包括环绕触点的半导体器件及其形成方法技术

一种形成环绕触点的方法，包括在多个鳍结构上形成多个半导体层，在所述多个半导体层上形成牺牲栅极，在所述多个鳍结构上和所述多个半导体层的侧壁上形成外延层，通过用金属层替换所述牺牲栅极和所述多个半导体层形成栅极结构，以及在所述外延层上形成环绕触点。

Semiconductor devices including surround contacts and their formation methods

A method for forming a surround contact includes forming a plurality of semiconductor layers on a plurality of fin structures, forming a sacrificial gate on the plurality of semiconductor layers, forming an epitaxy layer on the plurality of fin structures and the lateral walls of the plurality of semiconductor layers, forming a gate structure by replacing the sacrificial gate and the plurality of semiconductor layers with a metal layer, and forming a gate structure on the epitaxy layer. Surround the contact.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括环绕触点的半导体器件及其形成方法
本专利技术涉及一种包括环绕触点的半导体器件，更具体地，涉及一种可以提供改善的接触电阻的环绕触点。
技术介绍
鳍式场效应晶体管(finFET)已成为半导体集成电路(IC)的共同特征。在finFET中，沟道由半导体垂直鳍形成，栅极电极位于并缠绕该鳍。在finFET中，与其它形式的晶体管一样，在晶体管的源极、漏极和栅极上形成的触点(contacts)用于将晶体管连接到半导体IC的其它部件。为确保IC可靠并具有所需的性能特性，降低触点的接触电阻很重要。在相关技术的finFET器件中，在鳍上形成菱形外延层，并且在菱形外延层周围形成环绕触点(wraparoundcontact)。由此，环绕触点可以通过增加硅化物界面面积来减小finFET中的接触电阻。因此，本领域需要解决上述问题。
技术实现思路
一方面，本专利技术提供一种形成环绕触点的方法，包含：在多个鳍结构上形成多个半导体层；在所述多个半导体层上形成牺牲栅极；在所述多个鳍结构上和所述多个半导体层的侧壁上形成外延层；通过用金属层替换所述牺牲栅极和所述多个半导体层形成栅极结构；以及在所述外延层上形成环绕触点。又一方面，本专利技术提供一种形成环绕触点的方法，包括：在多个鳍结构之间形成多个浅沟槽隔离(STI)区；在所述多个鳍结构上交替形成多个半导体层和多个其它半导体层；在所述多个半导体层和所述多个其它半导体层上形成多个牺牲栅极；在所述多个鳍结构上以及所述多个半导体层的侧壁上和所述多个其它半导体层的侧壁上形成共形的(conformal)高掺杂外延层；通过用金属层替换所述牺牲栅极和所述多个半导体层来形成多个栅极结构，栅极结构包括形成在金属层一侧上的间隔物(spacer)，半导体层的替换包括为去除牺牲栅极并从其它半导体层之间去除半导体层而进行的蚀刻；以及在所述外延层上形成环绕触点(wraparoundcontact)，所述环绕触点在所述STI区上、所述间隔物上和所述多个栅极结构之间的外延层上形成，所述环绕触点的形成包括：形成共形金属衬垫层；在所述金属衬垫层上形成阻挡层；以及对所述金属衬垫层进行退火以形成金属硅化物层，所述环绕触点包括所述金属硅化物层和所述阻挡层。再一方面，本专利技术提供了一种半导体器件，包括：在多个鳍结构上形成的多个半导体层；在所述多个鳍结构上和所述多个半导体层的侧壁上形成的外延层；在所述多个半导体层上形成的栅极结构；以及在所述外延层上形成的环绕触点。鉴于前述传统器件和方法的前述和其它问题、劣势和缺点，本专利技术的一个示例性方面涉及一种包括环绕触点的半导体器件，与传统器件相比，其可以具有改善的接触电阻。本专利技术的示例性方面涉及一种形成环绕触点的方法，包括在多个鳍结构上形成多个半导体层，在多个半导体层上形成牺牲栅极，在多个鳍结构上和多个半导体层的侧壁上形成外延层，通过用金属层替换牺牲栅极和多个半导体层形成栅极结构，并在外延层上形成环绕触点。本专利技术的另一示例性方面涉及一种半导体器件，包括在多个鳍结构上形成的多个半导体层，在多个鳍结构上以及多个半导体的侧壁上形成的外延层，在多个半导体层上形成的栅极结构，以及在外延层上形成的环绕触点。本专利技术的另一个示例性方面涉及一种形成环绕触点的方法，包括在多个鳍结构上形成多个半导体层，在多个半导体层上形成牺牲栅极，在多个鳍结构上和多个半导体层的侧壁上形成刻面外延层(facetedepitaxiallayer)，通过用金属层替换牺牲栅极和多个半导体层形成栅极结构，以及在刻面外延层上形成环绕触点。本专利技术的另一个示例性方面涉及一种半导体器件，包括在多个鳍结构上形成的多个半导体层，在多个鳍结构上以及多个半导体层的侧壁上形成的刻面外延层，在多个半导体层上形成的栅极结构，以及在刻面外延层上形成的环绕触点。本专利技术的另一示例性方面涉及一种形成环绕触点的方法，包括在多个鳍结构之间形成多个浅沟槽隔离(STI)区，在多个鳍结构上交替地形成多个半导体层和多个其它半导体层，在多个半导体层和多个其它半导体层上形成多个牺牲栅极，在多个鳍结构上以及多个半导体层的侧壁上和多个其它半导体层的侧壁上形成共形高掺杂外延层，通过用金属层替换牺牲栅极和多个半导体层来形成多个栅极结构，栅极结构包括在金属层的一侧上形成的间隔物，半导体层的替换包括进行蚀刻以去除牺牲栅极并从其它半导体层之间去除半导体层，并在外延层上形成环绕触点，环绕触点形成在STI区上、间隔物上和多个栅极结构之间的外延层上，环绕触点的形成包括形成共形金属衬垫层，在金属衬垫层上形成阻挡层，以及对金属衬垫层进行退火以形成金属硅化物层，环绕触点包括金属硅化物层和阻挡层。本专利技术凭借独特和新颖的特征，提供了包括环绕触点的半导体器件，其可以具有比传统器件更好的接触电阻。附图说明通过参考附图对本专利技术实施例的以下详细描述，将更好地理解前述和其它目的、方面和优点，其中：图1示出了根据本专利技术一个示例性方面的形成环绕触点的方法100；图2A示出了根据本专利技术一个示例性方面的在半导体器件200中的衬底202上形成多个半导体层203时栅极结构的视图；图2B示出了根据本专利技术一个示例性方面的半导体器件200的鳍结构沿图2A中的截面A-A的视图；图3A示出了根据本专利技术一个示例性方面的为在半导体器件200中形成鳍结构212而蚀刻衬底202和第一和第二半导体层204、206时栅极结构的视图；图3B示出了根据本专利技术一个示例性方面的半导体器件200的鳍结构212沿图3A中的截面A-A的视图；图4A示出了根据本专利技术一个示例性方面的在半导体器件200中形成浅沟槽隔离(STI)区214时栅极结构的视图；图4B示出了根据本专利技术一个示例性方面的半导体器件200的鳍结构212沿图4A中的截面A-A的视图；图5A示出了根据本专利技术一个示例性方面、在显露半导体器件200中的鳍结构212时栅极结构的视图；图5B示出了根据本专利技术一个示例性方面的半导体器件200的鳍结构212沿图5A中的截面A-A的视图；图6A示出了根据本专利技术一个示例性方面的在半导体器件200中形成牺牲栅极216时栅极结构的视图；图6B示出了根据本专利技术一个示例性方面的半导体器件200的鳍结构212沿图6A中的截面A-A的视图；图7A示出了根据本专利技术一个示例性方面的在半导体器件200中的牺牲栅极216上形成间隔物220时栅极结构的视图；图7B示出了根据本专利技术一个示例性方面的半导体器件200的鳍结构212沿图7A中的截面A-A的视图；图8A示出了根据本专利技术一个示例性方面的在半导体器件200中的半导体层203上形成外延层222时栅极结构的视图；图8B示出了根据本专利技术一个示例性方面的半导体器件200的鳍结构212沿图8A中的截面A-A的视图；图9A示出了根据本专利技术一个示例性方面的在半导体器件200中进行多晶硅开窗(polyopen)CMP(POC)时栅极结构的视图；图9B示出了根据本专利技术一个示例性方面的半导体器件200的鳍结构212沿图9A中的截面A-A的视图；图10A示出了根据本专利技术一个示例性方面的在半导体器件200中蚀刻牺牲栅极216时栅极结构的视图；图10B示出了根据本专利技术一个示例性方面的半导体器件200的鳍结构212沿图10A中的截面A-A的视图；图11A示出了根据本专利技术一个示例性方面的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种形成环绕触点的方法，包括：在多个鳍结构上形成多个半导体层；在多个半导体层上形成牺牲栅极；在所述多个鳍结构上和所述多个半导体层的侧壁上形成外延层；通过用金属层代替牺牲栅极和多个半导体层来形成栅极结构；和在外延层上形成环绕触点。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.30 US 15/199,3341.一种形成环绕触点的方法，包括：在多个鳍结构上形成多个半导体层；在多个半导体层上形成牺牲栅极；在所述多个鳍结构上和所述多个半导体层的侧壁上形成外延层；通过用金属层代替牺牲栅极和多个半导体层来形成栅极结构；和在外延层上形成环绕触点。2.如权利要求1所述的方法，还包括：在所述多个鳍结构之间形成多个浅沟槽隔离STI区，所述环绕触点形成在所述STI区上。3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述形成栅极结构包括形成多个栅极结构。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述栅极结构包括在所述金属层的一侧上形成的间隔物，并且所述形成环绕触点包括在所述间隔物上和所述多个栅极结构的外延层上形成所述环绕触点。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述形成环绕触点包括：形成共形金属衬垫层；和在所述金属衬垫层上形成阻挡层。6.根据权利要求5所述的方法，其中所述形成环绕触点包括：退火所述金属衬垫层以形成金属硅化物层，所述环绕触点包括所述金属硅化物层和所述阻挡层。7.如权利要求6所述的方法，还包括：在所述阻挡层上形成金属填充层。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述形成外延层包括形成共形高掺杂外延膜。9.如前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：在所述外延层上形成牺牲层；在所述牺牲层上形成衬垫层；在所述衬垫层上形成氧化层；和抛光所述氧化层。10.根据权利要求9所述的方法，其中所述牺牲层包括锗，所述衬垫层包括氮化硅，所述氧化物层包括二氧化钛-二氧化硅。11.如前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：与多个半导体层交替地形成多个其它半导体层。12.如权利要求11所述的方法，其中所述替换半导体层包括：进行蚀刻以去除所述牺牲栅极并从所述其它半导体层之间去除半导体层。13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在所述多...

【专利技术属性】
技术研发人员：N·J·劳贝特，M·桂尔洛恩，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：美国,US