[發明專利]用于MOS器件制作的自對準3-D外延結構

在審

• 申請號: 201380033495.1
• 申請日: 2013-06-12
• 公開（公告）號: CN104380443A
• 公開（公告）日: 2015-02-25
• 發明（設計）人: G·A·格拉斯;D·B·奧貝蒂內;A·S·默西;G·塔雷亞;T·加尼
• 申請（專利權）人: 英特爾公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L29/78
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 林金朝;王英

背景技術

隨著微電子器件尺寸不斷縮小，維持遷移率改進和短溝道控制為器件制作提出了挑戰。鰭式晶體管器件可以用于提供改進的短溝道控制。例如，硅鍺(Si_xGe_i-x，其中x<0.2)鰭狀物溝道結構提供了遷移率增強，其適用于很多傳統產品中。

附圖說明

圖1至圖8示出了根據本發明的實施例的用于形成鰭式晶體管器件的工藝以及各種示例性的產生的結構；

圖9a-9c示出了根據本發明的另一個實施例的用于形成鰭式晶體管器件的工藝以及各種示例性的產生的結構；

圖10a-10c示出了根據本發明的另一個實施例的用于形成鰭式晶體管器件的工藝以及各種示例性的產生的結構；

圖11a-11f示出了根據示例性實施例的用于形成雙層源極/漏極結構的工藝；

圖12示出了利用根據本發明的實施例進行配置的一個或多個集成電路結構來實施的計算系統。

如將要領會的，附圖并不一定按照比例繪制或者是要將所要求保護的發明限制于所示的特定配置。例如，盡管一些附圖通常指示直線、直角和平滑表面，但是考慮到所使用的處理設備和技術的真實世界限制，集成電路結構的實際實施可能具有不太完美的直線、直角，并且一些特征可能具有表面拓撲或另外具有不平滑表面?？傊?，提供附圖僅為示出示例性結構。

具體實施方式

公開了用于鰭式晶體管器件的定制化的技術，以在相同集成電路管芯內提供不同范圍的溝道配置和/或材料系統。根據本發明的實施例，去除犧牲鰭狀物，并且利用適合于給定應用的任意成分和應變的定制半導體材料來替換該犧牲鰭狀物。在一個這種實施例中，使犧牲鰭狀物的第一組中的每個犧牲鰭狀物凹陷，或者在其它情況下將其去除并且利用p型層材料來替換，并且使犧牲鰭狀物的第二組中的每個犧牲鰭狀物凹陷，或者在其它情況下將其去除并且利用n型層材料來替換。p型層材料可以與用于n型層材料的工藝完全獨立，反之亦然。另一個實施例可以包括原始鰭狀物和替換鰭狀物的組合。另一個實施例可以包括全部具有相同配置的替換鰭狀物。利用本文中所提供的技術能夠實現許多其它電路配置和器件變型。

概述

金屬氧化物半導體(MOS)晶體管的內部電阻通常由尺寸和材料性質決定。用于MOS晶體管溝道的標準材料是硅。盡管硅具有很多優良屬性，但是硅并非總是適合的，特別是在要求創建具有比硅中可能的載流子遷移率高的載流子遷移率的晶體管時。在要求p型MOS(PMOS)和n型(NMOS)區中具有不同溝道材料的靈活性時，并且特別是在要求這些不同溝道材料是無缺陷的并且沉積在薄(例如，)緩沖層或者無緩沖層上時，硅是不適合的。一種利用其它材料來替換硅的方法包括在硅襯底上沉積平面薄膜覆蓋層，并且然后進行淺溝槽凹陷處理。不幸的是，該方法嚴重地限制了用于PMOS和NMOS區的不同材料的集成。此外，假定例如硅上的鍺的平面薄膜，對于利用標準沉積技術制作的平面假晶薄膜，在通常要求的100nm的厚度下，最大應變(無缺陷)鍺濃度限制于接近40％?？紤]到例如要求能夠獲得明顯較高的鍺濃度并且避免外來前驅物材料，這種限制不適合。

因此，根據本發明的實施例，初始結構在淺溝槽隔離基質中設置有圖案化的犧牲鰭狀物。在溝槽隔離處理之后，去除犧牲鰭狀物(或鰭狀物的子集)并且利用具有適合于給定應用的任意成分和應變的外延材料來替換。在一個這種實施例中，使犧牲鰭狀物的第一組中的每個犧牲鰭狀物凹陷，或者在其它情況下將其去除并且利用p型層材料來替換，并且使犧牲鰭狀物的第二組中的每個犧牲鰭狀物凹陷，或者在其它情況下將其去除并且利用n型層材料來替換。如根據本公開內容將領會的，p型層材料可以與用于n型層材料的工藝完全獨立，反之亦然。在另一個實施例中，提供了原始鰭狀物和替換鰭狀物的組合。在另一個實施例中，可以提供全部具有相同配置的替換鰭狀物。各種提供的鰭狀物的極性、成分和應變可以被配置為任何要求的方案。

在一些實施例中，替換鰭狀物可以是例如任何成分的硅鍺(SiGe)合金、鍺、任何成分的鍺錫合金、任何成分的III-V族材料、或者任何其它半導體材料、適合于給定應用或另外的要求的合金或化合物的外延生長。如根據本公開內容將領會的，諸如化學氣相沉積(CVD)、快速熱CVD(RT-CVD)、氣體源分子束外延(GS-MBE)等的任何適合的外延沉積技術可以用于提供替換鰭狀物材料，并且可以使用許多適合的半導體材料以及它們的合金(例如，IV族材料、III-V族材料等)。