[发明专利]P型鳍式场效应晶体管及其形成方法有效

专利信息
申请号: 201310157812.2 申请日: 2013-04-28
公开(公告)号: CN104124171B 公开(公告)日: 2017-12-29
发明(设计)人: 三重野文健 申请(专利权)人: 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司
主分类号: H01L21/336 分类号: H01L21/336;H01L21/28;H01L29/78;H01L29/423
代理公司: 北京集佳知识产权代理有限公司11227 代理人: 骆苏华
地址: 201203 *** 国省代码: 上海;31
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摘要:
搜索关键词: 型鳍式 场效应 晶体管 及其 形成 方法
【权利要求书】:

1.一种P型鳍式场效应晶体管的形成方法,其特征在于,包括:

提供半导体衬底,所述半导体衬底上形成有凸起的鳍部;

形成横跨所述鳍部侧壁和顶部表面的栅极结构;

在所述栅极结构的侧壁形成侧墙;

刻蚀所述栅极结构两侧的鳍部,在栅极结构两侧的鳍部内形成凹槽,所述凹槽的宽度大于或等于鳍部的宽度;

在所述凹槽的侧壁和底部表面通过选择性外延工艺形成硅锗层,且所述硅锗层未填满凹槽;

在所述硅锗层表面形成阻挡层,且阻挡层未填充满凹槽;

在所述阻挡层上形成金属层,所述金属层填充满剩余的凹槽,金属层、阻挡层和硅锗层构成P型鳍式场效应晶体管的源/漏区。

2.如权利要求1所述的P型鳍式场效应晶体管的形成方法,其特征在于,所述硅锗层的厚度小于等于9纳米。

3.如权利要求2所述的P型鳍式场效应晶体管的形成方法,其特征在于,所述硅锗层中锗原子的百分比含量大于等于60%。

4.如权利要求2所述的P型鳍式场效应晶体管的形成方法,其特征在于,所述选择性外延工艺的温度是400~800摄氏度,压强0.2~5托,硅源气体是SiH4或DCS,锗源气体是GeH4,选择性气体为Cl2或HCl,载气为H2,其中硅源气体的流量为100~400sccm,锗源气体的流量为200~500sccm,选择性气体的流量为40~150sccm,H2的流量是1~10slm。

5.如权利要求3所述的P型鳍式场效应晶体管的形成方法,其特征在于,选择性外延工艺形成硅锗层时,所述硅锗层中原位掺杂有硼离子、铝离子或铟离子。

6.如权利要求5所述的P型鳍式场效应晶体管的形成方法,其特征在于,所述原位掺杂离子为硼离子,原位掺杂的杂质源气体为B2H6或BCl3

7.如权利要求1所述的P型鳍式场效应晶体管的形成方法,其特征在于,所述阻挡层为具有压应力的氮化钛。

8.如权利要求7所述的P型鳍式场效应晶体管的形成方法,其特征在于,所述阻挡层的厚度大于等于25纳米,并且所述阻挡层的顶端高于鳍部的顶部表面,阻挡层的高于鳍部的顶部表面的部分与侧墙相接触。

9.如权利要求7所述的P型鳍式场效应晶体管的形成方法,其特征在于,所述阻挡层的形成工艺为化学气相沉积、原子层沉积或溅射。

10.如权利要求8所述的P型鳍式场效应晶体管的形成方法,其特征在于,化学气相沉积或原子层沉积形成阻挡层时,所述阻挡层中原位掺杂有P型杂质离子。

11.如权利要求10所述的P型鳍式场效应晶体管的形成方法,所述P型杂质离子为硼离子、铝离子或铟离子。

12.如权利要求1所述的P型鳍式场效应晶体管的形成方法,其特征在于,所述金属层的材料为钨。

13.如权利要求12所述的P型鳍式场效应晶体管的形成方法,其特征在于,所述金属层具有压应力。

14.一种P型鳍式场效应晶体管,其特征在于,包括:

半导体衬底,所述半导体衬底上具有凸起的鳍部,鳍部侧壁和顶部表面具有栅极结构,所述栅极结构的侧壁具有侧墙;

在栅极结构两侧的鳍部内具有凹槽,所述凹槽的宽度大于或等于鳍部的宽度;

所述凹槽的侧壁和底部表面具有硅锗层,且所述硅锗层未填满凹槽,硅锗层通过选择性外延工艺形成在凹槽的侧壁和底部表面;

所述硅锗层表面具有阻挡层,且阻挡层未填充满凹槽;

所述阻挡层上具有金属层,所述金属层填充满凹槽,金属层、阻挡层和硅锗层构成P型鳍式场效应晶体管的源/漏区。

15.如权利要求14所述的P型鳍式场效应晶体管,其特征在于,所述硅锗层的厚度小于等于9纳米,所述硅锗层中锗原子的百分比含量大于等于60%。

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