[发明专利]薄晶体管元件的从硅到硅锗的转换

权利要求书

1.一种将晶体管元件从硅(Si)转换为硅锗(SiGe)的方法，所述方法包括：

提供半导体衬底，所述半导体衬底具有设置在所述半导体衬底上的晶体管器件的沟道主体，所述沟道主体包括硅；

在所述沟道主体上形成包括锗的包覆层；

在所述包覆层上形成盖层以实质上覆盖所述包覆层的全部材料，以防止所述包覆层在所述沟道主体的退火期间发生流动；以及

对所述沟道主体进行退火，以使所述锗扩散到所述沟道主体中，其中，形成所述盖层是在对所述沟道主体进行退火之前执行的，并且其中，利用设置在所述包覆层上的所述盖层来执行对所述沟道主体进行退火。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，在退火之前，所述锗包括所述包覆层的材料的70％到100％。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，形成所述盖层包括：将氮化物或氧化物材料沉积在所述包覆层上。

4.根据权利要求1所述的方法，还包括：

去除所述盖层；以及

在所述沟道主体上形成所述晶体管的栅极。

5.根据权利要求1-3中的任一项所述的方法，其中：

所述晶体管的所述沟道主体是鳍状物结构的第一沟道主体；

所述半导体衬底具有设置在所述半导体衬底上的另一个鳍状物结构的第二沟道主体、以及设置在所述半导体衬底上的所述第一沟道主体与所述第二沟道主体之间的电绝缘材料；并且

形成所述包覆层包括：有选择性地沉积所述包覆层的材料，以在所述第一沟道主体和所述第二沟道主体上形成包覆层，而不在所述电绝缘材料上形成包覆层。

6.根据权利要求5所述的方法，其中：

所述第一沟道主体和第二沟道主体是多个p沟道主体中的沟道主体；

所述半导体衬底具有设置在所述半导体衬底上的多个n沟道主体；并且

形成所述包覆层包括：将所述包覆层的所述材料沉积在所述多个p沟道主体上，而不将所述包覆层的所述材料沉积在所述多个n沟道主体上。

7.根据权利要求1-3中的任一项所述的方法，其中，形成所述包覆层包括：沉积锗以在所述沟道主体上形成由具有非晶构造的锗构成的共形包覆层或者沉积锗以在所述沟道主体上形成由具有单晶或多晶构造的锗构成的刻面包覆层。

8.根据权利要求7所述的方法，其中：

所述沟道主体由单晶硅构成；并且

在惰性环境下执行对所述沟道主体进行退火，并且对所述沟道主体进行退火使得由所沉积的锗和所述沟道主体的所述硅形成硅锗(SiGe)合金。

9.根据权利要求1所述的方法，其中：

形成所述包覆层包括：沉积硅锗(Si_1-xGe_x)，以在所述沟道主体上形成由硅锗构成的包覆层；并且

x是0.15到0.7之间的值，其表示锗与硅之比。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，沉积所述硅锗包括：沉积硅锗，以在所述沟道主体上形成由具有单晶、多晶或非晶构造的硅锗构成的共形或刻面层。

11.根据权利要求9-10中的任一项所述的方法，其中，在氧化环境下执行对所述沟道主体进行退火，并且对所述沟道主体进行退火使得在所述硅锗上形成氧化物的层，所述方法还包括：

从所述硅锗去除所述氧化物的层；以及

在所述沟道主体上形成所述晶体管的栅极。

12.根据权利要求1-3中的任一项所述的方法，其中：

对所述沟道主体进行退火提供了主要或完全由硅锗(SiGe)合金构成的沟道主体；并且

在高于700℃的温度下执行对所述沟道主体进行退火。