鳍式场效应晶体管(FINFET)器件结构及其形成方法技术

本发明专利技术提供了鳍式场效应晶体管(FinFET)器件结构及其形成方法。FinFET器件结构包括衬底和从衬底延伸的鳍结构。FinFET器件结构也包括形成在鳍结构中的抗穿通注入(APT)区和形成在APT区上的阻挡层。阻挡层具有中间部分和外围部分，并且中间部分高于外围部分。FinFET器件结构还包括形成在阻挡层上的外延层。

Fin field effect transistor (FINFET) device structure and forming method thereof

The invention provides a fin field effect transistor (FinFET) device structure and a method for forming the same. A FinFET device structure includes a substrate and a fin structure extending from the substrate. The FinFET device structure also includes an anti penetration injection (APT) region formed in the fin structure and a barrier layer formed on the APT region. The barrier layer has an intermediate portion and a peripheral portion, and the middle portion is higher than the peripheral portion. The FinFET device structure also includes an epitaxial layer formed on the barrier layer.

【技术实现步骤摘要】
相关申请的交叉引用本申请涉及于2015年1月28日提交的标题为“Method of forming semiconductor structure with anti-punch through structure”的共同代决的共同转让的美国专利申请第14/607,780号(申请人代理卷号P20141119US00)，其全部内容结合于此作为参考。
本专利技术涉及鳍式场效应晶体管(FINFET)器件结构及其形成方法。
技术介绍
半导体器件用于各种电子应用中，诸如个人电脑、手机、数码相机和其他电子设备。通常通过在半导体衬底上方依次沉积绝缘或介电层、导电层、和半导体材料层并且使用光刻以图案化各个材料层以在其上形成电路部件和元件来制造半导体器件。通常在单个半导体晶圆上制造许多集成电路，和通过在集成电路之间沿着划线锯切来在晶圆上分割晶圆上的单个的管芯。例如，通常以多芯片模式或以其他类型的封装模式来单独地封装单个管芯。随着半导体产业已经步入纳米技术工艺节点以追求更高的器件密度、更高的性能和更低的成本，来自制造和设计问题的挑战已导致诸如鳍式场效应晶体管(FinFET)的三维设计的发展。用从衬底延伸的薄垂直“鳍”(或鳍结构)制造FinFET。FinFET的沟道形成在该垂直鳍中。在鳍上方提供栅极。FinFET的优势可以包括降低短沟道效应和提供更高的电流。虽然现有的FinFET器件和制造FinFET器件的方法通常已满足它们的预期目的，但是它们并非在所有方面都尽如人意。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的问题，根据本专利技术的一个方面，提供了一种鳍式场效应晶体管(FinFET)器件结构，包括：衬底；鳍结构，从所述衬底延伸；抗穿通注入(APT)区，形成在所述鳍结构中；阻挡层，形成在所述APT区上，其中，所述阻挡层具有中间部分和外围部分，并且所述中间部分高于所述外围部分；以及外延层，形成在所述阻挡层上。在上述鳍式场效应晶体管(FinFET)器件结构中，所述阻挡层具有凸形结构。在上述鳍式场效应晶体管(FinFET)器件结构中，所述阻挡层包括碳化硅(SiC)或碳化硅锗(SiGeC)。在上述鳍式场效应晶体管(FinFET)器件结构中，所述阻挡层是沿着(111)面外延生长的。在上述鳍式场效应晶体管(FinFET)器件结构中，还包括：隔离结构，形成在所述衬底上，其中，所述鳍结构嵌入在所述隔离结构中，并且所述APT区位于所述隔离结构的顶面下方。在上述鳍式场效应晶体管(FinFET)器件结构中，还包括：衬垫，形成在所述鳍结构的侧壁上。在上述鳍式场效应晶体管(FinFET)器件结构中，所述外延层包括硅锗(SiGe)、锗(Ge)或它们的组合。在上述鳍式场效应晶体管(FinFET)器件结构中，所述中间部分具有位于所述APT区的顶面上方的突起高度，并且所述突起高度在从约5nm至约10nm的范围内。根据本专利技术的另一方面，还提供了一种鳍式场效应晶体管(FinFET)器件结构，包括：衬底；第一鳍结构和第二鳍结构，形成在所述衬底上；第一抗穿通注入(APT)区，形成在所述第一鳍结构中；阻挡层，形成在所述第一APT区上，其中，所述阻挡层具有凸形结构；和外延层，形成在所述阻挡层上；以及第二APT区，形成在所述第二鳍结构中。在上述鳍式场效应晶体管(FinFET)器件结构中，所述阻挡层具有中间部分和外围部分，并且所述中间部分高于所述外围部分。在上述鳍式场效应晶体管(FinFET)器件结构中，所述第一鳍结构配置为形成p型FinFET，并且所述第二鳍结构配置为形成n型FinFET。在上述鳍式场效应晶体管(FinFET)器件结构中，所述外延层包括硅锗(SiGe)、锗(Ge)或它们的组合。在上述鳍式场效应晶体管(FinFET)器件结构中，还包括：隔离结构，形成在所述衬底上，其中，所述第一鳍结构嵌入在所述隔离结构中，并且所述第一APT区位于所述隔离结构的顶面下方。在上述鳍式场效应晶体管(FinFET)器件结构中，所述第二APT区高于所述隔离结构的顶面。在上述鳍式场效应晶体管(FinFET)器件结构中，所述阻挡层是沿着(111)面外延生长的。在上述鳍式场效应晶体管(FinFET)器件结构中，还包括：栅极介电层，形成在所述外延层上；以及栅电极层，形成在所述栅极介电层上。根据本专利技术的又一方面，还提供了一种用于形成鳍式场效应晶体管(FinFET)器件结构的方法，包括：提供衬底；在所述衬底上形成鳍结构；在所述鳍结构中形成抗穿通注入(APT)区；在所述APT区上形成阻挡层，其中，所述阻挡层具有中间部分和外围部分，并且所述中间部分高于所述外围部分；以及在所述阻挡层上形成外延层。在上述用于形成鳍式场效应晶体管(FinFET)器件结构的方法中，在所述APT区上形成所述阻挡层包括在所述APT区上实施外延工艺。在上述用于形成鳍式场效应晶体管(FinFET)器件结构的方法中，在腔室中原位实施形成所述阻挡层和形成所述外延层。在上述用于形成鳍式场效应晶体管(FinFET)器件结构的方法中，还包括：在所述外延层上形成栅极介电层；以及在所述栅极介电层上形成栅电极层。附图说明当结合附图进行阅读时，从以下详细描述可最佳理解本专利技术的各方面。
应该注意，根据工业中的标准实践，各个部件未按比例绘制。实际上，为了清楚的讨论，各个部件的尺寸可以任意地增大或减小。图1示出了根据本专利技术的一些实施例的鳍式场效应晶体管(FinFET)器件结构的立体图。图2A至图2H示出了根据本专利技术的一些实施例的形成鳍式场效应晶体管(FinFET)器件结构的截面图。图3示出了根据本专利技术的一些实施例的图2F的区域A的放大的截面图。图4A至图4L示出了根据本专利技术的一些实施例的形成鳍式场效应晶体管(FinFET)器件结构的截面图。具体实施方式以下公开内容提供了许多用于实现所提供主题的不同特征的不同实施例或实例。下面描述了组件和布置的具体实例以简化本专利技术。当然，这些仅仅是实例，而不旨在限制本专利技术。例如，在以下描述中，在第二部件上方或者上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件形成为直接接触的实施例，并且也可以包括在第一部件和第二部件之间可以形成额外的部件，从而使得第一部件和第二部件可以不直接接触的实施例。此外，本专利技术可在各个实例中重复参考标号和/或字母。该重复是为了简单和清楚的目的，并且其本身不指示所讨论的各个实施例和/或配置之间的关系。描述了实施例的一些变化。贯穿各个视图和示例性实施例，相同的参考标号用于代表相同的元件。应当理解，可以在该方法之前、期间和之后提供额外的操作，并且对于该方法的其他实施例，可以取代或消除描述的一些操作。提供了用于形成鳍式场效应晶体管(FinFET)器件结构的实施例。图1示出了根据本专利技术的一些实施例的鳍式场效应晶体管(FinFET)器件结构100的立体图。FinFET器件结构100包括衬底102。衬底102可以由硅或其他半导体材料制成。可选地或额外地，衬底102可以包括诸如锗的其他元素半导体
材料。在一些实施例中，衬底102是由诸如碳化硅、砷化镓、砷化铟或磷化铟的化合物半导体制成的。在一些实施例中，衬底102是由诸如硅锗、碳化硅锗、磷砷化镓或磷化镓铟的合金半导体制成的。在一些实施例中，衬底102包本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种鳍式场效应晶体管(FinFET)器件结构，包括：衬底；鳍结构，从所述衬底延伸；抗穿通注入(APT)区，形成在所述鳍结构中；阻挡层，形成在所述APT区上，其中，所述阻挡层具有中间部分和外围部分，并且所述中间部分高于所述外围部分；以及外延层，形成在所述阻挡层上。

【技术特征摘要】
2015.01.28 US 14/607,9711.一种鳍式场效应晶体管(FinFET)器件结构，包括：衬底；鳍结构，从所述衬底延伸；抗穿通注入(APT)区，形成在所述鳍结构中；阻挡层，形成在所述APT区上，其中，所述阻挡层具有中间部分和外围部分，并且所述中间部分高于所述外围部分；以及外延层，形成在所述阻挡层上。2.根据权利要求1所述的鳍式场效应晶体管(FinFET)器件结构，其中，所述阻挡层具有凸形结构。3.根据权利要求1所述的鳍式场效应晶体管(FinFET)器件结构，其中，所述阻挡层包括碳化硅(SiC)或碳化硅锗(SiGeC)。4.根据权利要求1所述的鳍式场效应晶体管(FinFET)器件结构，其中，所述阻挡层是沿着(111)面外延生长的。5.根据权利要求1所述的鳍式场效应晶体管(FinFET)器件结构，还包括：隔离结构，形成在所述衬底上，其中，所述鳍结构嵌入在所述隔离结构中，并且所述APT区位于所述隔离结构的顶面下方。6.根据权利要求1所述的鳍式场效应晶体管(FinF...

【专利技术属性】
技术研发人员：温宗尧，王圣祯，杨世海，宋学昌，郑雅云，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71