[发明专利]使用用于源极/漏极限域的间隔物的半导体器件的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及电子器件，并且更具体地涉及制造半导体器件的方法。

背景技术

半导体器件技术持续演进，提供更高的芯片密度和工作频率。鳍式场效应晶体管(FinFET)是当前用于帮助提高期望器件缩小、同时保持适当功耗预算的一种晶体管技术。

该鳍式场效应晶体管(FinFET)是形成在材料鳍内的晶体管。鳍是具有相对窄的宽度、相对高的高度的结构，其从衬底的顶表面突出。特意将鳍宽度保持为小以限制短沟道效应。在许多FinFET中，鳍帽定位在鳍的顶部上并且沿着鳍长度延伸。鳍帽具有等于鳍宽度的鳍帽宽度和小于鳍高度的鳍帽高度。

在常规FinFET中，栅极导体定位在衬底的顶表面上和鳍的一部分之上。栅极导体与衬底的顶部并行并且与鳍长度垂直地延伸，从而栅极导体与鳍的一部分交叉。绝缘体(例如栅极氧化物)将栅极导体与鳍和鳍帽隔开。此外，定位在栅极导体下方的鳍的区域包括半导体沟道区域。FinFET结构可以包括多个鳍和鳍帽，在这种情况下栅极导体将环绕并填充这些鳍之间的空间。

在FinFET形成期间，形成源极和漏极凹陷(recess)，并且源极和漏极凹陷通常需要附加的清洗以在源极和漏极区域处的鳍上方具有外延再生长。由该外延再生长形成的一些外延结受到应力。在制造期间，当使用多个鳍并且外延结受到应力时难以制作均匀的鳍凹陷尺寸。而且，在制造期间，在间隔物形成之后并且在原位掺杂外延期间，鳍剖面经常圆化并且鳍表面受到侵蚀性反应离子刻蚀 (RIE)的损坏。这些因素会不利地影响晶体管的功能性。

发明内容

一种制作半导体器件的方法，包括：在第一半导体材料层上形成用于至少一个栅极堆叠的第一间隔物。该方法进一步包括：在第一半导体层中并且与至少一个栅极相邻地形成用于源极区域和漏极区域中的每一个的相应第二间隔物，其中每个第二间隔物包括成对的相对侧壁和与之耦合的端壁。该方法进一步包括：在第一间隔物和第二间隔物提供限域(confinement)的同时，利用第二半导体材料填充源极区域和漏极区域。

该方法可以包括在填充之前刻蚀与至少一个栅极堆叠相邻的源极和漏极凹陷。可以例如在同一处理腔室中执行刻蚀和填充。在另一示例中，该方法可以包括：使源极凹陷和漏极凹陷成形以具有与至少一个栅极堆叠相邻的倾斜延伸。第一间隔物和第二间隔物可以包括氮化物，例如SiN。

第一半导体材料和第二半导体材料可以由不同的半导体材料形成，使得应力传递到至少一个栅极堆叠下方的沟道区域。第一半导体材料可以包括硅，并且第二半导体材料可以包括硅和锗。第一半导体层包括绝缘体上硅(SOI)晶片。该方法可以进一步包括：形成多个鳍，以及在这些鳍的外表面上并且与至少一个栅极堆叠相邻地形成第二间隔物。在示例中，刻蚀这些鳍以形成源极凹陷和漏极凹陷。

附图说明

本发明的其它特征和优势将从下面结合附图给出的本发明的详细描述中变得显而易见，在附图中：

图1是示出现有技术中与鳍相邻的嵌入式外延区域的现有技术FinFET结构的局部图。

图2和图3是示出本发明的嵌入式外延源极区域和漏极区域的 FinFET器件的局部图。

图4是示出现有技术中的示例性FinFET器件的鳍剖面的绘图。

图5是作为根据本发明非限域性示例的FinFET器件的半导体器件的透视图，并且示出了构图和刻蚀以形成硅鳍的第一处理步骤。

图6是类似于图5的另一透视图，并且示出了在每个半导体鳍的外表面上形成第一SiN间隔物和第二SiN间隔物的第二处理步骤，包括形成源极区域和漏极区域中的每一个。

图7是示出刻蚀硅鳍以在相应源极和漏极区域处形成源极凹陷和漏极凹陷的第三处理步骤的另一透视图。

图8是沿着图7的线8-8所取的截面图并且示出了刻蚀后的源极和漏极凹陷的剖面。

图9是由图8的虚线区域示出的倾斜延伸的截面图像并且示出了刻面(平面)剖面和相应的角度。

图10是类似于图8的另一截面图，但示出了旋转的衬底。

图11是示出第四处理步骤的另一透视图，其中源极和漏极凹陷填充有第二半导体材料并且在填充期间第一SiN间隔物和第二SiN间隔物提供限域。

图12是沿着图11的线12-12所取的截面图并且示出了在源极和漏极区域处的与至少一个栅极堆叠相邻的倾斜延伸。

图13是图示根据本发明非限域性示例的用于制造半导体器件的方法的流程图。

具体实施方式