80、490形成在鰭260的暴露部分264、265的側(cè)壁上。在一個實施例中，柵極間隔體460、470和鰭間隔體480、490由諸如但不限于氮化硅、二氧化硅或氮氧化硅的材料制成。
[0090]接下來，源極區(qū)域和漏極區(qū)域形成在襯底200上。在本發(fā)明的實施例中，圖8D中源極和漏極區(qū)域的制造由從鰭260的暴露部分264、265的側(cè)壁去除鰭間隔體480、490開始。鰭間隔體480、490由諸如但不限于干法蝕刻或濕法蝕刻的公知蝕刻技術(shù)去除。
[0091 ]在一個實施例中，使用各項異性濕法蝕刻來從鰭260的暴露部分264、265完全去除鰭間隔體480、490。與此同時，各項異性濕法蝕刻也去除柵極間隔體460、470的部分，從而暴露硬掩膜410側(cè)壁的部分。由于柵極間隔體460、470的高度和厚度大于鰭間隔體480、490的高度和厚度，所以各項異性濕法蝕刻去除鰭間隔體480、490比去除柵極間隔體460、470快。能夠控制各項異性濕法蝕刻，以便完全去除鰭間隔體480、490，但在柵極電極340上留下足夠厚度的柵極間隔體460、470，使得柵極電極340的側(cè)壁不被暴露。
[0092]接下來，在襯底200上執(zhí)行蝕刻，以使鰭260的暴露部分264、265凹陷。在本發(fā)明的實施例中，如圖8E中所示，蝕刻使用對鰭260基本上是選擇性的蝕刻劑化學試劑來使暴露部分264凹陷，以便在隔離區(qū)域710、720的頂表面下形成凹陷的源極界面266，并形成鰭側(cè)壁267。在柵極電極340的另一側(cè)上，使暴露部分264凹陷來形成凹陷的漏極界面268和鰭側(cè)壁269。在一個實施例中，凹陷的源極和漏極界面266、268在隔離區(qū)域710、720的頂表面下大約100至400埃處。
[0093]圖9示出了三柵極器件的截面圖，所述三柵極器件示出了從頂表面261延伸至凹陷的源極界面266的鰭側(cè)壁267以及從頂表面261延伸至凹陷的漏極界面268的鰭側(cè)壁269。在本發(fā)明的實施例中，鰭側(cè)壁267、269基本上與柵極間隔體460、470側(cè)壁461、471共面或齊平。在一個實施例中，鰭側(cè)壁267、269是襯底200的{110}晶面中的{110}面，而凹陷的源極和漏極界面266、268則是襯底200的{100}晶面中的{100}面。
[0094]在替代實施例中，使用各項異性蝕刻來形成凹陷到柵極間隔體460、470內(nèi)的鰭側(cè)壁267、269。圖8E’是三柵極器件的透視圖，所述三柵極器件示出了凹陷到柵極間隔體470內(nèi)的鰭側(cè)壁267。圖9’是示出凹陷在柵極間隔體460、470下方的鰭側(cè)壁267、269兩者的截面圖。在一個實施例中，使鰭側(cè)壁267、269從柵極間隔體側(cè)壁461、471凹陷直至大約25至200埃。
[0095]從圖8E繼續(xù)，隨后通過將襯底200交替地暴露于第一前驅(qū)物和第二前驅(qū)物，在凹陷的源極和漏極界面266、268中的每個上沉積外延區(qū)域。如圖8F、8G和8H中所示的外延區(qū)域的制造方法類似于圖5C、?和5E中所討論的制造方法。
[0096]從圖8F開始，整個襯底200暴露于第一前驅(qū)物，以便在凹陷的源極界面266和鰭側(cè)壁267上沉積外延膜511。與此同時，如圖10的截面圖中所示，外延膜512沉積在凹陷的漏極界面268和鰭側(cè)壁269上。凹陷的源極和漏極界面266、268以及鰭側(cè)壁267、269是允許在其上外延生長外延膜511、512的單晶表面。另一方面，硬掩膜410、柵極間隔體460、470以及隔離區(qū)域710、720是非晶表面，因而在其上形成非晶層513。如關(guān)于圖5C所討論的相同的第一前驅(qū)物和工藝條件在這里是可適用的，并且將不再討論。
[0097]接下來，在圖8G中，整個襯底200類似地暴露于第二前驅(qū)物，以從柵極間隔體460、470和隔離區(qū)域710、720去除非晶層513。此外，第二前驅(qū)物也去除任何形成在硬掩膜410上的非晶層513。圖11示出了去除非晶層513之后的三柵極器件的截面圖。如關(guān)于圖5D所討論的相同的第二前驅(qū)物和工藝條件在這里是可適用的，并且將不再討論。
[0098]圖8F-8G和圖10-11示出了在凹陷的源極和漏極界面266、268以及鰭側(cè)壁267、269上形成外延膜511、512的一次沉積-蝕刻循環(huán)。重復所述沉積-蝕刻循環(huán)，直到沉積了期望數(shù)量的外延膜。在一個實施例中，如圖12中所示，最終外延區(qū)域531、532包括五層外延膜。在本發(fā)明的實施例中，如先前在圖5E中所討論的，所沉積的外延區(qū)域531、532具有緩變的碳或磷濃度。例如，所沉積的外延區(qū)域531、532(如圖12中所示)最下方的外延膜具有大約0.5原子％的緩變的碳濃度，并且逐漸增大至最上方的外延膜的大約2原子％的期望水平?；蛘?，所沉積的外延區(qū)域531、532最下方的外延膜具有大約8E19cm—3的緩變的磷濃度，并且逐漸地增大至最上方的外延膜的大約2E21cm—3的期望水平。在一個實施例中，所沉積的外延區(qū)域531、532具有緩變的碳濃度(0.5-2原子％)和緩變的磷濃度(8E19-2E21Cm—3)的組合。
[0099]在鰭側(cè)壁267、269凹陷到柵極間隔體460、470內(nèi)的替代實施例中，更靠近三柵極器件的溝道區(qū)域形成外延區(qū)域531、531，從而在溝道區(qū)域上引發(fā)更高的應力量。
[0100]如圖8H和13中所示，在每次沉積-蝕刻循環(huán)期間，非晶層513的去除類似地導致形成在外延區(qū)域531、532與隔離區(qū)域710、720之間的空隙或空腔281、282。如圖81、14和15中所示，通過在外延區(qū)域531、532上選擇性地沉積帽層541、542來基本上回填空腔281、282。
[0101 ]在一個實施例中，通過將襯底200暴露于第三前驅(qū)物，在單次沉積工藝中在外延區(qū)域531、532上選擇性地沉積帽層541、542。如關(guān)于圖5F所討論的相同的第三前驅(qū)物和工藝條件在這里是可適用的。在外延區(qū)域531、532是具有摻雜有磷的硅和碳的晶體膜的情況下，第三前驅(qū)物使用相同的磷摻雜劑來形成帽層541、542。外延區(qū)域531、532的晶體表面允許在其上外延生長帽層541、542，結(jié)果，帽層541、542是含有摻雜有磷的硅的外延層。磷摻雜的硅帽層541、542提供了引發(fā)半導體鰭260的溝道區(qū)域上的拉伸應力(這增大了電子迀移率并改善了器件性能)的優(yōu)點。這完成了圖4中所示的半導體器件的制造。
[0102]因此，已經(jīng)描述了本發(fā)明的若干實施例。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員會認識到本發(fā)明不限于所描述的實施例，而是能夠在有以下所附的權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)的修改和變化的情況下實施。
【主權(quán)項】
1.一種形成半導體器件的方法，包括: 提供具有柵極電極的襯底以及形成在所述柵極電極的相對的側(cè)壁上的第一間隔體和第二間隔體； 蝕刻所述襯底，以形成凹陷的源極界面和凹陷的漏極界面，并且在所述第一間隔體的底表面與所述凹陷的源極界面之間形成源極外延-尖端空腔，在所述第二間隔體的底表面與所述凹陷的漏極界面之間形成漏極外延-尖端空腔； 通過將所述襯底暴露于包括蝕刻劑氣體的前驅(qū)物，而在所述凹陷的源極界面上選擇性地沉積第一外延層，并且在所述凹陷的漏極界面上選擇性地沉積第二外延層，其中所述第一外延層的沉積在所述源極外延-尖端空腔內(nèi)的部分形成源極外延-尖端區(qū)域，并且所述第二外延層的沉積在所述漏極外延-尖端空腔內(nèi)的部分形成漏極外延-尖端區(qū)域。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述前驅(qū)物包括: 包括娃燒的含有娃的化合物；以及 包括磷的摻雜劑。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述第一外延層和所述第二外延層都包括摻雜有磷的硅。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中蝕刻所述襯底，以形成凹陷的源極界面和凹陷的漏極界面包括: 執(zhí)行濕法蝕刻，以在所述凹陷的源極界面和所述凹陷的漏極界面處的所述襯底的{111}晶面中形成{111}面。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述濕法蝕刻在所述凹陷的源極界面和所述凹陷的漏極界面處的所述襯底的{010}晶面中形成{010}面。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述濕法蝕刻使用蝕刻劑化學試劑，所述蝕刻劑化學試劑選自由氫氧化鉀(KOH)、氫氧化鈉(NaOH)、基于氨的蝕刻劑或基于胺的蝕刻劑組成的組。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種具有摻雜的外延區(qū)域的半導體器件及其制造方法。本發(fā)明的實施例描述了半導體器件上的外延區(qū)域。在一個實施例中，通過循環(huán)的沉積-蝕刻工藝來在襯底上沉積所述外延區(qū)域。用外延帽層來回填在循環(huán)的沉積-蝕刻工藝期間在間隔體下方產(chǎn)生的空腔。所述外延區(qū)域和外延帽層改善了溝道區(qū)域的電子遷移率，減小了短溝道效應并降低了寄生電阻。
【IPC分類】H01L29/78, H01L29/66, H01L29/423
【公開號】CN105470287
【申請?zhí)枴緾N201510829787
【發(fā)明人】A·S·默西, D·B·奧貝蒂內(nèi), T·加尼, A·J·派特
【申請人】英特爾公司
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2010年11月29日
【公告號】CN102687253A, EP2517229A2, EP2517229A4, US8598003, US20110147828, US20140084369, WO2011084262A2, WO2011084262A3