具有横向延伸部分的晶体管的嵌入式源极或漏极区的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明一般地涉及具有横向延伸部分的晶体管的嵌入式源极或漏极区。
【背景技术】
[0002]由于沟道区中的增加的载流子迁移率，导致引入有施加至沟道区的机械应力的场效应晶体管(FET)具有增强的驱动强度。在一些方法中，在FET中，栅极的相对侧部的源极和漏极区包括嵌入体结构中的应力源区。沟道区的材料和嵌入的应力源区的材料之间的晶格失配会导致施加至沟道区的机械应力。机械应力的幅度取决于嵌入的应力源区到沟道区的距离、以及嵌入的应力源区的体积。然而，当在要生长应力源材料的FET的主体中形成凹槽时，凹槽的轮廓取决于相邻几何形状(FET与FET会不同)的负载效应，由此导致器件性能的不均匀性。
【发明内容】
[0003]为了解决现有技术中所存在的缺陷，根据本发明的一方面，提供了一种方法，包括:提供其上配置有栅极结构的体结构；所述栅极结构包括横穿所述体结构的栅极侧壁；在所述栅极侧壁上方形成间隔件；在所述体结构中形成第一凹槽，所述第一凹槽形成在所述间隔件旁边并且在所述间隔件下面横向延伸；在所述第一凹槽下面形成凹槽延伸部以延伸所述第一凹槽的垂直深度；以及生长晶格常数不同于所述体结构的应力源材料，使得延伸的第一凹槽被填充。
[0004]在该方法中，提供其上配置有栅极结构的体结构包括:提供包括鳍结构的所述体结构；以及形成环绕所述鳍结构的一部分的所述栅极结构。
[0005]在该方法中，在所述体结构中形成第一凹槽包括:各向同性蚀刻所述体结构，直到达到第一距离和第二距离的范围内的横向深度，所述第一距离为所述体结构的顶面的水平面处的所述间隔件的第一侧壁和第二侧壁之间的距离以及所述第二距离为所述体结构的所述顶面的水平面处的所述间隔件的所述第一侧壁和所述栅极侧壁之间的距离，所述间隔件的所述第一侧壁比所述间隔件的所述第二侧壁更接近所述栅极侧壁。
[0006]在该方法中，在所述栅极侧壁上方形成间隔件包括:在所述栅极侧壁上形成密封层；以及在所述密封层上形成所述间隔件。
[0007]在该方法中，在所述栅极侧壁上方形成间隔件包括:在所述栅极侧壁上形成所述间隔件。
[0008]在该方法中，在所述第一凹槽下面形成凹槽延伸部，以延伸所述第一凹槽的垂直深度，包括:在所述体结构中蚀刻速率控制掺杂区形成在所述第一凹槽下面并且位于所述至少一个间隔件旁边；以及各向异性蚀刻所述体结构，以形成所述凹槽延伸部。
[0009]在该方法中，在所述第一凹槽下面形成凹槽延伸部以延伸所述第一凹槽的垂直深度包括:各向异性反应离子蚀刻所述体结构，以形成所述凹槽延伸部。
[0010]在该方法中，提供其上配置有栅极结构的体结构包括:提供包括所述体结构的衬底；以及在所述体结构之上形成所述栅极结构。
[0011]在该方法中，在所述第一凹槽下面形成凹槽延伸部以延伸所述第一凹槽的垂直深度包括:各向异性干蚀刻所述体结构，以延伸所述第一凹槽的垂直深度；以及各向异性湿蚀刻所述体结构，以形成所述凹槽延伸部的轮廓。
[0012]根据本发明的另一方面，提供了一种方法，包括:提供其上配置有栅极结构的体结构；所述栅极结构包括横穿所述体结构的栅极侧壁；在所述栅极侧壁上方形成间隔件；在所述体结构中形成第一凹槽，所述第一凹槽形成在所述间隔件旁边，使得暴露由所述体结构覆盖的所述间隔件的表面；在所述第一凹槽下面形成凹槽延伸部，以延伸所述第一凹槽的垂直深度；以及生长晶格常数不同于所述体结构的应力源材料，使得延伸的所述第一凹槽被填充。
[0013]在该方法中，在所述体结构中第一凹槽形成在所述栅极结构旁边包括:在由所述第一凹槽暴露的表面下面，形成具有壁部分的所述第一凹槽，使得所述壁部分沿着所述间隔件的所述表面的暴露的方向朝向所述体结构中的与所述栅极侧壁对准的平面逐渐变细。
[0014]在该方法中，在所述体结构的顶面的水平面处，所述壁部分位于由所述第一凹槽暴露的所述间隔件的所述表面和所述栅极侧壁之间的区域内。
[0015]在该方法中，在所述栅极侧壁上方形成间隔件包括:在所述栅极侧壁上形成密封层；以及在所述密封层上形成所述间隔件。
[0016]在该方法中，在所述栅极侧壁上方形成间隔件包括:在所述栅极侧壁上形成所述间隔件。
[0017]在该方法中，在所述第一凹槽下面形成凹槽延伸部以延伸所述第一凹槽的垂直深度包括:在所述体结构中蚀刻速率控制掺杂区形成在所述第一凹槽下面并且位于所述至少一个间隔件旁边；以及各向异性蚀刻所述体结构，以形成所述凹槽延伸部。
[0018]根据本发明的又一方面，提供了一种半导体结构，包括:体结构；栅极结构，配置在所述体结构上，所述栅极结构包括横穿所述体结构的栅极侧壁；间隔件，配置在所述栅极侧壁上方；以及源极或漏极区，嵌入所述栅极结构旁边的所述体结构中，并且包含晶格常数不同于所述体结构的应力源材料，所述源极或漏极区域包括:第一区域，在所述间隔件下面横向延伸，以及第二区域，被配置在所述第一区域下面并且延伸所述第一区域的垂直深度。
[0019]在该半导体结构中，所述第一区域朝向所述体结构中的与所述栅极侧壁对准的平面从所述第二区域横向凸起。
[0020]在该半导体结构中，所述体结构包括鳍结构；以及所述栅极结构环绕所述鳍结构。
[0021]在该半导体结构中，所述第一区域在所述间隔件下面具有壁部分；以及所述壁部分从所述壁部分的底部到所述壁部分的顶部，朝向所述体结构的与所述栅极侧壁对准的平面逐渐变细。
[0022]在该半导体结构中，在所述体结构的顶面的水平面处，所述第一凹槽的所述壁部分与所述栅极侧壁的距离小于或基本等于所述间隔件的所述第二侧壁与所述栅极侧壁的距离。
【附图说明】
[0023]本发明的一个或多个实施例的细节在以下附图和说明书中进行阐述。通过说明书、附图和权利要求容易理解本发明的其他特征和优点。
[0024]图1A是根据一些实施例具有包含外延生长的应力源材料的源极和漏极区的FinFET结构的示意性立体图。
[0025]图1B和图1C是根据一些实施例分别沿着图1A中的线A_A’和线B_B’的示意性截面图。
[0026]图2是根据一些实施例用于形成具有包含外延生长的应力源材料的源极和漏极区的FET结构的方法的流程图。
[0027]图3A是根据一些实施例牺牲栅极结构横穿被实现为鳍的体结构的半导体结构的示意性立体图。
[0028]图3B和图3C是根据一些实施例沿着图3A中的线C_C’和线D_D’的示意性截面图。
[0029]图4是示出根据一些实施例形成在栅极侧壁上方的间隔件的示意性截面图。
[0030]图5至图8是示出根据一些实施例形成源极或漏极区以及共享源极或漏极区的示意性截面图。
[0031]图9至图11是示出根据一些实施例用栅极材料代替牺牲栅极材料的示意性截面图。
[0032]图12是根据其他实施例通过参考图2所描述的操作206形成的半导体结构的示意性截面图。
[0033]图13是根据其他实施例在参考图2所描述的操作208期间的半导体结构的示意性截面图。
[0034]图14是根据其他实施例通过参考图2所描述的操作208形成的半导体结构的示意性截面图。
[0035]图15是根据一些实施例具有包含外延生长的应力源材料的源极和漏极区的MOSFET结构的示意性截面图。
[0036]图16至图19是示出根据一些实施例在用于形成图15中的MOSFET结构的方法的每个操作之后的半导体结构的示意性截面图。
[0037]多个附图中的相同参考符号指示相同元件。
【具体实施方式】
[0038]现在，使用特定语言描述附图中所示的本发明的实施例或实例。然而，应理解，目的不在于限制本发明的范围。所描述的实施例中的任何更改和修改、以及在本文档中描述的原理的任何进一步应用被认为是本发明所涉及的领域中的普通技术人员可以想到的。贯穿多个实施例，可以重复参考标号，但是即使共享相同参考标号，也不必须要求一个实施例的特征应用至另一个实施例。应理解，当一个部件形成在另一个部件或衬底“上方”时，可以存在中间部件。而且，术语“顶部”和“底部”等被用于描述一个部件相对于衬底的表面的相对距离，其中，分别在衬底上方形成更大或更小的该部件，或者在衬底下面形成更大或更小的该部件，并且不旨在将实施例的范围限于任何特定定向。
[0039]一些实施例具有以下特征和/或优点中的一个或结合。在一些实施例中，具有应力源材料以对沟道区产生机械应力的源极或漏极区具有嵌入体结构中的第一区域和第二区域。第一区域通过栅极结构在间隔件下面横向延伸。第二区域延伸第一区域的垂直深度。在一些实施例中，形成有第一区域的凹槽通过不太易受负载效应影响的工艺创建。形成有第二区域的凹槽延伸部通过关于达到用于源极或漏极区的期望体积的总垂直深度被更优化的工艺创建。因此，源极或漏极区到沟道区的距离被增强并且