[發(fā)明專利]應(yīng)變溝道的場(chǎng)效應(yīng)晶體管

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810068843.3
• 申請(qǐng)日: 2012-03-09
• 公開（公告）號(hào): CN108281422B
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬克·范·達(dá)爾;戈本·多恩伯斯;喬治斯·威廉提斯;李宗霖;袁鋒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L27/092
• 分類號(hào): H01L27/092;H01L29/10;H01L29/165;H01L29/78;H01L21/8238;H01L21/336
• 代理公司: 北京德恒律治知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;李偉

本發(fā)明提供了具有應(yīng)變SiGe溝道的半導(dǎo)體和用于制造這種器件的方法。在實(shí)施例中，半導(dǎo)體器件包括：襯底，襯底包括至少兩個(gè)隔離部件；鰭狀襯底，位于至少兩個(gè)隔離部件之間并且位于至少兩個(gè)隔離部件的上方；以及外延層，位于鰭狀襯底的露出部分的上方。根據(jù)一方面，外延層可以位于鰭狀襯底的頂面和側(cè)面上。根據(jù)另一方面，鰭狀襯底可以基本上完全位于至少兩個(gè)隔離部件的上方。

本申請(qǐng)要求是于2012年3月9日提交的申請(qǐng)?zhí)枮?01210062255.1的名稱為“應(yīng)變溝道的場(chǎng)效應(yīng)晶體管”的發(fā)明專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，更具體地，本發(fā)明涉及應(yīng)變溝道的場(chǎng)效應(yīng)晶體管。

背景技術(shù)

為了改善可制造性和性能，已經(jīng)開發(fā)了金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)結(jié)構(gòu)的變型例。一種變型例被稱作“鰭狀場(chǎng)效應(yīng)晶體管(finFET)”，該晶體管包括：諸如硅的材料的帶或“鰭”；和形成圍繞位于三個(gè)露出側(cè)面上的鰭的柵極。器件的溝道區(qū)域位于鰭內(nèi)，并且已經(jīng)開發(fā)了將應(yīng)力引入這種帶或鰭。

硅鍺(SiGe)鰭位于互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)器件的溝道區(qū)域內(nèi)，將該硅鍺鰭用于提高場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)的性能。然而，當(dāng)將鰭長(zhǎng)度按比例放大至更大長(zhǎng)度時(shí)，傳遞到鰭上軸應(yīng)力分量可能弛豫，并且導(dǎo)致小于最佳finFET性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了多個(gè)不同實(shí)施例。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，提供了半導(dǎo)體器件。該器件包括：襯底，包括至少兩個(gè)隔離部件；鰭狀襯底，被設(shè)置在至少兩個(gè)隔離部件之間和上方；以及外延層，被設(shè)置在鰭狀襯底的露出部分的上方。根據(jù)一方面，可以將外延層設(shè)置在鰭狀襯底的頂面和側(cè)壁上。根據(jù)另一方面，鰭狀襯底可以基本上完全被設(shè)置在至少兩個(gè)隔離部件的上方。

其中，襯底、鰭狀襯底、以及外延層中的每一個(gè)均包括：硅(Si)、鍺(Ge)、Si和Ge的組合、III-V族化合物、或者其組合。

其中，鰭狀襯底或者外延層具有形成PMOS器件的壓縮單軸向應(yīng)變，或者其中，鰭狀襯底或者外延層具有形成NMOS器件的拉伸單軸向應(yīng)變。

其中，鰭狀襯底垂直地基本上完全設(shè)置在至少兩個(gè)隔離部件上方。

其中，外延層垂直地設(shè)置在至少兩個(gè)隔離部件的蝕刻區(qū)域上方，并且設(shè)置在鰭狀襯底的頂面和側(cè)壁上。

其中，外延層為由硅組成的鈍化層。

該器件還包括：鰭狀襯底緩沖區(qū)域，設(shè)置在鰭狀襯底的下方。

該器件還包括：柵電極，設(shè)置在外延層上方，或者設(shè)置在鰭狀襯底上方。

在又一實(shí)施例中，半導(dǎo)體器件包括：襯底，包括至少兩個(gè)隔離部件；襯底緩沖區(qū)域，被設(shè)置在至少兩個(gè)隔離部件之間，以及鰭狀襯底，被設(shè)置在襯底緩沖區(qū)域的上方，在至少兩個(gè)隔離部件之間，以及垂直地基本上完全位于至少兩個(gè)隔離部件的上方。該器件還包括：源極/漏極外延層，被設(shè)置在鰭狀襯底的頂面和側(cè)壁上。

其中，襯底、襯底緩沖區(qū)域、鰭狀襯底、以及外延層中的每一個(gè)均包括：硅(Si)、鍺(Ge)、Si和Ge的組合、III-V族化合物、或者其組合。

其中，鰭狀襯底為應(yīng)變的SiGe溝道層，由在約25％和約50％之間的Ge組成，具有在約100nm和約200nm之間的長(zhǎng)度，在約10nm和約20nm之間的寬度，以及在約10nm和約40nm之間的厚度。

其中，鰭狀襯底為應(yīng)變的SiGe溝道層，由約50％的Ge組成，具有約100nm的長(zhǎng)度，約10nm的寬度，以及位于至少兩個(gè)隔離部件上方約10nm的高度。

該器件還包括：柵電極，設(shè)置在應(yīng)變的SiGe溝道層上方；以及隔離件，與柵電極的側(cè)面相鄰設(shè)置。