半导体结构的制作方法

文档序号:17295634发布日期:2019-04-03 04:22阅读:158来源:国知局
半导体结构的制作方法

本发明实施例涉及半导体结构,特别涉及鳍式场效晶体管结构。



背景技术:

半导体集成电路(integratedcircuit,ic)工业经历了快速成长。ic材料和设计技术的进步使得ic的每个世代皆具有相较于前一世代更小且更复杂的电路。然而,这些进步提高了制造及生产ic的复杂度。为了实现先进技术的目标,ic的制造及生产需要相似的发展。在半导体工艺中持续地进步使得半导体装置具有更细致的特征及/或更高度的整合。在半导体基底电路的演化进程中,功能密度(例如:单一芯片区域上的互连装置数)在几何尺寸(例如:工艺上能创造出的最小组件)逐渐缩小的同时逐步地增加。

除了材料和制造上开创性地进展外,按比例缩小平面装置,例如金属氧化物半导体场效晶体管(metaloxidesemiconductorfieldeffecttransistor,mosfet)装置已证明是有挑战性的。为了克服这些挑战,电路设计者寻求新的结构以改善效能,使得三维(3d)设计得以发展,例如似鳍片的场效晶体管(fin-likefieldeffecttransistors,finfets)。finfet具有竖立薄“鳍”(或鳍片结构)自基底向上延伸,finfet的通道是形成于此竖立鳍片内。在鳍片上提供栅极以允许栅极自多端控制通道。形成在finfet的源/漏极端上的硅锗外延层可能在芯片的高密度区内、鳍片间距(pitch)很窄的地方形成电性短路,这些电性短路将导致finfet的效能衰退并使晶圆的良率降低。



技术实现要素:

本发明的一些实施例中提供半导体结构。半导体结构包含栅极结构、第一源/漏极结构和接触结构。栅极结构包含栅极介电层设置于第一鳍片结构上。栅极介电层在沿着大抵上垂直于第一鳍片结构的顶面的方向上具有厚度。第一源/漏极结构设置于第一鳍片结构内且相邻于栅极结构。第一源/漏极结构包含第一外延层接触第一鳍片结构的顶面,以及第二外延层设置于第一外延层上且延伸至栅极介电层的底面上。第一鳍片结构的顶面在第一源/漏极结构的顶面与底面之间。第一源/漏极结构在第一鳍片结构的顶面与第一源/漏极结构的顶面之间具有抬升(raised)高度,且抬升高度与栅极介电层的厚度的比值在约1至约20的范围内。

本发明的一些实施例中提供半导体结构的形成方法。方法包含在第一鳍片结构上形成栅极结构,以及在第一鳍片结构内形成相邻于栅极结构的源/漏极结构。形成源/漏极结构包含在第一鳍片结构上形成第一外延层,以及在第一外延层上形成第二外延层。方法也包含在栅极结构和源/漏极结构上形成介电层,以及移除一部分的介电层和一部分的源/漏极结构以形成开口。此外,方法包含在开口内形成硅化物层。硅化物层的底面在第二外延层的顶面与第一鳍片结构的顶面之间。方法也包含在第二外延层和硅化物层上形成阻挡层,以及形成接触结构填入开口,其中接触结构的侧壁表面由阻挡层所环绕。

本发明的一些实施例中提供半导体结构的形成方法。方法包含在鳍片结构上形成栅极结构。方法包含在鳍片结构内形成相邻于栅极结构的源/漏极结构,其中源/漏极结构在沿着(110)面的方向上具有宽度。方法还包含选择性地蚀刻源/漏极结构以缩小源/漏极结构的宽度。方法还包含在栅极结构和源/漏极结构上形成介电层。方法还包含移除一部分的介电层和一部分的源/漏极结构以形成开口。源/漏极结构在开口内的第一表面在鳍片结构的顶面上。方法还包含沉积阻挡层内衬于开口的侧表面且在源/漏极结构的第一表面上,移除开口内的一部分的阻挡层,以及在介电层的开口内填入接触结构。接触结构的侧壁表面由阻挡层所环绕。

附图说明

通过以下的详述配合说明书附图,我们能更加理解本发明实施例的内容。需注意的是,根据工业上的标准惯例,许多部件(feature)并未按照比例绘制。事实上,为了能清楚地讨论,这些部件的尺寸可能被任意地增加或减少。

图1是根据一些实施例,显示范例的简化鳍式场效晶体管(finfet)的3d立体图。

图2a、图3a和图4a是根据一些实施例,显示沿着图1中线a-a’的形成半导体结构的各个阶段的剖面示意图。

图2b、图3b和图4b是根据一些实施例,显示沿着图1中线b-b’的形成半导体结构的各个阶段的剖面示意图。

图5、图6、图7、图8和图9是根据一些实施例,显示沿着图1中线a-a’,在图4a的阶段之后,形成半导体结构的各个阶段的剖面示意图。

附图标记说明:

200~基底;

204~鳍片结构;

205、208、223、228、247、364~顶面;

206~隔离区;

210、225、238、243、249、366~底面;

215~虚设栅极结构;

218~栅极间隙物;

220、220a~源/漏极结构;

220-1~第一外延层;

220-2~第二外延层;

220-3~覆盖外延层;

221~蚀刻停止层;

222、226~介电层;

232、232a、232b~开口;

233、241、251、255、320~侧表面;

234、236~阻挡层;

235、237~上表面;

240~源/漏极硅化物层;

242~粘着层;

244~接触结构;

252~栅极介电层;

253~界面;

254~栅极电极层;

256~栅极结构;

362~蚀刻工艺;

380、382、384~角度;

500、500a~鳍式场效晶体管;

600~半导体结构;

d~距离;

h1、h2、h3~高度;

p1~间距;

t~厚度;

w1、w2、w3~宽度。

具体实施方式

以下提供了很多不同的实施例或范例,用于实施本发明实施例的不同部件。组件和配置的具体范例描述如下,以简化本发明实施例的说明。当然,这些仅仅是范例,并非用以限定本发明实施例。举例而言,以下叙述中提及第一部件形成于第二部件之上或上方,可能包含第一和第二部件直接接触的实施例,也可能包含额外的部件形成于第一和第二部件之间,使得第一和第二部件不直接接触的实施例。此外,本发明实施例在各种范例中可能重复参考数字及/或字母,此重复是为了简化和清楚,并非在讨论的各种实施例及/或组态之间指定其关系。

再者,空间上相关的措辞,例如“在……的下”、“在……下方”、“下方的”、“在……上方”、“上方的”和其他类似的用语可用于此,使得描述图中所示的一元件或部件与其他元件或部件之间的关系更容易。此空间上相关的措辞意欲包含除附图描绘的方向外,使用或操作中的装置的不同方向。设备可以其他方向定位(旋转90度或其他定位方向),且在此使用的空间相关描述可同样依此解读。

以下描述了本发明的一些实施例。可在下述实施例的步骤之前、中、后提供额外的操作。以下描述的一些步骤可在不同的实施例中被取代或删除。可在半导体装置结构中加入额外的部件。以下描述的一些部件可在不同的实施例中被取代或删除。虽然在此讨论的一些实施例及操作是以特定的顺序予以实施,然而,这些操作可以其他的逻辑顺序予以实施。

鳍片可通过任何合适的方法以进行图案化。举例而言,可使用一或多道光刻(photolithography)工艺以将鳍片图案化,光刻工艺包含双重图案化或多重图案化。一般而言,双重图案化或多重图案化结合光刻和自对准(self-aligned)工艺,可允许产生例如间距小于使用单一、直接地光刻工艺所获得的间距的图案。举例而言,在一实施例中,在基底上形成牺牲层,并使用光刻工艺以将牺牲层图案化。使用自对准工艺在图案化的牺牲层旁形成间隙物。然后,移除牺牲层,接着使用剩余的牺牲层以将鳍片图案化。

随着半导体工艺的发展,较小的临界尺寸(criticaldimensions,cds)和具有较小的间距几何的较高密度区为发展的趋势。然而,在芯片的高密度区,其包含例如鳍式场效晶体管(finfet)结构,较小的间距几何是具有挑战性的。举例而言,鳍式场效晶体管结构的鳍片间距可对彼此紧密间隔的单鳍片结构的源/漏极(source/drain,s/d)的形成产生挑战。对紧密间隔的鳍片(例如,在鳍式场效晶体管结构之间的间隔小于60nm)而言,鳍片的外延的硅锗(sige)源/漏极可能会与相邻的鳍片的硅锗源/漏极电性短路。这种不预期的情况将导致晶圆的良率降低。

本发明的一些实施例提供了包含源/漏极结构的半导体结构。半导体结构在鳍片结构的顶面上具有抬升高度。半导体结构也包含围绕接触结构的阻挡层。源/漏极结构可具有“延伸”的钻石形状以避免邻近的鳍式场效晶体管之间形成电性短路。此外,阻挡层的底面可设置于源/漏极结构内且位于鳍片结构的顶面上。因此,阻挡层可使鳍式场效晶体管的源/漏极结构与金属栅极结构之间产生优选的绝缘。此外,阻挡层可不增加源/漏极结构至鳍式场效晶体管的通道区的电流路径。

图1是根据一些实施例,显示范例的简化鳍式场效晶体管(finfet)500的3d立体图。图1其他未显示及描述的视角可由以下的附图及叙述明显得知。鳍式场效晶体管500包含在基底200上的鳍片结构204。基底200包含隔离区206,且鳍片结构204突出于隔离区206的顶面208上。此外,鳍片结构204可形成于邻近的隔离区206之间。包含栅极介电层252和栅极电极层254的栅极结构256设置于鳍片结构204上。栅极介电层252沿着鳍片结构204的侧壁和顶面上设置,与门极电极层254设置于栅极介电层252上。源/漏极结构220是设置在鳍片结构204中相对于栅极介电层252和栅极电极层254的区域内。图1更显示出用于以下附图的参考剖面a-a’和参考剖面b-b’。剖面a-a’所在的平面方向可沿着例如在相对两个源/漏极结构220之间的鳍片结构204内的通道。此外,剖面b-b’所在的平面方向可沿着鳍片结构204的宽度。

源/漏极结构220可共用于不同的晶体管之间。一些范例中,源/漏极结构220可连接或耦接至其他的鳍式场效晶体管,使得鳍式场效晶体管作为一个功能性的晶体管。举例而言,若邻近的(例如相对的)源/漏极区电性连接在一起,例如通过外延成长合并(merge)在一起的源/漏极区,可实现一个功能性的晶体管。其他范例中的其他配置可实现其他数量的功能性晶体管。

图2a、图3a和图4a显示沿着图1中线a-a’的形成半导体结构600的各个阶段的剖面示意图。图2b、图3b和图4b显示沿着图1中线b-b’的形成半导体结构600的各个阶段的剖面示意图。图5、图6、图7、图8和图9显示沿着图1中线a-a’,在图4a的阶段之后,形成半导体结构600的各个阶段的剖面示意图。图1中沿着线a-a’的方向与(100)面的方向一致,(100)面的方向是垂直于基底的表面且相同于通道长度的方向。此外,图1中沿着线b-b’的方向与(110)面的方向一致,(110)面的方向是平行于基底的表面且相同于鳍片宽度的方向。

一些实施例中,采用栅极置换(即后栅极(gate-last))的工艺以制造半导体结构600,例如鳍式场效晶体管(finfet,如鳍式场效晶体管500)。半导体结构600包含之后将在其上方形成鳍式场效晶体管500的基底200。

根据一些实施例,如图2a和图2b所示,取得包含多个鳍片结构204的基底200。一些实施例中,基底200可为半导体基底,例如块材(bulk)半导体、绝缘层上覆半导体(semiconductor-on-insulator,soi)基底或其相似物,且可为掺杂的(例如掺杂p型或n型掺质)或未掺杂的。基底200可为晶圆,例如硅晶圆。一般而言,绝缘层上覆半导体基底包含形成于一层绝缘层上的一层半导体材料。绝缘层可例如为埋置氧化(buriedoxide,box)层、氧化硅层或其相似物。绝缘层提供于基底上,基底典型上为硅或玻璃基底。也可使用其他基底,例如多层或梯度(gradient)基底。一些实施例中,基底200的半导体材料可包含硅、锗、化合物半导体(包含碳化硅、砷化镓、磷化镓、磷化铟、砷化铟及/或锑化铟)、合金半导体(包含硅锗(sige)、镓砷磷(gaasp)、铝铟砷(alinas)、铝镓砷(algaas)、镓铟砷(gainas)、镓铟磷(gainp)及/或镓铟砷磷(gainasp))或前述的组合。

一些实施例中,基底200可用于形成p型装置或n型装置。举例而言,p型装置可为p型金属氧化物半导体场效晶体管(mosfet),n型装置可为n型金属氧化物半导体场效晶体管。因此,鳍式场效晶体管500可称为p型鳍式场效晶体管或n型鳍式场效晶体管。举例而言,鳍式场效晶体管500可为p型鳍式场效晶体管。

一些实施例中,在基底200上形成鳍片结构204。鳍片结构204可由与半导体基底相同或不同的材料制成。举例而言,鳍片结构204可由硅制成,但不限于此。根据一些实施例,如图2b所示,鳍片结构204是设置为彼此相邻,且彼此之间设有间距p1。一些实施例中,鳍片结构204的间距p1在约10nm至约60nm的范围内。举例而言,鳍片结构204的间距p1可在约10nm至约40nm的范围内。此外,鳍片结构204在晶圆的不同区域可具有不同的间距(例如针对逻辑的鳍式场效晶体管使用一个鳍片间距,而对于静态随机存取存储器(staticrandomaccessmemory,sram)则使用其他的鳍片间距)。鳍片结构204在同一芯片上也可具有不同的配置或安排。举例而言,鳍片结构204可为单鳍片结构的大型阵列的一部分或岛状的双鳍片结构的一部分。一些实施例中,岛状的双鳍片结构具有两个自基底相同的突出部延伸出来的两个鳍片,而单鳍片结构具有自基底的主要部分直接延伸出来的鳍片。在其他实施例中,在岛状的双鳍片结构中,自基底内相同的突出部延伸出来的鳍片数量可多于两个。如本发明所属技术领域中技术人员可理解的,这些鳍片结构204的配置和安排仅为范例,而非用以限制本发明的实施例。

一些实施例中,通过对基底200实施图案化工艺以形成鳍片结构204。鳍片结构204可由通过图案化工艺形成于基底200内的沟槽(未示出)所环绕。隔离区206(例如浅沟槽隔离(shallowtrenchisolation,sti)结构)可形成于沟槽的底面210上。鳍片结构204的下部可由隔离区206所环绕,且鳍片结构204的上部自每一个隔离区206的顶面208突出。

根据一些实施例,如图2a所示,在形成隔离区206之后,在每一个鳍片结构204的顶面205上形成虚设栅极结构215。此外,在虚设栅极结构215上形成硬遮罩层(未示出)。一些实施例中,虚设栅极结构215覆盖形成的鳍式场效晶体管(例如鳍式场效晶体管500)中在每一个鳍片结构204上的个别的通道区。一些实施例中,虚设栅极结构215覆盖鳍片结构204的侧壁和顶面205,且延伸至鳍片结构204外的隔离区206和基底200上。一些实施例中,虚设栅极结构215包含栅极介电质(未示出)和形成于栅极介电质上的栅极电极(未示出)。

随后,根据一些实施例,如图2a所示,在虚设栅极结构215的相对侧壁上和鳍片结构204上形成栅极间隙物218。栅极间隙物218可包含单层结构或多层结构。栅极间隙物218可由低介电常数(low-k)的材料(例如介电常数小于5)制成,如氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳化硅、碳氮化硅、其他合适的材料或前述的组合。一些实施例中,栅极间隙物218通过沉积工艺及继续的蚀刻工艺以形成。沉积工艺可包含化学气相沉积(chemicalvapordeposition,cvd)工艺、物理气相沉积(physicalvapordeposition,pvd)工艺、旋转涂布工艺、其他合适的工艺或前述的组合。蚀刻工艺可包含干蚀刻工艺。

根据一些实施例,如图2a和图2b所示,在形成栅极间隙物218之后,选择性地凹陷与栅极间隙物218相邻的位置的鳍片结构204,并在每一个鳍片结构204内且相邻于相应的虚设栅极结构215的凹陷内形成第一外延层220-1和第二外延层220-2。第一外延层220-1和第二外延层220-2可为源/漏极结构的部分。举例而言,第一外延层220-1和第二外延层220-2可为硅锗(sige)外延层。一些实施例中,第一外延层220-1是形成于每一个鳍片结构204的顶面205和一部分的侧表面上且与其接触。此外,第一外延层220-1与每一个鳍片结构204在凹陷内接触。再者,第二外延层220-2可设置为上覆于且接触第一外延层220-1。

一些实施例中,使用合适的方法以成长第一外延层220-1和第二外延层220-2,例如金属有机化学气相沉积(metal-organicchemicalvapordeposition,mocvd)、分子束外延(molecularbeamepitaxy,mbe)、液相外延(liquidphaseepitaxy,lpe)、气相外延(vaporphaseepitaxy,vpe)、选择性外延成长(selectiveepitaxialgrowth,seg)、相似的方法或前述的组合。外延成长工艺可在高基底温度下实施(例如在约450℃至约740℃的范围内)。外延成长工艺可在工艺压力在约1托(torr)至约100托(torr)的范围内实施。外延成长工艺可使用包含硅烷(sih4)、二硅烷(si2h6)、锗烷(geh4)、二硼烷(b2h6)和氢氯酸(hcl)的反应气体。此外,反应气体可包含氢气(h2)、氮气(n2)或氩气(ar)。

一些实施例中,第一外延层220-1中锗(ge)的原子百分比在约0%至约40%的范围内,且硼(b)的掺质浓度在约5x1019原子/cm3至约1x1021原子/cm3的范围内。一些实施例中,第一外延层220-1的厚度在大于0nm至约60nm的范围内,例如为10nm至20nm。举例而言,第一外延层220-1的底部的厚度在大于0nm至约60nm的范围内,且第一外延层220-1的侧部厚度在大于0nm至约15nm的范围内。一些实施例中,第二外延层220-2中锗(ge)的原子百分比可在约20%至约80%的范围内,且硼(b)的掺质浓度在约1x1020原子/cm3至约3x1021原子/cm3的范围内。一些实施例中,第二外延层220-2的厚度在大于0nm至约60nm的范围内,例如为30nm至60nm。如本发明所属技术领域中技术人员可理解的,前述的范围并非用以限制本发明的实施例。

根据一些实施例,如图2a和图2b所示,第一外延层220-1和上覆于第一外延层220-1的第二外延层220-2可在每一个鳍片结构204内共同形成“钻石形”的源/漏极结构220a。源/漏极结构220a在沿着(110)面的方向上可具有宽度w1,且在沿着(100)面的方向上可具有高度h1。举例而言,宽度w1可在约35nm至约45nm的范围内,例如约40nm。举例而言,高度h1可在约55nm至约65nm的范围内,例如约60nm。然而,由于这些尺寸和形状与鳍式场效晶体管的效能有关,且可视鳍式场效晶体管的电性而做调整,前述的尺寸和形状仅为范例,并非用以限制本发明的实施例。此外,每一个“钻石形”的源/漏极结构220a的一对侧表面320之间具有角度380。一些实施例中,角度380在约45度至约65度的范围内。应注意的是,每一个“钻石形”的源/漏极结构220a的一对侧表面320是位于相应的鳍片结构204的同一侧。

在一些静态随机存取存储器(sram)的鳍式场效晶体管的实施例中,若鳍片结构204的间距p1太小(例如小于60nm),源/漏极结构220a在外延层的成长工艺的后期有物理性(及电性)接触的风险,此不预期的状况将导致相邻的鳍式场效晶体管之间形成电性短路。为了克服此不预期的状况,可实施选择性蚀刻工艺(例如以下将详细说明的选择性蚀刻工艺360)以缩小每一个源/漏极结构220a的宽度w1。然而,一些其他的实施例中,可不实施上述的蚀刻工艺,使得源/漏极结构220a合并在一起。在又一实施例中,若鳍片结构204的间距p1足够大,则无需实施上述的蚀刻工艺。

随后,根据一些实施例,如图3a和图3b所示,对“钻石形”的源/漏极结构220a实施选择性蚀刻工艺360以缩小每一个源/漏极结构220a的宽度w1(图2b)。举例而言,可实施选择性蚀刻工艺360以蚀刻每一个源/漏极结构220a的一对侧表面320的一部分。一些实施例中,选择性蚀刻工艺360为侧向蚀刻工艺,且可为原位(in-situ)工艺。举例而言,选择性蚀刻工艺360可在不破坏真空的前提下,在相同的群集设备(clustertool)或外延成长反应室内实施。由于数个原因,原位工艺是有优势的。举例而言,原位工艺不会影响群集设备的流通量,不像需要破坏真空或需额外的设备的异位(ex-situ)工艺影响的流通量那么多。此外,原位工艺可确保与异位工艺相比更好的工艺和粒子控制。

一些实施例中,使用包含氢氯酸(hcl)、锗烷(geh4)和氯气(cl2)的蚀刻气体以实施选择性蚀刻工艺360。如本发明所属技术领域中技术人员可理解的,这些气体可混合导入或一次导入其中一种。再者,也可使用其他的气体组合。一些实施例中,hcl的气体流速可在约40至约1000单位时间标准毫升数(standard-statecubiccentimeterperminute,sccm)的范围内,geh4的气体流速可在约0sccm至约1000sccm的范围内,且cl2的气体流速可在约0sccm至约100sccm的范围内。一些实施例中,选择性蚀刻工艺360的工艺温度可在约450℃至约800℃的范围内。此外,选择性蚀刻工艺360的蚀刻时间可在约5秒至约1200秒的范围内。如本发明所属技术领域中技术人员可理解的,这些范围仅为范例,并非用以限制本发明的实施例。

一些实施例中,选择性蚀刻工艺360在沿着(110)面的方向(即平行于鳍片结构204的顶面205的方向)上具有高选择性。因此,沿着垂直于鳍片结构204的顶面205的方向上及沿着(100)面的方向上的蚀刻速率标称(nominally)上为0或几乎可忽略。举例而言,每一个源/漏极结构220a的蚀刻移除的高度可在约0nm至约5nm的范围内。如本发明所属技术领域中技术人员可理解的,可经由蚀刻工艺参数来调整侧向蚀刻选择性(沿着(110)面),例如蚀刻气体的气体流速和工艺温度。蚀刻速率和侧向选择性也可以取决于每一个源/漏极结构220a中第一外延层220-1和第二外延层220-2的硼和锗的原子百分比。可使用蚀刻气体的流速、工艺温度、锗的原子百分比和硼的掺质浓度中的任一者或全部的组合来调整最终蚀刻工艺并使侧向选择性最佳化。一些实施例中,较高的工艺温度、较高的锗原子百分比和较高的气体流速有利于沿着(110)面的侧向蚀刻选择性,(110)面的方向即鳍的宽度的方向(x方向)。

根据一些实施例,如图3a和图3b所示,在实施选择性蚀刻工艺360之后,每一个源/漏极结构220a在沿着(110)面的方向上具有宽度w2,且在(100)面的方向上具有高度h2。举例而言,每一个源/漏极结构220a的宽度w2可窄于实施选择性蚀刻工艺360之前每一个源/漏极结构220a的宽度w1(图2b),且差值在约0nm至约20nm的范围内。另外,由于选择性蚀刻工艺360的侧向选择性,选择性蚀刻工艺360大抵上并未影响高度h2。举例而言,每一个源/漏极结构220a的高度h2可低于实施选择性蚀刻工艺360之前每一个源/漏极结构220a的高度h1,且差值在约0nm至约5nm的范围内。此外,在实施选择性蚀刻工艺360之后,每一个源/漏极结构220a的一对侧表面320之间的角度382可在约55度至约180度的范围内。

随后,根据一些实施例,如图4a和图4b所示,在每一个源/漏极结构220a的第二外延层220-2(图3a和图3b)上成长覆盖外延层220-3。覆盖外延层220-3可包含锗原子百分比和硼掺质浓度与第一外延层220-1相似的硅锗外延层。一些实施例中,覆盖外延层220-3的锗原子百分比在约0%至约40%的范围内,且硼掺质浓度在约5x1019原子/cm3至约1x1021原子/cm3的范围内。一些实施例中,覆盖外延层220-3的厚度在大于0nm至约15nm的范围内。覆盖外延层220-3的工艺可相似或相同于第一外延层220-1和第二外延层220-2的工艺,细节在此便不重复。

根据一些实施例,如图4a和图4b所示,在每一个源/漏极结构220a的第二外延层220-2上成长覆盖外延层220-3之后,即在相应的鳍片结构204内形成与相应的虚设栅极结构215相邻的源/漏极结构220。每一个源/漏极结构220可具有“延伸”的钻石形状。明确而言,源/漏极结构220是沿着大抵上垂直于鳍片结构204的顶面205的方向上延伸。此外,每一个源/漏极结构220包含第一外延层220-1、第二外延层220-2和覆盖外延层220-3。在同一个源/漏极结构220中,覆盖外延层220-3的顶面223可作为此源/漏极结构220的顶面。再者,第一外延层220-1的底面225可作为源/漏极结构220的底面。因此,覆盖外延层220-3的顶面223和第一外延层220-1的底面225可共同作为每一个源/漏极结构220的边界。一些实施例中,第一外延层220-1位于边界的下部(即第一外延层220-1的底面225),且接触相应的鳍片结构204。覆盖外延层220-3可位于边界的上部(即覆盖外延层220-3的顶面223)。此外,第二外延层220-2可位于第一外延层220-1与覆盖外延层220-3之间。

举例而言,源/漏极结构220可为p型硅锗源/漏极结构。由于使用例如为硼的空穴施体(hole-donor)掺质的缘故,p型硅锗源/漏极结构可具有高浓度的空穴(多数载子)。一些实施例中,每一个源/漏极结构的锗百分比自源/漏极结构220的中心(例如第二外延层220-2所在的位置)往源/漏极结构220的边界(例如第一外延层220-1和覆盖外延层220-3所在的位置)降低。一些实施例中,每一个源/漏极结构220的硼掺质浓度自源/漏极结构220的中心往源/漏极结构220的边界降低。

一些实施例中,如图4b所示,每一个源/漏极结构220沿着(110)面具有宽度w3,且沿着(100)面具有高度h3。举例而言,每一个源/漏极结构220的宽度w3可大抵上相同于每一个源/漏极结构220的宽度w2(图3b)。举例而言,每一个源/漏极结构220的高度h3可高于源/漏极结构220的高度h2(图3b),且差值在约0nm至约10nm的范围内。在形成覆盖外延层220-3之后,每一个源/漏极结构220的一对侧表面320之间的角度384在约55度至约180度的范围内。此外,每一个源/漏极结构220的一对侧表面320是位于相应的鳍片结构204的同一侧。一些实施例中,每一个源/漏极结构220的高度h3大于鳍片结构204的间距p1。

一些实施例中,如图4b的沿着大抵上垂直于相邻的鳍片结构204的轴向(通道方向)的方向上所示,设置于相邻的鳍片结构204上的源/漏极结构220彼此隔开。由于选择性蚀刻工艺360的缘故,使得所产生的相邻的鳍片结构204的源/漏极结构220彼此间可优选的绝缘,且可避免电性短路。

一些实施例中,每一个鳍片结构204的顶面205位于每一个源/漏极结构220的顶面223与底面225之间。举例而言,每一个源/漏极结构220的顶面223位于每一个鳍片结构204的顶面205上,且两者相差距离d(抬升高度),距离d在约0nm至约15nm的范围内,例如为5nm至10nm。由于源/漏极结构220具有抬升高度(距离d),可降低源/漏极结构220的阻值。因此,每一个源/漏极结构220可作为一抬升的源/漏极结构。

根据一些实施例,如图5所示,在形成源/漏极结构220之后,通过薄膜沉积工艺在源/漏极结构220和栅极间隙物218上共形地(conformally)沉积接触蚀刻停止层(contactetchstoplayer,csel)221。一些实施例中,接触蚀刻停止层221的底面接触源/漏极结构220的顶面223。接触蚀刻停止层221可作为后续用以形成源/漏极接触孔(未示出)的蚀刻工艺的蚀刻停止层。一些实施例中,接触蚀刻停止层221可为单层或多层。接触蚀刻停止层221可由碳化硅(sic)、氮化硅(sixny)、碳氮化硅(sicn)、碳氧化硅(sioc)、氮碳氧化硅(siocn)、四乙氧基硅烷(tetraethoxysilane,teos)或其他合适的材料制成。一些实施例中,接触蚀刻停止层221具有双层结构,且包含形成在碳化硅层上的四乙氧基硅烷层。四乙氧基硅烷层相较于碳化硅层具有优选的抗湿性(moistureprevention)。此外,碳化硅层是作为粘着层以改善四乙氧基硅烷层与其下方的材料层之间的粘着性。一些实施例中,通过实施等离子体增强化学气相沉积(plasmaenhancedcvd)工艺、低压化学气相沉积(lowpressurecvd)工艺、原子层沉积(atomiclayerdeposition,ald)工艺或其他合适的工艺以形成接触蚀刻停止层221。

根据一些实施例,如图5所示,在形成接触蚀刻停止层221之后,在鳍片结构204、虚设栅极结构215(图4a)、栅极间隙物218和源/漏极结构220上形成介电层222(例如第一层间介电(inter-layerdielectric,ild)层)。一些实施例中,虚设栅极结构215(图4a)由介电层222所环绕。

一些实施例中,实施沉积工艺以在接触蚀刻停止层221、源/漏极结构220和虚设栅极结构215(图4a)上形成介电层222。随后,实施平坦化工艺使得接触蚀刻停止层221、介电层222、栅极间隙物218和虚设栅极结构215(图4a)的顶面在同一水平位置。

一些实施例中,介电层222由介电材料制成,例如氧化硅、磷硅酸盐玻璃(phosphosilicateglass,psg)、硼硅酸盐玻璃(borosilicateglass,bsg)、硼掺杂磷硅酸盐玻璃(boron-dopedphosphosilicateglass,bpsg)、无掺杂硅玻璃(undopedsilicateglass,usg)、碳掺杂硅玻璃(canbon-dopedsilicateglass)、氮化硅或氮氧化硅。一些实施例中,介电层222由极低介电常数(extremelow-k,elk)的介电材料(介电常数小于约2.5)制成。当几何尺寸随着技术结点进化至30nm以下,极低介电常数(elk)的介电材料用以减缓装置的电阻电容(resistancecapacitance,rc,即时间常数)延迟。一些实施例中,极低介电常数(elk)的介电材料包含掺杂碳的氧化硅、非晶氟化碳(amorphousfluorinatedcarbon)、聚对二甲苯(parylene)、双苯并环丁烯(bis-benzocyclobutenes,bcb)、聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene,ptfe)(特氟龙)或碳氧化硅聚合物(siliconoxycarbidepolymers,sioc)。一些实施例中,极低介电常数(elk)的介电材料包含多孔形式的既有的介电材料,例如氢倍半硅氧烷(hydrogensilsesquioxane,hsq)、多孔甲基倍半硅氧烷(porousmethylsilsesquioxane,msq)、多孔聚芳醚(porouspolyarylether,pae)、多孔silk(poroussilk)或多孔氧化硅(sio2)。一些实施例中,通过等离子体增强化学气相沉积(pecvd)工艺或旋转涂布工艺沉积极低介电常数(elk)的介电材料。

一些实施例中,介电层222的沉积工艺包含等离子体增强化学气相沉积(pecvd)工艺、低压化学气相沉积(lpcvd)工艺、原子层沉积(ald)工艺、流动式化学气相沉机(flowablecvd,fcvd)工艺、旋转涂布工艺或其他合适的工艺。一些实施例中,介电层222的平坦化工艺包含化学机械研磨(chemicalmechanicalpolishing,cmp)工艺、研磨工艺、蚀刻工艺、其他合适的工艺或前述的组合。

根据一些实施例,如图5所示,在形成介电层222之后,通过移除工艺、沉积工艺及后续的平坦化工艺形成栅极结构256,例如金属栅极结构,以取代虚设栅极结构215(图4a和图4b)。一些实施例中,每一个栅极结构256是由相应的栅极间隙物218所环绕,且每一个栅极结构256皆包含栅极介电层252和栅极介电层252上的栅极电极层254。源/漏极结构220可设置为相邻于栅极结构256。一些实施例中,栅极间隙物218是设置于栅极结构256的相对侧表面255上。

一些实施例中,每一个栅极介电层252包含单层或多层。一些实施例中,栅极介电层252由氧化硅、氮化硅、包含金属氧化物或铪(hf)、铝(al)、锆(zr)、镧(la)、镁(mg)、钡(ba)、钛(ti)、铅(pb)的硅化物的高介电常数(介电常数大于7)的介电材料或前述的组合制成。栅极介电层252的形成方法可包含分子束沉积(molecularbeamdeposition,mbd)、原子层沉积(ald)、等离子体增强化学气相沉积(pecvd)或相似的方法。

一些实施例中,栅极电极层254由含金属的材料制成,例如氮化钛(tin)、氮化钽(tan)、碳化钽(tac)、钴(co)、钌(ru)、铝(al)、前述的组合或前述的多层,且由沉积工艺形成,例如电镀、无电电镀(electrolessplating)或其他合适的方法。

一些实施例中,可在每一个栅极结构256内形成功函数层(未示出)。功函数层可包含n型功函数层或p型功函数层。p型功函数金属层可包含tin、tan、ru、mo、al、wn、zrsi2、mosi2、tasi2、nisi2、其他合适的p型功函数材料或前述的组合。n型功函数金属层可包含ti、ag、taal、taalc、tialn、tac、tacn、tasin、mn、zr、其他合适的n型功函数材料或前述的组合。一些实施例中,如图1所示,每一个栅极结构256中的功函数层可包含p型功函数层。

随后,根据一些实施例,如图5所示,在介电层222和栅极结构256上形成介电层226(例如第二层间介电(ild)层)。举例而言,介电层226可为通过流动式化学气相沉积方法形成的可流动的膜。一些实施例中,介电层226由介电材料形成,例如磷硅酸盐玻璃(psg)、硼硅酸盐玻璃(bsg)、硼掺杂磷硅酸盐玻璃(bpsg)、无掺杂硅玻璃(usg)或其相似的方法,且可通过任何合适的方法进行沉积,例如化学气相沉积(cvd)或等离子体增强化学气相沉积(pecvd)。

根据一些实施例,如图6所示,在形成介电层226之后,通过图案化工艺在介电层222和226内形成开口232。可实施图案化工艺以移除介电层222和226的一部分、接触蚀刻停止层221的一部分和源/漏极结构220的一部分,以形成开口232并停止于源/漏极结构220上。因此,形成穿过介电层222和226以及接触蚀刻停止层221以暴露出源/漏极结构220的开口232a和232b。一些实施例中,源/漏极结构220在开口232中的上表面235是位于鳍片结构204的顶面205上。举例而言,源/漏极结构220的上表面235可设置于源/漏极结构220的覆盖外延层220-3或第二外延层220-2内。

一些实施例中,开口232的图案化工艺包含光刻工艺以及继续的蚀刻工艺。光刻工艺可在介电层226的顶面228上形成光刻胶图案(未示出)。光刻工艺可包含光刻胶涂布(例如旋转涂布)、软烤、遮罩对准、曝光、曝光后烘烤、对光刻胶显影、清洗和烘干(例如硬烤)。一些实施例中,蚀刻工艺为干蚀刻工艺。此外,蚀刻工艺中使用的蚀刻气体可包含含氟(f)气体。在形成开口232之后,可移除光刻胶图案。

随后,根据一些实施例,如图6所示,在开口232的侧表面233沉积内衬的阻挡层234。在介电层222和226以及源/漏极结构220上共形地形成阻挡层234。一些实施例中,阻挡层234和栅极间隙物218是由相同的材料制成。阻挡层234和接触蚀刻停止层221可由相同的材料制成。举例而言,阻挡层234可由低介电常数(low-k)的介电材料(例如介电常数小于5)制成,例如氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳化硅(sic)、碳氮化硅(sicn)、碳氧化硅(sioc)、氮碳氧化硅(siocn)、四乙氧基硅烷(teos)、其他合适的材料或前述的组合。一些实施例中,栅极间隙物218由沉积工艺及继续的蚀刻工艺形成。沉积工艺可包含化学气相沉积(cvd)工艺、原子层沉积(ald)工艺、其他合适的工艺或前述的组合。

随后,根据一些实施例,如图7所示,移除开口232内一部分的阻挡层234(图6)以形成阻挡层236。阻挡层236可在产生的鳍式场效晶体管的源/漏极结构220与栅极结构256之间提供额外的绝缘。一些实施例中,形成内衬于开口232的侧表面233的阻挡层236,并通过蚀刻工艺362暴露出源/漏极结构220。此外,实施蚀刻工艺362以移除在介电层226的顶面228上的一部分的阻挡层234。再者,实施蚀刻工艺362以自源/漏极结构220的上表面235(图6)移除开口232内一部分的源/漏极结构220。在实施蚀刻工艺362之后,暴露出开口232中的源/漏极结构220。一些实施例中,开口232的底面高于第二外延层220-2的顶面。

一些实施例中,开口232中源/漏极结构220的上表面237位于鳍片结构204的顶面205上。此外,源/漏极结构220的上表面237的位置(图7)在源/漏极结构220的上表面235(图6)的位置下方。举例而言,源/漏极结构220的上表面237可设置在源/漏极结构220的覆盖外延层220-3或第二外延层220-2内。

一些实施例中,每一个阻挡层236的底面238位于鳍片结构204的顶面205与每一个源/漏极结构220的顶面223(图5)之间。此外,每一个阻挡层236的底面238可设置于每一个栅极结构256的顶面364与每一个栅极结构256的底面366之间(每一个栅极结构256的底面366皆水平于每一个鳍片结构204的顶面205)。每一个阻挡层236的底面238接触相应的源/漏极结构220。

随后,根据一些实施例,如图8所示,通过硅化工艺在开口232内的源/漏极结构220上形成源/漏极硅化物层240。举例而言,可在一部分的覆盖外延层220-3内形成源/漏极硅化物层240。举例而言,可在源/漏极结构220的一部分的第二外延层220-2内形成源/漏极硅化物层240。一些实施例中,硅化工艺包含实施一是列的金属材料沉积工艺和退火工艺。一些实施例中,硅化工艺的沉积工艺包含物理气相沉积(pvd)工艺、原子层沉积(ald)工艺或其他合适的工艺。一些实施例中,硅化工艺的退火工艺在约300℃至约800℃的温度范围内实施。在退火工艺之后,移除未反应的金属材料。

一些实施例中,源/漏极硅化物层240由一或多个钴硅化物(例如cosi、cosi2、co2si、co3si,合称为“钴硅化物”)、钛硅化物(例如ti5si3、tisi、tisi2、tisi3、ti6si4,合称为“钛硅化物”)、镍硅化物(例如ni3si、ni31si12、ni2si、ni3si2、nisi、nisi2,合称为“镍硅化物”)、铜硅化物(例如cu17si3、cu56si11、cu5si、cu33si7、cu4si、cu19si6、cu3si、cu87si13,合称为“铜硅化物”)、钨硅化物(例如w5si3、wsi2,合称为“钨硅化物”),以及钼硅化物(例如mo3si、mo5si3、mosi2,合称为“钼硅化物”)。

随后,根据一些实施例,如图9所示,形成覆盖开口232(图8)的侧表面233的粘着层242。形成粘着层242覆盖开口232(图8)内的源/漏极结构220。此外,形成填入开口232(图8)内的接触结构244。接触结构244穿过介电层222和226。

根据一些实施例,如图9所示,可在源/漏极硅化物层240上共形地形成内衬于每一个开口232的底部和侧表面233的粘着层242。阻挡层236可设置为围绕相应的粘着层242的侧表面241。此外,粘着层242的底面243分别由阻挡层236暴露出来。一些实施例中,阻挡层236的底面高于粘着层242的底面243。

一些实施例中,在源/漏极结构220上形成接触结构244。一些实施例中,接触结构244穿过介电层222和226。接触结构244的顶面247可水平于介电层226的顶面228。举例而言,接触结构244可由介电层222和226所环绕。此外,接触结构244可由粘着层242环绕。一些实施例中,接触结构244的底面249和侧表面251由相应的粘着层242所覆盖。再者,接触结构244可经由粘着层242和源/漏极硅化物层240与源/漏极结构220电性连接。根据一些实施例,如图9所示,接触结构244可作为源/漏极接触结构。

一些实施例中,通过沉积工艺和继续的平坦化工艺(例如化学机械研磨(cmp))以形成粘着层242和接触结构244。粘着层242可包含导电材料,例如ti、tin、ta、tan或其相似物,且可通过化学气相沉积(cvd)工艺形成,例如等离子体增强化学气相沉积(pecvd)。然而,也可使用其他替代的工艺,例如溅镀或金属有机化学气相沉积(mocvd)、物理气相沉积(pvd)、原子层沉积(ald)。接触结构244可由导电材料制成,例如铜(cu)、铝(al)、钨(w)、钛(ti)、氮化钛(tin)、钽(ta)、氮化钽(tan)或其他合适的材料,且可通过任何合适的沉积方法以形成,例如物理气相沉积(pvd)、化学气相沉积(cvd)、原子层沉积(ald)、电镀(如电镀)。应注意的是,粘着层242是用以提高接触结构244与下方材料层之间的粘性。

根据一些实施例,如图9所示,在介电层222(或226)与粘着层242之间设置阻挡层236。一部分的阻挡层236、一部分的粘着层242和一部分的接触结构244可嵌入源/漏极结构220内。一些实施例中,阻挡层236的底面238位于鳍片结构204的顶面205与相应的源/漏极结构220的顶面223之间。此外,阻挡层236的底面238可设置于源/漏极结构220的顶面233与粘着层242的底面243之间。

在实施前述的工艺之后,在相应的鳍片结构204上形成鳍式场效晶体管500。再者,根据一些实施例,如图9所示,形成包含鳍式场效晶体管500a(例如p型鳍式场效晶体管)的半导体结构600。

应注意的是,如图9所示,源/漏极结构220在鳍片结构204的顶面205与源/漏极结构220的顶面223之间具有抬升高度(距离d),栅极介电层252在沿着大抵上垂直于基底200的顶面的方向上具有厚度t,且抬升高度d与栅极介电层252的厚度t之间的比值在约1至约20的范围内。当抬升高度d与厚度t之间的比值太大时(例如大于20),源/漏极结构220可能太厚,使得工艺成本提高。当抬升高度d与厚度t之间的比值太小时(例如小于1),源/漏极结构220至鳍式场效晶体管的通道区的电流路径将受到阻挡层236的阻挡,导致电流拥挤问题的产生。

此外,接触蚀刻停止层221的底面接触源/漏极结构220的顶面223(即源/漏极结构220的最顶面),且接触蚀刻停止层221的底面高于栅极介电层252与栅极电极层254之间的界面253。

一些实施例中,半导体结构600包含源/漏极结构220和阻挡层236。此外,源/漏极结构220的侧表面320可通过选择性蚀刻工艺360进行“修整(trim)”,以降低源/漏极结构220的宽度(沿着(110)面的方向)。“修整”的源/漏极结构220可在不限制鳍式场效晶体管的效能的情况下,降低或防止电性短路的发生。一些实施例中,为了补偿源/漏极结构220缩小的宽度,源/漏极结构220可具有增加的抬升高度以提高每一个源/漏极结构220的整体体积,可更加地减少源/漏极结构220的阻值。

一些实施例中,可形成内衬于接触孔的侧表面233的半导体结构600的阻挡层236以改善鳍式场效晶体管500的截止状态电流(off-statecurrent,ioff,即漏电流)。阻挡层236的底面238高于鳍片结构204的顶面205。由于源/漏极结构220具有足够的抬升高度(例如距离d)以在接触孔的蚀刻工艺中防止鳍片结构204的流失,源/漏极结构220至鳍式场效晶体管的通道区的电流路径可不受阻挡层236的阻挡。因此,可避免电流拥挤的问题。

如前所述,半导体结构600包含源/漏极结构220和阻挡层236。源/漏极结构220位于鳍片结构204内且相邻于栅极结构256。源/漏极结构220包含接触鳍片结构204的顶面205的第一外延层220-1,以及在第一外延层220-1上的第二外延层220-2。阻挡层236是设置为围绕粘着层242的侧表面241。源/漏极结构220具有足够的抬升高度(例如距离d)以在阻挡层236和继续的接触结构244的蚀刻工艺中防止鳍片结构204的流失。因此,阻挡层236的底面238位于鳍片结构204的顶面205与源/漏极结构220的顶面233之间。源/漏极结构220至鳍式场效晶体管的通道区的电流路径可不受阻挡层236的阻挡。因此,可避免电流拥挤的问题。

本发明的一些实施例中提供半导体结构及其形成方法。半导体结构包含栅极结构、第一源/漏极结构、接触结构、粘着层和阻挡层。第一源/漏极结构包含接触第一鳍片结构的顶面的第一外延层,以及在第一外延层上的第二外延层。粘着层是设置为覆盖接触结构的底面和侧表面。阻挡层是设置为围绕粘着层的侧表面。阻挡层的底面位于第一鳍片结构的顶面与第一源/漏极结构的顶面之间,可更加地降低源/漏极结构的阻值。阻挡层可改善鳍式场效晶体管的截止状态电流(ioff,即漏电流)。源/漏极结构至鳍式场效晶体管的通道区的电流路径可不受阻挡层的阻挡。因此,可避免电流拥挤的问题。

本发明的一些实施例中提供半导体结构。半导体结构包含栅极结构、第一源/漏极结构和接触结构。栅极结构包含栅极介电层设置于第一鳍片结构上。栅极介电层在沿着大抵上垂直于第一鳍片结构的顶面的方向上具有厚度。第一源/漏极结构设置于第一鳍片结构内且相邻于栅极结构。第一源/漏极结构包含第一外延层接触第一鳍片结构的顶面,以及第二外延层设置于第一外延层上且延伸至栅极介电层的底面上。第一鳍片结构的顶面在第一源/漏极结构的顶面与底面之间。第一源/漏极结构在第一鳍片结构的顶面与第一源/漏极结构的顶面之间具有抬升高度,且抬升高度与栅极介电层的厚度的比值在约1至约20的范围内。

在一实施例中,半导体结构还包含粘着层覆盖接触结构的底面和侧表面,以及阻挡层围绕粘着层的侧表面,其中阻挡层的底面在第一鳍片结构的顶面与第一源/漏极结构的顶面之间。

在一实施例中,半导体结构还包含栅极间隙物设置在栅极结构的侧壁上,接触蚀刻停止层设置于第一源/漏极结构和栅极间隙物上,以及介电层在接触蚀刻停止层与阻挡层之间且环绕接触结构,其中阻挡层和栅极间隙物由相同的材料制成。

在一实施例中,其中阻挡层的底面在第一源/漏极结构的顶面与粘着层的底面之间。

在一实施例中,半导体结构还包含第二鳍片结构相邻于第一鳍片结构,以及第二源/漏极结构在第二鳍片结构内,其中第一源/漏极结构和第二源/漏极结构是沿着大抵上垂直于第一鳍片结构和第二鳍片结构的轴向的方向上设置,且其中第一源/漏极结构与相邻于第一鳍片结构的第二鳍片结构内的第二源/漏极结构隔开。

在一实施例中,其中第一源/漏极结构的一对侧表面形成的角度在约55度至约180度的范围内,且其中第一源/漏极结构的一对侧表面是位于第一鳍片结构的同一侧。

在一实施例中,其中第一外延层包含硅锗外延层,前述的硅锗外延层的锗原子百分比在约0%至约40%的范围内,硼的掺质浓度在约5x1019原子/cm3至约1x1021原子/cm3的范围内,且厚度的范围在大于0nm至约60nm的范围内。

在一实施例中,其中第二外延层包含硅锗外延层,前述的硅锗外延层的锗原子百分比在约20%至约80%的范围内,硼的掺质浓度在约1x1020原子/cm3至约3x1021原子/cm3的范围内,且厚度的范围在大于0nm至约60nm的范围内。

在一实施例中,其中第一源/漏极结构还包含设置于第二外延层上的覆盖外延层,其中覆盖外延层包含硅锗外延层,前述的硅锗外延层的锗原子百分比在约0%至约40%的范围内,硼的掺质浓度在约5x1019原子/cm3至约1x1021原子/cm3的范围内,且厚度的范围在大于0nm至约15nm的范围内。

本发明的一些实施例中提供半导体结构的形成方法。方法包含在第一鳍片结构上形成栅极结构,以及在第一鳍片结构内形成相邻于栅极结构的源/漏极结构。形成源/漏极结构包含在第一鳍片结构上形成第一外延层,以及在第一外延层上形成第二外延层。方法也包含在栅极结构和源/漏极结构上形成介电层,以及移除一部分的介电层和一部分的源/漏极结构以形成开口。此外,方法包含在开口内形成硅化物层。硅化物层的底面在第二外延层的顶面与第一鳍片结构的顶面之间。方法也包含在第二外延层和硅化物层上形成阻挡层,以及形成接触结构填入开口,其中接触结构的侧壁表面由阻挡层所环绕。

在一实施例中,还包含在第二外延层上成长覆盖外延层,其中每一个源/漏极结构的硼掺质浓度自每一个源/漏极结构的中心往源/漏极结构的边界降低。

在一实施例中,还包含形成相邻于第一鳍片结构的第二鳍片结构,其中第一鳍片结构和第二鳍片结构设置为之间具有间距,且其中源/漏极结构的顶面与底面之间的高度大于前述的间距。

在一实施例中,其中鳍片结构之间的间距在约10nm至约60nm的范围内。

在一实施例中,还包含在第一鳍片结构上以及栅极结构与介电层之间形成栅极间隙物,以及在源/漏极结构和栅极间隙物上形成接触蚀刻停止层,其中接触蚀刻停止层的底面接触源/漏极结构的最顶面。

在一实施例中,其中在形成硅化物层之前,开口的底面高于第二外延层的顶面。

在一实施例中,还包含在阻挡层与接触结构之间形成粘着层,其中阻挡层的底面高于粘着层的底面。

本发明的一些实施例中提供半导体结构的形成方法。方法包含在鳍片结构上形成栅极结构。方法包含在鳍片结构内形成相邻于栅极结构的源/漏极结构,其中源/漏极结构在沿着(110)面的方向上具有宽度。方法还包含选择性地蚀刻源/漏极结构以缩小源/漏极结构的宽度。方法还包含在栅极结构和源/漏极结构上形成介电层。方法还包含移除一部分的介电层和一部分的源/漏极结构以形成开口。源/漏极结构在开口内的第一表面在鳍片结构的顶面上。方法还包含沉积阻挡层内衬于开口的侧表面且在源/漏极结构的第一表面上,移除开口内的一部分的阻挡层,以及在介电层的开口内填入接触结构。接触结构的侧壁表面由阻挡层所环绕。

在一实施例中,形成源/漏极结构包含在第一鳍片结构上成长第一外延层,以及在第一外延层上成长第二外延层。

在一实施例中,还包含在形成介电层之前,在源/漏极结构上成长覆盖外延层。

在一实施例中,其中选择性蚀刻工艺的蚀刻气体包含氢氯酸(hcl)、锗烷(geh4)、氯气(cl2),且其中氢氯酸的流速在约40至约1000sccm的范围内,锗烷的流速在约0至约1000sccm的范围内,且氯气的流速在约0至约100sccm的范围内。

以上概述数个实施例或范例的特征,以便在本发明所属技术领域中技术人员可以更理解本发明实施例的观点。在本发明所属技术领域中技术人员应该理解,他们能以本发明实施例为基础,设计或修改其他工艺和结构,以达到与在此介绍的实施例或范例相同的目的及/或优势。在本发明所属技术领域中技术人员也应该理解到,此类等效的结构并无悖离本发明实施例的构思与范围,且他们能在不违背本发明实施例的构思和范围之下,做各式各样的改变、取代和替换。

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