[發(fā)明專利]用于減少高濃度外延工藝中的位錯(cuò)缺陷的方法和系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510524163.4
• 申請(qǐng)日: 2015-08-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105097554B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-12-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李潤(rùn)領(lǐng);周海鋒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海華力微電子有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/336
• 分類號(hào): H01L21/336;H01L21/8238;H01L21/20;H01L29/78;H01L27/092;H01L29/08
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 徐偉

1.一種用于制作半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法，包括：

提供具有凹陷區(qū)域的半導(dǎo)體基底層；

在所述凹陷區(qū)域中外延生長(zhǎng)半導(dǎo)體的多個(gè)層以形成嵌入在所述半導(dǎo)體基底層中的半導(dǎo)體多層，其中所述半導(dǎo)體多層包括延伸超出所述半導(dǎo)體基底層的表面的凸起特征，所述凸起特征終結(jié)于面狀結(jié)構(gòu)；

其中外延生長(zhǎng)半導(dǎo)體的多個(gè)層包括：

在第一外延生長(zhǎng)溫度、壓力和氣體濃度條件下在所述凹陷區(qū)域中外延生長(zhǎng)第一半導(dǎo)體層；

在第一轉(zhuǎn)換生長(zhǎng)溫度、壓力和氣體濃度條件下在所述第一半導(dǎo)體層上外延生長(zhǎng)第一半導(dǎo)體轉(zhuǎn)換區(qū)域；以及

在第二外延生長(zhǎng)溫度、壓力和氣體濃度條件下在所述第一半導(dǎo)體轉(zhuǎn)換區(qū)域上外延生長(zhǎng)第二半導(dǎo)體層；

其中所述第一轉(zhuǎn)換生長(zhǎng)條件提供所述第一外延生長(zhǎng)溫度、壓力和氣體濃度條件和所述第二外延生長(zhǎng)溫度、壓力和氣體濃度條件之間的連續(xù)逐漸轉(zhuǎn)換。

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，外延生長(zhǎng)半導(dǎo)體的多個(gè)層還包括：

在第二轉(zhuǎn)換生長(zhǎng)溫度、壓力和氣體濃度條件下在所述第二半導(dǎo)體層上外延生長(zhǎng)第二半導(dǎo)體轉(zhuǎn)換區(qū)域；以及

在第三外延生長(zhǎng)溫度、壓力和氣體濃度條件下在所述第二半導(dǎo)體轉(zhuǎn)換區(qū)域上外延生長(zhǎng)第三半導(dǎo)體層；

其中所述第二轉(zhuǎn)換生長(zhǎng)條件提供所述第二外延生長(zhǎng)溫度、壓力和氣體濃度條件和所述第三外延生長(zhǎng)溫度、壓力和氣體濃度條件之間的連續(xù)逐漸轉(zhuǎn)換。

3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述第三半導(dǎo)體層包括延伸超出所述半導(dǎo)體基底層的表面的終結(jié)于所述面狀結(jié)構(gòu)的所述凸起特征。

4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述半導(dǎo)體基底層包括硅或摻雜硅，并且其中所述半導(dǎo)體多層中的每一層獨(dú)立地包括化合物半導(dǎo)體。

5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述化合物半導(dǎo)體為二元半導(dǎo)體。

6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述二元半導(dǎo)體為碳化硅或硅鍺合金。

7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述半導(dǎo)體基底層具有兩個(gè)凹陷區(qū)域，并且其中外延生長(zhǎng)半導(dǎo)體的多個(gè)層形成嵌入在每一凹陷區(qū)域中的半導(dǎo)體多層。

8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，嵌入在兩個(gè)所述凹陷區(qū)域中的相鄰半導(dǎo)體多層相隔所述半導(dǎo)體基底層中的溝道區(qū)域，其中所述半導(dǎo)體多層和所述溝道區(qū)域構(gòu)成場(chǎng)效應(yīng)晶體管。

9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一外延生長(zhǎng)溫度、壓力和氣體濃度條件包括第一氣體，所述第一氣體未包括在所述第二外延生長(zhǎng)溫度、壓力和氣體濃度條件中。

10.一種場(chǎng)效應(yīng)晶體管，包括：

嵌入在半導(dǎo)體基底層中的源極區(qū)域，所述源極區(qū)域包括第一半導(dǎo)體多層，所述源極區(qū)域包括延伸超出所述半導(dǎo)體基底層的表面并且終結(jié)于第一面狀結(jié)構(gòu)的第一凸起特征，所述第一凸起特征由54±1度的面角來(lái)表征；

嵌入在所述半導(dǎo)體基底層中的漏極區(qū)域，所述漏極區(qū)域包括第二半導(dǎo)體多層，所述漏極區(qū)域包括延伸超出所述半導(dǎo)體基底層的表面并且終結(jié)于第二面狀結(jié)構(gòu)的第二凸起特征，所述第二凸起特征由54±1度的面角來(lái)表征；以及

定位于所述源極區(qū)域和所述漏極區(qū)域之間的溝道區(qū)域，所述溝道區(qū)域包括所述半導(dǎo)體基底層的受應(yīng)力區(qū)域；

所述第一半導(dǎo)體多層和所述第二半導(dǎo)體多層各自獨(dú)立地包括多個(gè)具有不同半導(dǎo)體濃度的外延生長(zhǎng)的層；

每個(gè)外延生長(zhǎng)的層是在不同生長(zhǎng)溫度、壓力和氣體濃度條件下形成的；

所述生長(zhǎng)溫度、壓力和氣體濃度條件在外延生長(zhǎng)相鄰層之間的轉(zhuǎn)換期間連續(xù)地變化，在相鄰的所述外延生長(zhǎng)的層之間形成轉(zhuǎn)換區(qū)域；

所述轉(zhuǎn)換區(qū)域在所述相鄰的外延生長(zhǎng)的層的半導(dǎo)體濃度之間提供連續(xù)的半導(dǎo)體濃度轉(zhuǎn)換。

11.如權(quán)利要求10所述的場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其特征在于，所述基底層包括硅、摻雜硅或硅n-阱。