的現(xiàn)有技術(shù)，在該技術(shù)中使用犧牲柵極結(jié)構(gòu)作為掩模。?

圖3是根據(jù)本文描述的一個實施例的包括隔離溝槽的器件輪廓的側(cè)視圖，這些隔離溝槽具有氮化物襯墊。?

圖4是圖示用于制作如本文描述的無分面外延源極/漏極晶體管的工藝的高級流程圖。?