晶体管器件、电子设备以及形成晶体管器件的方法技术

本发明专利技术涉及一种晶体管器件、电子设备以及形成晶体管器件的方法。公开了用于形成晶体管器件的技术，其相对于常规器件具有减小的寄生接触电阻。该技术例如可以使用标准接触部堆叠体来实现，所述标准接触部堆叠体例如为在硅或硅锗(SiGe)源极/漏极区上的一系列金属。根据一个示例性的此类实施例，在源极/漏极与接触部金属之间提供中间硼掺杂锗层，以显著减小接触电阻。根据本公开内容，多种晶体管结构和适合的制造工艺会是显而易见的，包括平面和非平面晶体管结构(例如，FinFET)，以及应变的和未应变的沟道结构。分级的缓冲部可以用于减小错配位错。这些技术尤其适合于实现p型器件，但如有需要也可以用于n型器件。

【技术实现步骤摘要】
本申请为分案申请，其原申请是于2013年6月21日(国际申请日为2011年9月30日)向中国专利局提交的专利申请，申请号为201180062116.2，专利技术名称为“晶体管器件、电子设备以及形成晶体管器件的方法”。相关申请本申请是2010年12月21日提交的美国申请No.12/975278的部分继续申请。
本专利技术涉及一种晶体管器件、电子设备以及形成晶体管器件的方法。
技术介绍
包括形成于半导体衬底上的晶体管、二极管、电阻器、电容器及其他无源和有源电子器件的电路器件的提高的性能，通常是在这些器件的设计、制造和操作过程中考虑的主要因素。例如，在金属氧化物半导体(MOS)晶体管半导体器件(例如在互补金属氧化物半导体(CMOS)中所使用的那些)的设计和制造或形成的过程中，常常希望使得与接触部相关的寄生电阻(或者称为外电阻Rext)最小化。减小的Rext能够由相等的晶体管设计实现较高的电流。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提供了一种晶体管器件，包括：具有沟道区的衬底；与所述沟道区相邻的源极区和漏极区；以及在所述源极区和所述漏极区的至少一部分上的硼掺杂锗层，该硼掺杂锗层具有超过90原子％的锗浓度和超过1E20cm-3的硼浓度。根据本专利技术的另一方面，提供了一种晶体管器件，包括：具有沟道区的衬底；在所述沟道区上方的栅极电极，其中，在所述栅极电极与所述沟道区之间提供了栅极电介质层，在所述栅极电极的侧面上提供了间隔体；与所述沟道区相邻的源极区和漏极区，所述源极区和所述漏极区中的每一个都包括尖端区，所述尖端区在所述栅极电介质层和/或对应的一个所述间隔体下方延伸；在所述源极区和所述漏极区的至少一部分上的硼掺杂锗层，所述硼掺杂锗层具有超过95原子％的锗浓度和超过2E20cm-3的硼浓度；以及在所述硼掺杂锗层上的第一金属-锗化物接触部和第二金属-锗化物接触部，所述第一金属-锗化物接触部和所述第二金属-锗化物接触部分别位于所述源极区和所述漏极区中的对应的一个之上；其中，所述器件是平面晶体管或FinFET晶体管中的一种。根据本专利技术的另一方面，提供了一种电子设备，包括：印刷电路板，其具有一个或多个集成电路，其中，所述一个或多个集成电路中的至少一个集成电路包括根据本专利技术所述的晶体管器件。根据本专利技术的另一方面，提供了一种用于形成晶体管器件的方法，包括：提供具有沟道区的衬底；在所述沟道区上方提供栅极电极，其中，在所述栅极电极与所述沟道区之间提供了栅极电介质层；以及与所述沟道区相邻地提供源极区和漏极区；在所述源极区和所述漏极区中的至少一部分上提供硼掺杂锗层，所述硼掺杂锗层具有超过90原子％的锗浓度和超过1E20cm-3的硼浓度；在所述硼掺杂锗层上且在所述源极区之上提供第一金属-锗化物接触部；以及在所述硼掺杂锗层上且在所述漏极区之上提供第二金属-锗化物接触部。附图说明图1A示出了根据本专利技术一个实施例的在源极/漏极层与接触部金属之间配置有硼掺杂锗层的MOS器件。图1B示出了根据本专利技术另一个实施例的在源极/漏极层与接触部金属之间配置有硼掺杂锗层的MOS器件。图1C示出了根据本专利技术另一个实施例的在源极/漏极层与接触部金属之间配置有硼掺杂锗层的MOS器件。图2是根据本专利技术实施例的用于形成具有低接触电阻的晶体管结构的方法。图3A到3I示出了根据本专利技术多个实施例的在实施图2的方法时形成的结构。图4是根据本专利技术另一个实施例的用于形成具有低接触电阻的晶体管结构的方法。图5A到5F示出了根据本专利技术多个实施例的在实施图4的方法时形成的结构。图6示出了根据本专利技术一个实施例配置的FinFET晶体管架构的透视图。图7示出了分批图(plotofasplitlot)，该分批图示出根据本专利技术实施例配置的晶体管结构和没有配置帽层的标准晶体管结构的接触电阻。图8示出了根据本专利技术的示例性实施例的实现有一个或多个晶体管结构的计算系统。可以理解，附图不一定按照比例绘制，或者旨在将所要求保护的专利技术局限于所示出的特定结构。例如，尽管一些图形总体上表示直线、直角和平滑表面，但考虑到所用的处理设备和技术的现实世界的限制，晶体管结构的实际实施方式可以具有不太完美的直线、直角，一些特征可以具有表面拓扑，或者是非平滑的。总之，提供附图仅用于示出示例性结构。具体实施方式公开了用于形成晶体管器件的技术，其相对于常规器件具有减小的寄生接触电阻。所述技术例如可以使用标准接触部堆叠体来实现，所述标准接触部堆叠体例如为在硅或硅锗(SiGe)源极/漏极区上的一系列金属。根据一个示例性的此类实施例，在源极/漏极与接触部金属之间提供中间硼掺杂锗层，以显著减小接触电阻。根据本公开内容，多种晶体管结构和适合的制造工艺会是显而易见的，包括平面和非平面晶体管结构(例如，FinFET)，以及应变的和未应变的沟道结构。所述技术尤其适合于实现p型器件，但如有需要也可以用于n型器件。概述如前解释的，可以通过减小器件电阻来实现晶体管中增大的驱动电流。接触电阻是器件的总电阻的一个分量。标准晶体管接触部堆叠体通常包括例如硅或SiGe源极/漏极层、硅化镍层、氮化钛粘附层、和钨接触部/焊盘。在这种结构中，接触电阻受到相对于金属中钉扎能级的硅或SiGe价带配准(alignment)的有效限制。通常，使用诸如镍的工业标准硅化物(或其他适合的硅化物，诸如钛、钴、或铂等)，这会导致约0.5eV的带失配。这样，根据本专利技术的一个示例性实施例，在源极/漏极与接触部金属之间提供中间硼掺杂锗层，以显著减小带失配值与接触电阻。在一个特定示例性实施例中，配置有中间硼掺杂锗层的接触部呈现了带失配值减小到小于0.2eV，以及接触电阻约3倍的对应减小(相对于类似配置的常规接触部堆叠体，但在源极/漏极区与接触部金属之间不具有中间硼掺杂锗层)。透射电子显微镜法(TEM)横截面或次级离子质谱法(SIMS)分布图(profile)可以用于示出遍及薄膜结构的垂直堆叠体的锗浓度，因为可以易于区分SiGe和硅的外延合金的分布图与锗浓度分布图。这样，根据本专利技术实施例配置的晶体管结构就较低的接触电阻而言提供了对传统结构的改进。一些此类实施例有效地将锗的优异接触特性与Si和SiGe的优异半导体晶体管特性相融合，以提供下一代的低电阻接触部。根据本公本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种晶体管器件，包括：具有沟道区的衬底；与所述沟道区相邻的源极区和漏极区；以及在所述源极区和所述漏极区的至少一部分上的硼掺杂锗层，所述硼掺杂锗层具有超过90原子％的锗浓度和超过1E20cm‑3的硼浓度。

【技术特征摘要】
2010.12.21 US 12/975,2781.一种晶体管器件，包括：
具有沟道区的衬底；
与所述沟道区相邻的源极区和漏极区；以及
在所述源极区和所述漏极区的至少一部分上的硼掺杂锗层，所述硼掺
杂锗层具有超过90原子％的锗浓度和超过1E20cm-3的硼浓度。
2.根据权利要求1所述的器件，其中，所述器件是平面晶体管或FinFET
晶体管中的一种。
3.根据权利要求1所述的器件，其中，所述器件包括PMOS晶体管。
4.根据权利要求1所述的器件，进一步包括以下的至少一个：
位于所述沟道区上方的栅极电极，其中，在所述栅极电极与所述沟道
区之间提供了栅极电介质层；
在所述硼掺杂锗层上的第一金属-锗化物接触部和第二金属-锗化物接
触部，所述第一金属-锗化物接触部和所述第二金属-锗化物接触部分别位于
所述源极区和所述漏极区中的对应的一个之上；以及
层间电介质。
5.根据权利要求1所述的器件，进一步包括以下的至少一个：
在所述衬底与所述源极区和所述漏极区之间的分级的缓冲部；以及
在所述源极区和所述漏极区中的至少一个与所述硼掺杂锗层之间的分
级的缓冲部。
6.根据权利要求5所述的器件，其中，在所述源极区和所述漏极区中
的至少一个与所述硼掺杂锗层之间的分级的缓冲部的锗浓度被分级为从与
所述源极区和所述漏极区相容的基准级别浓度到超过95原子％的高浓度。
7.根据权利要求6所述的器件，其中所述高浓度反映纯锗。
8.根据权利要求5所述的器件，其中，在所述源极区和所述漏极区中
的至少一个与所述硼掺杂锗层之间的分级的缓冲部的硼浓度被分级为从与
所述源极区和所述漏极区相容的基准级别浓度到超过1E20cm-3的高浓度。
9.根据权利要求1所述的器件，其中，所述硼掺杂锗层具有锗和硼中
的至少一个的分级的浓度。
10.根据权利要求9所述的器件，其中，所述硼掺杂锗层的锗浓度被
分级为从与所述衬底相容的基准级别浓度到超过90原子％的高浓度。
11.根据权利要求9所述的器件，其中，所述硼掺杂锗层的硼浓度被
分级为从与所述衬底相容的基准级别浓度到超过1E20cm-3的高浓度。
12.根据权利要求1所述的器件，其中，所述源极区和所述漏极区包
括硅或硅锗，并且所述器件进一步包括在所述源极区和所述漏极区与所述
硼掺杂锗层之间的缓冲部，所述缓冲部的锗浓度被分级为从与所述源极区
和所述漏极区相容的基准级别浓度到超过50原...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·A·格拉斯，A·S·默西，T·加尼，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：美国;US