[發(fā)明專利]半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其形成方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110651854.6
• 申請日: 2021-06-11
• 公開（公告）號: CN113745164A
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林琨祐;林恩平;葛育菱;廖志騰
• 申請（專利權(quán)）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L21/8238
• 分類號: H01L21/8238;H01L27/092
• 代理公司: 北京德恒律治知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;李偉

方法包括：提供具有第一半導(dǎo)體材料的襯底；創(chuàng)建覆蓋襯底的nFET區(qū)域的掩模；蝕刻襯底的pFET區(qū)域以形成溝槽；在溝槽中外延生長第二半導(dǎo)體材料，其中，第二半導(dǎo)體材料與第一半導(dǎo)體材料不同；以及圖案化nFET區(qū)域和pFET區(qū)域，以在nFET區(qū)域中產(chǎn)生第一鰭，并且在pFET區(qū)域中產(chǎn)生第二鰭，其中，第一鰭包括第一半導(dǎo)體材料，并且第二鰭包括位于底部上方的頂部，其中，頂部包括第二半導(dǎo)體材料，并且底部包括第一半導(dǎo)體材料。本申請的實(shí)施例還涉及半導(dǎo)體器件及其形成方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請的實(shí)施例涉及半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其形成方法。

背景技術(shù)

電子工業(yè)對更小且更快的電子器件的需求日益增長，這些電子器件同時能夠支持更多日益復(fù)雜和精密的功能。為了滿足這些需求，集成電路(IC)工業(yè)中存在制造低成本、高性能和低功耗IC的持續(xù)趨勢。迄今為止，這些目標(biāo)已經(jīng)在很大程度上通過減小IC尺寸(例如，最小IC部件尺寸)來實(shí)現(xiàn)，從而提高生產(chǎn)效率并且降低相關(guān)成本。但是，這種縮放也增加了IC制造工藝的復(fù)雜性。因此，實(shí)現(xiàn)IC器件及其性能的持續(xù)進(jìn)步需要IC制造工藝和技術(shù)中的類似進(jìn)步。

已經(jīng)引入FinFET器件以增加?xùn)艠O-溝道耦接、減小截止?fàn)顟B(tài)電流并且減小平面晶體管上方的短溝道效應(yīng)(SCE)。隨著器件縮小規(guī)模的繼續(xù)，諸如接近5nm和3nm工藝節(jié)點(diǎn)，基于硅的傳統(tǒng)FinFET也接近其性能限制。例如，極緊湊的柵極尺寸和極小的器件體積使用于性能的摻雜和應(yīng)變工程對于FinFET器件非常具有挑戰(zhàn)性。迫切期望改善FinFET制造。

發(fā)明內(nèi)容

本申請的一些實(shí)施例提供了一種形成半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法，包括：提供具有第一半導(dǎo)體材料的襯底；創(chuàng)建覆蓋所述襯底的nFET區(qū)域的掩模；蝕刻所述襯底的pFET區(qū)域以形成溝槽；在所述溝槽中外延生長第二半導(dǎo)體材料，其中，所述第二半導(dǎo)體材料與所述第一半導(dǎo)體材料不同；以及圖案化所述nFET區(qū)域和所述pFET區(qū)域，以在所述nFET區(qū)域中產(chǎn)生第一鰭，并且在所述pFET區(qū)域中產(chǎn)生第二鰭，其中，所述第一鰭包括所述第一半導(dǎo)體材料，并且所述第二鰭包括位于底部上方的頂部，其中，所述頂部包括所述第二半導(dǎo)體材料，并且所述底部包括所述第一半導(dǎo)體材料。

本申請的另一些實(shí)施例提供了一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，包括：襯底；第一鰭，從所述襯底延伸；以及第二鰭，從所述襯底延伸，其中，所述第二鰭包括位于底部上方的頂部，所述第一鰭和所述第二鰭的所述底部包括晶體硅，所述第二鰭的所述頂部包括具有比硅高的電荷載流子遷移率的半導(dǎo)體材料，所述第二鰭的頂面和所述第一鰭的頂面基本共面，并且所述第二鰭的所述底部比所述第一鰭向所述襯底延伸更深。

本申請的又一些實(shí)施例提供了一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，包括：襯底；兩個第一鰭，彼此相鄰并且從所述襯底的第一區(qū)域延伸；兩個第二鰭，彼此相鄰并且從所述襯底的第二區(qū)域延伸；以及隔離結(jié)構(gòu)，位于所述襯底上方并且與所述第一鰭和所述第二鰭相鄰，其中，所述第二鰭的每個包括位于底部上方的頂部，所述第一鰭和所述第二鰭的所述底部包括晶體硅，所述第二鰭的所述頂部包括硅鍺，所述第二鰭的頂面和所述第一鰭的頂面基本共面，所述第二鰭的每個比所述第一鰭高。

附圖說明

當(dāng)結(jié)合附圖進(jìn)行閱讀時，從以下詳細(xì)描述可最佳理解本發(fā)明。需要強(qiáng)調(diào)，根據(jù)工業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐，各個部件未按比例繪制，僅用于說明的目的。實(shí)際上，為了清楚的討論，各個部件的尺寸可以任意地增大或減小。

圖1A和圖1B示出了根據(jù)本發(fā)明的各個方面的形成半導(dǎo)體器件的方法的流程圖。

圖2A、圖3、圖4、圖5A、圖5B、圖5C、圖6、圖7、圖9B、圖10和圖11示出了根據(jù)一些實(shí)施例的在根據(jù)圖1A至圖1B的方法的實(shí)施例的制造的中間步驟中的半導(dǎo)體器件的部分的截面圖。

圖2B示出了根據(jù)一些實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的部分的頂視圖。

圖8和圖9A示出了根據(jù)一些實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的部分的立體圖。

具體實(shí)施方式