[发明专利]半导体结构及其形成方法

说明书

技术领域

本公开涉及半导体结构，并且尤其涉及包括衬底模板化（templated）的外延源极/漏极接触结构的鳍片场效应晶体管及其制造方法。

背景技术

在包括“鳍片化”源极/漏极区的半导体器件中，在低外电阻和低寄生电容之间存在折衷。未合并的源极/漏极区相对于合并的源极/漏极区提供较大的接触面积和较低的接触电阻，但是需要条接触（bar contact），而条接触增加了栅极电极的寄生电容。合并的源极/漏极区允许使用圆柱形过孔结构并且改善了布局中的可布线性并且减小了栅极-接触寄生电阻，但是增加了接触电阻。

发明内容

在单晶掩埋绝缘体层上形成单晶半导体鳍片。在形成跨骑所述单晶半导体鳍片的栅极电极之后，可以用在单晶掩埋绝缘体层上生长的半导体材料进行选择性外延以形成连续半导体材料部分。所述连续半导体材料部分中的沉积的半导体材料的厚度可以被选择为使得，所述沉积的半导体材料部分的侧壁不合并，而是通过直接在所述单晶掩埋绝缘体层的水平表面上生长的沉积的半导体材料的水平部分导电地彼此连接。通过所述连续半导体材料部分和圆柱形接触过孔结构，可以提供鳍片场效应晶体管的接触电阻和寄生电容的同时减小。

根据本公开的另一个方面，提供了一种形成半导体结构的方法。在单晶电介质层上形成至少一个半导体材料部分。形成跨骑所述至少一个半导体材料部分的栅极电极。通过与所述单晶电介质层外延对准地沉积半导体材料，直接在所述至少一个半导体材料部分中的每一个的端部子部分上形成连续单晶半导体部分。

根据本公开的另一方面，一种半导体结构包括包含单晶电介质层的衬底。至少一个半导体材料部分位于所述单晶电介质层上。栅极电极跨骑所述至少一个半导体材料部分。连续单晶半导体部分与所述至少一个半导体材料部分中的每一个的端部子部分接触，并且具有与所述单晶电介质层外延对准的单晶结构。

附图说明

图1A是根据本公开第一实施例在形成浅沟槽隔离结构之后的第一示例性半导体结构的自顶向下视图。

图1B是沿着图1A的垂直面B-B′的该第一示例性半导体结构的垂直横截面视图。

图1C是沿着图1A的垂直面C-C′的该第一示例性半导体结构的垂直横截面视图。

图2A是根据本公开的第一实施例，在形成半导体鳍片之后的第一示例性半导体结构的自顶向下视图。

图2B是沿着图2A的垂直面B-B′的该第一示例性半导体结构的垂直横截面视图。

图2C沿着图2A的垂直面C-C′的该第一示例性半导体结构的垂直横截面视图。

图3A是根据本公开的第一实施例，在去除构图的光致抗蚀剂层之后的第一示例性半导体结构的自顶向下视图。

图3B是沿着图3A的垂直面B-B′的该第一示例性半导体结构的垂直横截面视图。

图3C沿着图3A的垂直面C-C′的该第一示例性半导体结构的垂直横截面视图。

图4A是根据本公开的第一实施例在形成栅极叠层和栅极隔离物之后的该第一示例性半导体结构的自顶向下视图。

图4B是沿着图4A的垂直面B-B′的该第一示例性半导体结构的垂直横截面视图。

图4C是沿着图4A的垂直面C-C′的该第一示例性半导体结构的垂直横截面视图。

图5A是根据本公开的第一实施例，在形成外延对准的连续半导体材料部分之后的第一示例性半导体结构的自顶向下视图，该半导体材料部分电短路多个半导体鳍片。

图5B是沿着图5A的垂直面B-B′的该第一示例性半导体结构的垂直横截面视图。

图5C是沿着图5A的垂直面C-C′的该第一示例性半导体结构的垂直横截面视图。

图6A是根据本公开的第一实施例在形成源极区和漏极区之后的该第一示例性半导体结构的自顶向下视图。

图6B是沿着图6A的垂直面B-B′的该第一示例性半导体结构的垂直横截面视图。

图6C是沿着图6A的垂直面C-C′的该第一示例性半导体结构的垂直横截面视图。

图7A是根据本公开的第二实施例在去除半导体鳍片的物理暴露部分之后的第二示例性半导体结构的自顶向下视图。

图7B是沿着图7A的垂直面B-B′的该第二示例性半导体结构的垂直横截面视图。

图7C是沿着图7A的垂直面C-C′的该第二示例性半导体结构的垂直横截面视图。