[发明专利]源极/漏极区具有外延半导体材料区段的晶体管

说明书

本发明涉及源极/漏极区具有外延半导体材料区段的晶体管，揭示场效应晶体管的结构以及形成场效应晶体管的结构的方法。第一及第二栅极结构延伸于半导体本体上方。源极/漏极区横向位于该第一栅极结构与该第二栅极结构之间。该源极/漏极区包括具有第一区段、第二区段以及第三区段的半导体层。该半导体本体的第一部分位于该半导体层的该第一区段与该半导体层的该第二区段之间。该半导体本体的第二部分位于该半导体层的该第二区段与该半导体层的该第三区段之间。

技术领域

本发明涉及半导体装置制造及集成电路，尤其涉及用于场效应晶体管的结构以及形成用于场效应晶体管的结构的方法。

背景技术

可使用互补金属氧化物半导体(complementary-metal-oxide-semiconductor；CMOS)制程来建立p型与n型场效应晶体管的组合，将该p型与n型场效应晶体管用作装置，以构建例如逻辑单元(logic cell)。场效应晶体管通常包括源极、漏极、位于该源极与漏极之间的沟道区、以及与该沟道区叠置的栅极电极。当向该栅极电极施加超过特征阈值电压的控制电压时，在该源极与漏极之间的该沟道区中发生载流子流，从而产生装置输出电流。场效应晶体管可包括与多个沟道区叠置的多个栅极。

一种形成场效应晶体管的源极及漏极的方法是向半导体本体的区域中注入含有p型掺杂物或n型掺杂物的离子，以提供源极及漏极。另一种方法是从该半导体本体的区域外延生长半导体材料区段，以提供源极及漏极。可用p型掺杂物或n型掺杂物在外延生长期间原位掺杂该半导体材料。

与多栅极场效应晶体管中的宽栅极间距相关的问题是为提供源极及漏极而在腔体中外延生长的半导体材料的填充不足(underfilling)。该填充不足可能降低装置性能，例如降低射频性能指标，如功率增益。该填充不足还可能降低其它性能指标。例如，可能减少晶体管偏置于饱和区时的漏极电流(Idsat)。可能增加源极及漏极的接触电阻，且该填充不足还可能引起接触断开(contact open)问题。

需要改进的用于场效应晶体管的结构以及形成用于场效应晶体管的结构的方法。

发明内容

在本发明的一个实施例中，提供一种用于场效应晶体管的结构。该结构包括延伸于半导体本体上方的第一及第二栅极结构，以及横向位于该第一栅极结构与该第二栅极结构之间的源极/漏极区。该源极/漏极区包括具有第一区段、第二区段以及第三区段的半导体层。该半导体本体的第一部分位于该半导体层的该第一区段与该半导体层的该第二区段之间。该半导体本体的第二部分位于该半导体层的该第二区段与该半导体层的该第三区段之间。

在本发明的一个实施例中，提供一种形成用于场效应晶体管的结构的方法。该方法包括形成延伸于半导体本体上方的第一及第二栅极结构，以及形成横向位于该第一栅极结构与该第二栅极结构之间的半导体层的第一区段、第二区段以及第三区段。该半导体本体的部分位于该半导体层的该第一区段与该半导体层的该第二区段之间。该半导体本体的第二部分位于该半导体层的该第二区段与该半导体层的该第三区段之间。该半导体层的该第一区段、该第二区段以及该第三区段是该场效应晶体管的源极/漏极区的组成部分。

附图说明

包含于并构成本说明书的一部分的附图示例说明本发明的各种实施例，并与上面所作的有关本发明的概括说明以及下面所作的有关这些实施例的详细说明一起用以解释本发明的这些实施例。在这些附图中，类似的附图标记表示不同视图中类似的特征。

图1-4显示依据本发明的实施例处于处理方法的连续制造阶段的场效应晶体管的结构的剖视图。

图5显示处于图4之后的该处理方法的制造阶段的该结构的剖视图。

图5A、5B、5C显示沿大体平行于栅极结构的纵轴所作的图5的结构的不同部分的剖视图。

图6显示处于图5之后的该处理方法的制造阶段的该结构的剖视图。

图7显示依据本发明的替代实施例的结构的剖视图。