硅锗FinFET形成制造技术

用于制造鳍式场效应晶体管(FinFET)中的鳍的方法包括：暴露耦合到FinFET的基板的单晶鳍结构。该单晶鳍结构具有第一材料。该方法进一步包括：在第一温度将第二材料注入所暴露的单晶鳍结构。第一温度降低单晶鳍结构的非晶化。经注入单晶鳍结构包括至少20％的第一材料。该方法还包括在第二温度对经注入鳍结构进行退火。第二温度减少经注入鳍结构中的晶体缺陷以形成鳍。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请根据35U.S.C.§119(e)要求于2013年11月22日提交的题为“SILICONGERMANIUMFINFETFORMATION(硅锗FinGET形成)”的美国临时专利申请No.61/908,003的权益，其公开通过引用整体明确地纳入于此。背景领域本公开的各方面涉及半导体器件，并且更具体地涉及硅锗(SiGe)在具有鳍(FinGET)沟道的场效应晶体管(FET)结构中的使用。
技术介绍
SiGe已被广泛地评价为用于p沟道金属氧化物半导体(PMOS)器件的有前景的材料。SiGe具有增加该材料中的空穴迁移率的压缩应变。在标准的FET几何结构中，在半导体芯片区域(诸如FET的源极区和漏极区)中赋予应变是常见的。然而，在FinFET结构中，可用于应变工程的鳍的体积较小。由于诸如在10纳米的器件设计中的鳍几何结构减小，因此SiGe鳍的制造是昂贵且难以实现的。概述一种用于制造鳍式场效应晶体管(FinFET)中的鳍的方法包括：暴露耦合到FinFET的基板的单晶鳍结构。单晶鳍结构由第一材料制成。该方法还包括在第一温度将第二材料注入单晶鳍结构的暴露部分。第一温度降低单晶鳍结构的非晶化。经注入单晶鳍结构包括至少20％的第一材料。该方法还包括：在减少经注入鳍结构中的晶体缺陷的第二温度对经注入鳍结构进行退火以形成鳍。硅锗(SiGe)鳍式场效应晶体管(FinFET)包括基板和单晶鳍结构，该单晶鳍结构包括至少20％的所注入锗。单晶鳍结构使用缓变结耦合到基板。硅锗(SiGe)鳍式场效应晶体管(FinFET)包括用于支撑电流沟道的装置和包括至少20％的所注入锗的用于载流的装置。载流装置使用缓变结耦合到支撑装置。这已较宽泛地勾勒出本公开的特征和技术优点以便下面的详细描述可以被更好地理解。本公开的附加特征和优点将在下文中描述。本领域技术人员应该领会，本公开可容易地被用作修改或设计用于实施与本公开相同的目的的其他结构的基础。本领域技术人员还应当认识到，此类等效构造并不脱离所附权利要求中所阐述的本公开的教导。被认为是本公开的特性的新颖性特征在其组织和操作方法两方面连同进一步的目的和优点在结合附图来考虑以下描述时将被更好地理解。然而，要清楚理解的是，提供每一幅附图均仅用于解说和描述目的，且无意作为对本公开的限定的定义。附图简述为了更全面地理解本公开，现在结合附图参阅以下描述。图1A-1D解说FinFET半导体器件的侧视图。图2解说根据本公开的一个方面的FinFET半导体器件的鳍结构的侧视图。图3解说蚀刻绝缘材料而非蚀刻或移除鳍结构。图4解说根据本公开的一个方面的将掺杂剂原子注入FinFET半导体器件的鳍结构。图5解说根据本公开的一个方面的掺杂鳍结构的侧视图。图6解说根据本公开的一个方面的氧化物在掺杂鳍结构周围的生长。图7解说根据本公开的一个方面的从掺杂鳍结构移除氧化物以产生最终鳍结构。图8是解说根据本公开一方面的用于制造鳍式场效应晶体管(FinFET)中的硅锗(SiGE)鳍的方法的工艺流程图。图9是示出其中可有利地采用本公开的配置的示例性无线通信系统的框图。图10是解说根据一种配置的用于半导体组件的电路、布局、以及逻辑设计的设计工作站的框图。详细描述以下结合附图阐述的详细描述旨在作为各种配置的描述，而无意表示可实践本文中所描述的概念的仅有的配置。本详细描述包括具体细节以便提供对各种概念的透彻理解。然而，对于本领域技术人员将显而易见的是，没有这些具体细节也可实践这些概念。在一些实例中，以框图形式示出众所周知的结构和组件以避免湮没此类概念。如本文中所使用的，术语“和/或”的使用旨在表示“包括性的或”而术语“或”的使用旨在表示“排他性的或”。对于高性能晶体硅，高迁移率是合乎期望的。材料选择和应变工程是用于改变晶体管的沟道中的载荷子的迁移率的设计特征。在金属氧化物半导体(MOS)场效应晶体管(MOSFET)中，使用应变工程，但是在基于鳍的结构(FinFET)中，应变材料的使用是有挑战性的。在FinFET结构中存在更多的自由表面，并且与其他FET几何结构和技术相比，可用于应变工程的源极/漏极体积较小。硅锗(SiGe)被认为是10纳米和更小的PMOS器件的主导候选。相关领域中的SiGe鳍形成利用Si鳍的蚀刻或凹槽，随后是SiGE在凹槽中外延生长。化学机械平坦化(CMP)工艺常常用于移除在浅沟槽绝缘(STI)材料上方过度生长的SiGe以形成SiGE鳍。该相关领域工艺的成本较高，从而导致高成本的FinFET器件。进一步，虽然在硅模板上生长的SiGe鳍常常拥有沿鳍长度的单轴压应力，但是外延生长的SiGe在超过900摄氏度的温度使用热退火来消除外延生长缺陷。该退火将有可能放松SiGe中的单轴应力，这可降低SiGe沟道中的空穴迁移率。图1A-1D解说FinFET半导体器件的侧视图。图1A示出基板100、绝缘材料102、以及鳍结构104。基板100可以是半导体材料，诸如硅。绝缘材料102可以是浅沟槽绝缘(STI)材料，诸如氧化硅或氮化硅、或者其他材料。鳍结构104可以是晶体，并且可以是单晶结构沿基板100的部分。在相关领域办法中，鳍结构104被蚀刻或者以其他方式移除以创建凹槽106，如图1B所示。绝缘材料102用于凹槽106的形成。在图1C中，材料108在凹槽106内生长，并且可在绝缘材料102的表面110上生长。材料108的过度生长经由蚀刻或抛光(例如，CMP)移除以创建鳍结构112，如图1D所示。材料108可以是SiGe。当材料108是SiGe时，跨基板100且在凹槽106中的生长具有均匀百分比的锗，这限制了基板100上使用材料108的器件的电压阈值的数量。进一步，界面114可具有陡峭的边界，这可限制鳍结构112的最小尺寸。一旦如图1D所示地形成鳍结构104，就对鳍结构104进行退火以减少鳍结构104内的生长缺陷。该退火可在升高的温度(诸如900摄氏度以上的温度)发生，这可使鳍结构112非晶化和/或放松沿鳍结构112的长度的压缩应变。减少或放松沿鳍结构112的压缩应变降低了鳍结构112中的载流子迁移率，并且作为结果在鳍结构112中使用材料108的优点减少。图2至7解说根据本公开的一个或多个方面的FinFET半导体器件的侧视图。图2解说根据本公开本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造鳍式场效应晶体管(FinFET)中的鳍的方法，包括：暴露耦合到所述FinFET的基板的单晶鳍结构，所述单晶鳍结构具有第一材料；在降低所述单晶鳍结构的非晶化的第一温度将第二材料注入所述单晶鳍结构的暴露部分，经注入单晶鳍结构包括至少20％的第一材料；以及在减少经注入鳍结构中的晶体缺陷的第二温度对经注入鳍结构进行退火以形成所述鳍。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.11.22 US 61/908,003;2014.05.05 US 14/269,8281.一种用于制造鳍式场效应晶体管(FinFET)中的鳍的方法，包括：
暴露耦合到所述FinFET的基板的单晶鳍结构，所述单晶鳍结构具有第一
材料；
在降低所述单晶鳍结构的非晶化的第一温度将第二材料注入所述单晶鳍
结构的暴露部分，经注入单晶鳍结构包括至少20％的第一材料；以及
在减少经注入鳍结构中的晶体缺陷的第二温度对经注入鳍结构进行退火
以形成所述鳍。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基板包含硅。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二材料是锗(Ge)。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述注入以不垂直于所述鳍
的任何表面的角度发生。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一温度高于所述第二
温度。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一材料的第一原子半
径与所述第二材料的第二原子半径相差小于15％。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：在第三温度将
第三材料注入所述单晶鳍结构的所述暴露部分，其中所述第三温度降低所述单
晶鳍结构的非晶化。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：将所述FinFET

\t集成到移动电话、机顶盒、音乐播放器、视频播放器、娱乐单元、导航设备、
计算机、手持式个人通信系统(PCS)单元、便携式数据单元、和/或位置固定
的数据单元中。
9.一种硅锗(SiGe)鳍式场效应晶体管(FinFET)，包括：
基板，以及
包括至少20％的所注入锗的单晶鳍结构，所述单晶鳍结构使用缓变结耦合
到所述基板。
10.如权利要求9所述的SiGeFinFET，其特征在于，所述基板包含硅。
11.如权利要求9所述的SiGeFinFET，其特征在于，所述单晶鳍结构具
有降低的非晶...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·J·徐，C·F·耶普，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US