[發明專利]具有GeSn源漏的鰭式場效應晶體管及其形成方法

在審

• 申請號: 201410064598.0
• 申請日: 2014-02-25
• 公開（公告）號: CN103839832A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發明（設計）人: 王敬;肖磊;趙梅;梁仁榮;許軍
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L21/20;H01L29/78
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張大威

1.一種具有GeSn源漏的鰭式場效應晶體管的形成方法，其特征在于，包括以下步驟：

提供襯底；

在所述襯底之上形成Ge鰭形結構；

在所述Ge鰭形結構之上形成柵堆疊或假柵；

在所述柵堆疊或假柵兩側形成源區和漏區的開口，在所述開口位置露出所述Ge鰭形結構；

向所述Ge鰭形結構注入含有Sn元素的原子、分子、離子或等離子體，以在所述開口位置形成GeSn層。

2.如權利要求1所述的具有GeSn源漏的鰭式場效應晶體管的形成方法，其特征在于，還包括：

在形成所述源區和漏區的開口之前，在所述柵堆疊或假柵兩側形成柵側墻。

3.如權利要求1或2所述的具有GeSn源漏的鰭式場效應晶體管的形成方法，其特征在于，還包括：

在形成所述GeSn層之后，去除所述假柵，在所述假柵區域形成柵堆疊。

4.如權利要求1-3任一項所述的具有GeSn源漏的鰭式場效應晶體管的形成方法，其特征在于，所述襯底為Si襯底、Ge襯底、絕緣體上Si襯底、絕緣體上Ge襯底、具有Ge表面的Si襯底。

5.如權利要求1-3任一項所述的具有GeSn源漏的鰭式場效應晶體管的形成方法，其特征在于，通過選擇性外延工藝在所述襯底之上形成所述Ge鰭形結構。

6.如權利要求1-3任一項所述的具有GeSn源漏的鰭式場效應晶體管的形成方法，其特征在于，通過光刻和刻蝕工藝在所述襯底之上形成所述Ge鰭形結構，其中，所述襯底表層為Ge材料。

7.如權利要求6所述的具有GeSn源漏的鰭式場效應晶體管的形成方法，其特征在于，所述表層為Ge材料的襯底為Ge襯底、絕緣體上Ge襯底，或者具有Ge表面的Si襯底。

8.如權利要求1-3任一項所述的具有GeSn源漏的鰭式場效應晶體管的形成方法，其特征在于，所述注入的方法包括離子注入。

9.如權利要求8所述的具有GeSn源漏的鰭式場效應晶體管的形成方法，其特征在于，所述離子注入包括等離子體源離子注入和等離子體浸沒離子注入。

10.如權利要求1-3任一項所述的具有GeSn源漏的鰭式場效應晶體管的形成方法，其特征在于，所述注入的方法包括磁控濺射。

11.如權利要求10所述的具有GeSn源漏的鰭式場效應晶體管的形成方法，其特征在于，采用所述磁控濺射注入的過程中，在所述襯底上加載負偏壓。

12.如權利要求10或11所述的具有GeSn源漏的鰭式場效應晶體管的形成方法，其特征在于，還包括，去除所述磁控濺射在所述GeSn層之上形成的Sn薄膜。

13.如權利要求12所述的具有GeSn源漏的鰭式場效應晶體管的形成方法，其特征在于，利用對GeSn和Sn具有高腐蝕選擇比的溶液清洗以去除所述Sn薄膜。

14.如權利要求1-3任一項所述的具有GeSn源漏的鰭式場效應晶體管的形成方法，其特征在于，所述注入的過程中對所述襯底加熱，加熱溫度為100-600℃。

15.如權利要求1-3任一項所述的具有GeSn源漏的鰭式場效應晶體管的形成方法，其特征在于，還包括，在所述注入之后，對所述GeSn層退火，退火溫度為100-600℃。

16.如權利要求1-3任一項所述的具有GeSn源漏的鰭式場效應晶體管的形成方法，其特征在于，所述GeSn層為應變GeSn層。

17.如權利要求16所述的具有GeSn源漏的鰭式場效應晶體管的形成方法，其特征在于，所述應變GeSn層的厚度為0.5-100nm。

18.如權利要求16所述的具有GeSn源漏的鰭式場效應晶體管的形成方法，其特征在于，所述應變GeSn層中Sn的原子百分含量小于20%。

19.一種具有GeSn源漏的鰭式場效應晶體管，其特征在于，包括：

襯底；

形成在襯底之上的Ge鰭形溝道區；

形成在所述Ge鰭形溝道區之上的柵堆疊結構；以及

形成在所述Ge鰭形溝道區兩側的GeSn源和漏。