[發明專利]具有橫向延伸部分的晶體管的嵌入式源極或漏極區

在審

• 申請號: 201410352654.0
• 申請日: 2014-07-23
• 公開（公告）號: CN104810292A
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發明（設計）人: 張哲誠;陳建穎;張永融
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L29/78;H01L29/41
• 代理公司: 北京德恒律治知識產權代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;孫征

技術領域

本發明一般地涉及具有橫向延伸部分的晶體管的嵌入式源極或漏極區。

背景技術

由于溝道區中的增加的載流子遷移率，導致引入有施加至溝道區的機械應力的場效應晶體管(FET)具有增強的驅動強度。在一些方法中，在FET中，柵極的相對側部的源極和漏極區包括嵌入體結構中的應力源區。溝道區的材料和嵌入的應力源區的材料之間的晶格失配會導致施加至溝道區的機械應力。機械應力的幅度取決于嵌入的應力源區到溝道區的距離、以及嵌入的應力源區的體積。然而，當在要生長應力源材料的FET的主體中形成凹槽時，凹槽的輪廓取決于相鄰幾何形狀(FET與FET會不同)的負載效應，由此導致器件性能的不均勻性。

發明內容

為了解決現有技術中所存在的缺陷，根據本發明的一方面，提供了一種方法，包括：提供其上配置有柵極結構的體結構；所述柵極結構包括橫穿所述體結構的柵極側壁；在所述柵極側壁上方形成間隔件；在所述體結構中形成第一凹槽，所述第一凹槽形成在所述間隔件旁邊并且在所述間隔件下面橫向延伸；在所述第一凹槽下面形成凹槽延伸部以延伸所述第一凹槽的垂直深度；以及生長晶格常數不同于所述體結構的應力源材料，使得延伸的第一凹槽被填充。

在該方法中，提供其上配置有柵極結構的體結構包括：提供包括鰭結構的所述體結構；以及形成環繞所述鰭結構的一部分的所述柵極結構。

在該方法中，在所述體結構中形成第一凹槽包括：各向同性蝕刻所述體結構，直到達到第一距離和第二距離的范圍內的橫向深度，所述第一距離為所述體結構的頂面的水平面處的所述間隔件的第一側壁和第二側壁之間的距離以及所述第二距離為所述體結構的所述頂面的水平面處的所述間隔件的所述第一側壁和所述柵極側壁之間的距離，所述間隔件的所述第一側壁比所述間隔件的所述第二側壁更接近所述柵極側壁。

在該方法中，在所述柵極側壁上方形成間隔件包括：在所述柵極側壁上形成密封層；以及在所述密封層上形成所述間隔件。

在該方法中，在所述柵極側壁上方形成間隔件包括：在所述柵極側壁上形成所述間隔件。

在該方法中，在所述第一凹槽下面形成凹槽延伸部，以延伸所述第一凹槽的垂直深度，包括：在所述體結構中蝕刻速率控制摻雜區形成在所述第一凹槽下面并且位于所述至少一個間隔件旁邊；以及各向異性蝕刻所述體結構，以形成所述凹槽延伸部。

在該方法中，在所述第一凹槽下面形成凹槽延伸部以延伸所述第一凹槽的垂直深度包括：各向異性反應離子蝕刻所述體結構，以形成所述凹槽延伸部。

在該方法中，提供其上配置有柵極結構的體結構包括：提供包括所述體結構的襯底；以及在所述體結構之上形成所述柵極結構。

在該方法中，在所述第一凹槽下面形成凹槽延伸部以延伸所述第一凹槽的垂直深度包括：各向異性干蝕刻所述體結構，以延伸所述第一凹槽的垂直深度；以及各向異性濕蝕刻所述體結構，以形成所述凹槽延伸部的輪廓。

根據本發明的另一方面，提供了一種方法，包括：提供其上配置有柵極結構的體結構；所述柵極結構包括橫穿所述體結構的柵極側壁；在所述柵極側壁上方形成間隔件；在所述體結構中形成第一凹槽，所述第一凹槽形成在所述間隔件旁邊，使得暴露由所述體結構覆蓋的所述間隔件的表面；在所述第一凹槽下面形成凹槽延伸部，以延伸所述第一凹槽的垂直深度；以及生長晶格常數不同于所述體結構的應力源材料，使得延伸的所述第一凹槽被填充。

在該方法中，在所述體結構中第一凹槽形成在所述柵極結構旁邊包括：在由所述第一凹槽暴露的表面下面，形成具有壁部分的所述第一凹槽，使得所述壁部分沿著所述間隔件的所述表面的暴露的方向朝向所述體結構中的與所述柵極側壁對準的平面逐漸變細。

在該方法中，在所述體結構的頂面的水平面處，所述壁部分位于由所述第一凹槽暴露的所述間隔件的所述表面和所述柵極側壁之間的區域內。

在該方法中，在所述柵極側壁上方形成間隔件包括：在所述柵極側壁上形成密封層；以及在所述密封層上形成所述間隔件。

在該方法中，在所述柵極側壁上方形成間隔件包括：在所述柵極側壁上形成所述間隔件。

在該方法中，在所述第一凹槽下面形成凹槽延伸部以延伸所述第一凹槽的垂直深度包括：在所述體結構中蝕刻速率控制摻雜區形成在所述第一凹槽下面并且位于所述至少一個間隔件旁邊；以及各向異性蝕刻所述體結構，以形成所述凹槽延伸部。