[发明专利]半导体结构及其形成方法

说明书

本申请的实施例提供了形成半导体结构的方法和半导体结构。根据本公开的方法包括在衬底上方沉积顶部外延层，由顶部外延层和衬底的部分形成鳍结构，凹进鳍结构的源极/漏极区以形成源极/漏极凹槽，在源极/漏极凹槽的表面上方共形沉积半导体层，回蚀刻半导体层以在源极/漏极凹槽的底面上方形成扩散停止层，在扩散停止层和源极/漏极凹槽的侧壁上方沉积第一外延层，在第一外延层上沉积第二外延层，以及在第二外延层上沉积第三外延层。扩散停止层的锗浓度大于顶部外延层的锗浓度或第一外延层的锗浓度。

技术领域

本申请的实施例涉及半导体技术领域，更具体地，涉及半导体结构及其形成方法。

背景技术

半导体集成电路(IC)产业经历了指数级增长。IC材料和设计的技术进步产生了几代IC，每一代电路都比上一代更小、更复杂。在IC演进过程中，功能密度(即，每芯片面积互连的器件的数量)普遍增加，而几何尺寸(即，可以使用制造工艺创建的最小组件(或线))降低。这种按比例缩小的过程通常通过提高生产效率和降低相关成本来提供好处。这种按比例缩小也增加了加工和制造IC的复杂性。

例如，随着集成电路(IC)技术向更小的技术节点发展，已引入多栅极金属氧化物半导体场效应晶体管(多栅极MOSFET或多栅极器件)以通过增加栅极-沟道耦合、降低关态电流和降低短沟道效应(SCE)来改进栅极控制。多栅极器件通常是指具有设置在沟道区的多于一侧上的栅极结构(或其部分)的器件。鳍式场效应晶体管(FinFET)和多桥沟道(multi-bridge-channel，MBC)晶体管是多栅极器件的示例，它们已成为高性能和低泄漏应用的普遍和有希望的候选者。FinFET具有多于一侧由栅极包裹的升高沟道(例如，栅极包裹从衬底延伸的半导体材料的“鳍”的顶部和侧壁)。MBC晶体管具有可以部分地或完全地围绕沟道区延伸的栅极结构，以提供在两侧或更多侧上对沟道区的访问。由于其栅极结构围绕沟道区，所以MBC晶体管也可以称为环绕栅晶体管(SGT)或全环栅(GAA)晶体管。

为了提高多栅极晶体管的性能，投入努力以开发降低泄漏、电容和电阻的结构。虽然传统的多栅极晶体管结构通常足以满足其预期目的，但是它们并非在所有方面都令人满意。

发明内容

根据本申请实施例的一个方面，提供了一种形成半导体结构的方法，包括：在衬底上方沉积顶部外延层；由顶部外延层和衬底的部分形成鳍结构；凹进鳍结构的源极/漏极区以形成延伸进入并终止于顶部外延层的源极/漏极凹槽；在源极/漏极凹槽的表面上方共形沉积半导体层；回蚀刻半导体层以在源极/漏极凹槽的底面上方形成扩散停止层，在扩散停止层和源极/漏极凹槽的侧壁上方沉积第一外延层；在第一外延层上方沉积第二外延层；以及在第二外延层上方沉积第三外延层，其中，顶部外延层包括第一锗浓度，扩散停止层包括第二锗浓度，并且第一外延层包括第三锗浓度，其中，第二锗浓度大于第一锗浓度或第三锗浓度。

根据本申请实施例的另一个方面，提供了一种形成半导体结构的方法，包括：接收包括设置在衬底上的顶部外延层的工件；由顶部外延层和衬底的部分形成鳍结构；凹进鳍形结构的源极/漏极区以形成源极/漏极凹槽；在源极/漏极凹槽的侧壁和底面上方沉积半导体层；回蚀刻半导体层以在源极/漏极凹槽的底面上方形成扩散停止层，在扩散停止层和源极/漏极凹槽的侧壁上方沉积第一外延层；以及在第一外延层上方沉积第二外延层，其中，回蚀刻包括以第一速率蚀刻半导体层的[110]结晶方向并且以小于第一速率的第二速率蚀刻半导体层的[100]结晶方向。

根据本申请实施例的又一个方面，提供了一种半导体结构，包括：鳍结构，包括底部部分和设置在底部部分上的顶部部分，鳍结构包括源极/漏极区和邻近源极/漏极区的沟道区；源极/漏极部件，设置在源极/漏极区上方并且延伸到源极/漏极区中，源极/漏极部件包括第一外延层和设置在第一外延层上方的第二外延层；和扩散停止层，垂直地夹在第一外延层和源极/漏极区之间，其中，扩散停止层不延伸到鳍结构的底部部分中，其中，顶部部分包括第一锗浓度，扩散停止层包括第二锗浓度，并且第一外延层包括第三锗浓度，其中，第二锗浓度不同于第一锗浓度或第三锗浓度。

附图说明