形成掺杂源极/漏极触点的方法及由其形成的结构技术

描述了形成锗沟道结构的方法。一个实施例包括在衬底上形成锗鳍状物，其中，锗鳍状物的一部分包括锗沟道区域，在锗沟道区域上形成栅极材料，以及相邻于锗沟道区域形成渐变的源极/漏极结构。渐变的源极/漏极结构在与锗沟道区域相邻处所包括的锗浓度比在源极/漏极接触区域处高。

Method for forming doped source / drain contacts and structure formed therefrom

A method for forming a germanium channel structure is described. One embodiment includes the formation of germanium fins on the substrate, in which part of the germanium fins includes the germanium channel region, the gate material in the Ge channel region, and the source / drain structure of the germanium channel region forming gradually. The gradient of the source / drain structure is higher than that in the source / drain contact region, where the germanium concentration is adjacent to the germanium channel region.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】形成掺杂源极/漏极触点的方法及由其形成的结构
技术介绍
微电子器件，例如在沟道结构中利用锗的器件，可能表现出接触电阻问题。包括形成在半导体衬底上的晶体管、二极管、电阻器、电容器以及其他无源和有源电子器件的电路器件的性能的提高通常是在这些器件的设计、制造和操作期间考虑的主要因素。例如，在金属氧化物半导体(MOS)和隧道场效应(TFET)晶体管器件(例如互补金属氧化物半导体(CMOS)器件中使用的晶体管器件)的设计和制造或形成期间，通常期望将与源极/漏极区域和触点相关的电阻最小化。附图说明尽管说明书以特别指出并明确要求保护某些实施例的权利要求作出结论，但是当结合附图阅读时，可以从以下对本专利技术的描述中更容易地确定这些实施例的优点，在附图中：图1a-1n表示根据实施例的结构的侧截面图。图2表示根据实施例的方法的流程图。图3表示实现一个或多个实施例的内插层。图4表示根据实施例的系统的示意图。具体实施方式在下面的具体实施方式中，参考了附图，这些附图以举例说明的方式示出了可以实践这些方法和结构的具体实施例。足够详细地描述这些实施例以使本领域技术人员能够实践这些实施例。应该理解，各种实施例虽然不同，但并不一定是相互排斥的。例如，在不脱离实施例的精神和范围的情况下，本文结合一个实施例描述的特定特征、结构或特性可以在其他实施例内实现。另外，应该理解的是，在不脱离实施例的精神和范围的情况下，可以修改每个公开的实施例内的各个元件的位置或布置。因此，下面的具体实施方式不应视为限制性的，实施例的范围仅由适当解释的所附权利要求以及赋予权利要求的等同替代的全部范围来限定。在附图中，贯穿几个视图，相似的附图标记可以指代相同或相似的功能。如本文所使用的术语“在...上方”、“到”、“在...之间”和“在...上”可以指一层相对于其他层的相对位置。一层“在另一层上方”或“上”或结合“到”另一层可以与另一层直接接触或可以具有一个或多个居间层。层“之间的”一层可以与层直接接触或可以具有一个或多个居间层。彼此“相邻”的层和/或结构可以具有或不具有介于它们之间的居间结构/层。本文的实施例的实现可以在诸如半导体衬底的衬底上形成或执行。在一个实施方式中，半导体衬底可以是使用块状硅或绝缘体上硅子结构形成的晶体衬底。在其他实施方式中，可以使用替代材料形成半导体衬底，该替代材料可以与硅组合或不与硅组合，所述替代材料包括但不限于锗、锑化铟、碲化铅、砷化铟、磷化铟、砷化镓、砷化铟镓、锑化镓或III-V族或IV族材料的其他组合。尽管此处描述了可以形成衬底的材料的几个示例，但是可以用作其上可以构建半导体器件的基础的任何材料都在本专利技术的精神和范围内。可以在衬底上制造多个晶体管，例如金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET或简称MOS晶体管)。在各种实施方式中，MOS晶体管可以是平面晶体管、非平面晶体管或两者的组合。非平面晶体管包括诸如双栅极晶体管和三栅极晶体管的FinFET晶体管、TFET以及诸如纳米带和纳米线晶体管的环绕式或环栅晶体管。每个晶体管可以包括由至少两个层形成的栅极叠置体，例如栅电介质层和栅电极层。栅极电介质层可以包括一层或多层的叠置体。一层或多层可以包括氧化硅、二氧化硅(SiO2)和/或高k电介质材料。高k电介质材料可以包括诸如铪、硅、氧、钛、钽、镧、铝、锆、钡、锶、钇、铅、钪、铌和锌等元素。栅电极层可以形成在栅极电介质层上，并且根据晶体管将是PMOS还是NMOS晶体管，可以由至少一种P型功函数金属或N型功函数金属构成。在一些实施方式中，栅电极层可以由两个或更多个金属层的叠置体构成，其中一个或多个金属层是功函数金属层并且至少一个金属层是填充金属层。源极和漏极区域可以形成在与每个MOS晶体管的栅极叠置体相邻的衬底内。通常使用注入/扩散工艺或蚀刻/沉积工艺来形成源极和漏极区域。在前一种工艺中，可以将诸如硼、铝、锑、磷或砷的掺杂剂离子注入到衬底中以形成源极和漏极区域。通常在离子注入过程之后，是激活掺杂剂并使其进一步扩散到衬底中的退火过程。在实施例中，可以首先蚀刻衬底以在源极和漏极区域的位置处形成凹陷。然后可以执行沉积工艺，例如外延工艺，以采用用于制造源极和漏极结构的材料填充凹陷，如将针对本文包括的各种实施例更详细讨论的。在一些实施方式中，源极和漏极结构可以使用诸如硅锗或碳化硅的硅合金来制造。在一些实施方式中，外延沉积的硅合金可以用诸如硼、砷或磷的掺杂剂原位掺杂。在进一步的实施例中，源极和漏极结构可以使用一种或多种替代半导体材料(例如锗或III-V族材料或合金)来形成。一个或多个层间电介质(ILD)沉积在MOS晶体管结构上方/之内。ILD层可以使用已知的适用于集成电路结构的电介质材料(例如低k电介质材料)形成。可以使用的电介质材料的示例包括但不限于二氧化硅(SiO2)、碳掺杂氧化物(CDO)、氮化硅、例如全氟环丁烷或聚四氟乙烯的有机聚合物、氟硅酸盐玻璃(FSG)和例如倍半硅氧烷、硅氧烷或有机硅酸盐玻璃的有机硅酸盐。ILD层可以包括孔或气隙以进一步降低它们的介电常数。诸如三栅极晶体管结构的非平面晶体管可以包括至少一个非平面晶体管鳍状物。如将在本文中进一步描述的，非平面晶体管鳍状物可以具有顶表面和一对横向相对的侧壁。至少一个非平面栅电极126可以形成在非平面晶体管鳍状物上方。非平面晶体管栅电极可以通过在非平面晶体管鳍状物顶表面上或邻近处并且在非平面晶体管鳍状物侧壁上或邻近处形成栅极电介质层来制造。在实施例中，非平面晶体管鳍状物可以在基本上垂直于非平面晶体管栅极的方向上延伸。源极/漏极结构可以形成在栅电极的相对侧上的非平面晶体管鳍状物中。在实施例中，源极和漏极结构可以通过去除非平面晶体管鳍状物的部分并且用合适的材料替换这些部分以形成源极和漏极结构来形成。根据特定应用，可以利用其他方法或方法的组合来形成源极/漏极结构。本文描述了形成微电子器件结构的方法的实施例，诸如形成锗沟道源极/漏极接触结构的方法。这些方法/结构可以包括在衬底上形成锗鳍状物，在锗鳍状物的沟道部分上形成栅电极，以及相邻于锗沟道区域形成渐变的源极/漏极结构，其中，相邻于锗沟道区域形成渐变的源极/漏极结构的富锗的部分，并且其中，渐变的源极/漏极结构包括距锗沟道区域较远的距离处的较低锗浓度，并且其中，相邻于源极/漏极接触区域形成富硅部分。本文的方法显著降低或消除了可能与锗沟道n型器件相关的高接触电阻。在图1a-1n中，示出了形成与渐变的源极/漏极接触区域耦合的锗沟道器件的结构和方法的侧截面图。这种渐变的源极/漏极结构改善了锗沟道器件的晶体管性能。在图1a中，诸如晶体管器件衬底100的器件衬底100可以包括鳍状物104。在实施例中，鳍状物104可以包括硅鳍状物104，并且可以形成/设置在衬底102(例如硅衬底102)中。在实施例中，鳍状物104可以包括牺牲鳍状物。例如，鳍状物104可以与电介质材料103相邻，例如浅沟槽隔离(STI)材料。鳍状物104可以包括相对的侧壁105和顶表面111。在实施例中，鳍状物104的一部分可以从衬底102去除(图1b)。在实施例中，可以通过使用诸如干法/湿法蚀刻工艺的蚀刻工艺106或任何合适的去除工艺来去除鳍状物104部分。在实施例中，可以采用基于氢氧化铵的湿法蚀本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微电子结构，包括：衬底，其中，所述衬底包括硅；设置在所述衬底上的锗鳍状物，其中，所述锗鳍状物的一部分包括锗沟道区域；在所述衬底上并且与所述锗沟道区域相邻的渐变的源极/漏极结构；以及所述锗沟道区域上的栅极材料，其中，所述渐变的源极/漏极结构所包括的锗浓度在与所述锗沟道区域相邻处比在源极/漏极接触区域处高。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种微电子结构，包括：衬底，其中，所述衬底包括硅；设置在所述衬底上的锗鳍状物，其中，所述锗鳍状物的一部分包括锗沟道区域；在所述衬底上并且与所述锗沟道区域相邻的渐变的源极/漏极结构；以及所述锗沟道区域上的栅极材料，其中，所述渐变的源极/漏极结构所包括的锗浓度在与所述锗沟道区域相邻处比在源极/漏极接触区域处高。2.根据权利要求1所述的结构，其中，所述渐变的源极/漏极结构的锗浓度在与所述沟道区域相邻处包括大于约80％的锗。3.根据权利要求1所述的结构，其中，所述渐变的源极/漏极结构在与所述源极/漏极接触区域相邻处包括富硅部分。4.根据权利要求3所述的结构，其中，所述富硅区域包括大于约1×1021个原子/cm3的磷掺杂浓度。5.根据权利要求1所述的结构，其中，所述渐变的源极/漏极结构包括比富硅部分厚的富锗部分，其中，所述富硅部分在所述富锗部分上方。6.根据权利要求1所述的结构，其中，所述渐变的源极/漏极结构包括比富硅部分薄的富锗部分，其中，所述富硅部分在所述富锗部分上方。7.根据权利要求1所述的结构，其中，所述渐变的源极/漏极结构包括在高锗浓度部分和高硅浓度部分之间的过渡区域。8.根据权利要求7所述的结构，其中，所述高锗浓度部分中的磷掺杂剂浓度小于约1×E20个原子/cm3。9.一种器件结构，包括：硅衬底；在所述衬底上的锗鳍状物，其中，所述锗鳍状物包括锗沟道区域；在所述衬底上的源极/漏极结构，其中，所述源极/漏极结构耦合到所述锗鳍状物结构；源极/漏极结构的与所述锗沟道区域相邻的高锗浓度部分，其中，所述高锗浓度部分的锗浓度在相邻于源极/漏极接触区域处较低；在所述锗沟道区域上的金属栅极结构；以及与所述源极/漏极结构的高硅浓度部分耦合的源极/漏极触点。10.根据权利要求9所述的器件结构，其中，所述高锗浓度部分中的n型掺杂剂浓度包括低于约1×1020个原子/cm3。11.根据权利要求9所述的器件结构，其中，所述高...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·格拉斯，K·贾姆布纳坦，A·默西，C·莫哈帕特拉，S·金，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：美国,US