半导体器件和形成半导体器件的方法技术

本发明专利技术提供一种半导体器件，包括：衬底上的半导体鳍；沿着所述半导体鳍的侧壁和顶表面的栅极结构，其中所述栅极结构覆盖所述半导体鳍的第一部分；源极/漏极部件；以及与所述源极/漏极部件连接的源极/漏极接触部，其中所述源极/漏极接触部向下延伸到低于所述半导体鳍的第一部分的顶表面的位置。采用该技术方案，有助于电流流过源极部件和漏极部件之间的沟道区域。

Semiconductor devices and methods of forming semiconductor devices

【技术实现步骤摘要】
半导体器件和形成半导体器件的方法
本专利技术涉及半导体器件及其形成方法，尤其涉及具有改善的源极/漏极接触部(contact)的非平面(non-planar)半导体器件及其形成方法。
技术介绍
近年来，高级集成电路(IC)器件已变得具有越来越多功能，并且尺寸缩小了。尽管缩小尺寸的工艺通常会提高生产效率并降低相关成本，但它也增加了加工(processing)和制造IC器件的复杂性。例如，已经引入了鳍场效应晶体管(FinField-EffectTransistor，FinFET)来替代平面晶体管。FinFET的结构和制造FinFET的方法正在开发中。在FinFET的传统结构中，外延(epitaxially)的向上生长且具有大体积(volume)的源极/漏极部件在沟道区域中施加应力(strain)。当减小FinFET的尺寸时，形成大体积源极/漏极部件的复杂性就会增加。用于外延的形成大体积源极/漏极部件的传统工艺需要几个沉积和蚀刻步骤，这是耗时且难以控制的。而且，当缩小半导体器件时，减小了常规的大体积源极/漏极部件对半导体器件的沟道电阻(channelresistance，Rch)的应力效应。因此，期望一种新颖的半导体器件结构及其形成方法。
技术实现思路
提供了半导体器件及其形成方法。半导体器件的示例性实施例包括：衬底上方的半导体鳍；以及沿着半导体鳍的侧壁和顶表面的栅极结构。栅极结构覆盖半导体鳍的第一部分。半导体器件还包括与栅极结构相邻或者邻近的源极/漏极部件(feature)。半导体器件还包括连接到源极/漏极部件的源极/漏极接触部。源极/漏极接触部向下延伸到低于半导体鳍的第一部分的顶表面的位置。形成半导体器件的方法的示例性实施例包括在衬底上形成半导体鳍。沿着半导体鳍的第一部分的侧壁和顶表面形成栅极结构。栅极结构暴露半导体鳍的第二部分。在衬底上形成介电层，并且介电层覆盖半导体鳍的暴露的第二部分。移除一部分介电层以形成第一孔，其中第一孔暴露半导体鳍的第二部分。然后移除半导体鳍的第二部分的一部分以形成第二孔。第一孔连接第二孔。在第二孔中形成源极/漏极部件。源极/漏极部件限定了凹陷区域，该凹陷区域低于半导体鳍的第一部分的顶表面。在凹陷区域和第一孔中形成源极/漏极接触部。在下面的实施例中，参照附图给出详细描述。本专利技术实施例提供的半导体器件中源极/漏极接触部向下延伸到低于半导体鳍的第一部分的顶表面的位置，有助于电流流过源极/漏极接触部和源极/漏极部件。附图说明通过阅读以下参考附图的详细描述和实施例，可以更全面地理解本专利技术，其中：图1是衬底上的半导体鳍的透视图；图2A是根据一些实施例的半导体器件的中间阶段的透视图；图2B，图3，图4，图5和图6是根据一些实施例的形成半导体器件的工艺的中间阶段的截面图。图7，图8，图9和图10是根据一些实施例的形成半导体器件的工艺的中间阶段的截面图；图11A是根据一些实施例的半导体器件的截面图；图11B是根据一些实施例的半导体器件的截面图；图12A是根据一些实施例的半导体器件的截面图；图12B是根据一些实施例的半导体器件的截面图。具体实施方式以下描述是实施本专利技术的较佳构想模式。进行该描述是为了说明本专利技术的一般原理，而不应被认为是限制性的。本专利技术的范围由所附权利要求书确定。在下文中，参考附图充分描述了本专利技术概念，在附图中示出了本专利技术概念的示例性实施例。根据以下示例性实施例，本专利技术概念的优点和特征以及实现这些优点和特征的方法将变得显而易见，所述示例性实施例将参考附图进行更详细地描述。然而，应当注意，本专利技术概念不限于以下示例性实施例，并且可以以各种形式实现。因此，提供示例性实施例仅是为了公开专利技术概念，并且使本领域技术人员知道专利技术概念的类别。而且，所示的附图仅是示意性的，并且是非限制性的。在附图中，出于说明的目的，一些元件的尺寸可能被放大并且未按比例绘制。在实际应用中，尺寸和相对尺寸不对应于实际尺寸。本文所使用的术语仅出于描述特定实施例的目的，并不旨在限制本专利技术。如本文所使用的，单数术语“一”，和“该”也旨在包括复数形式，除非上下文另外明确指出。如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关联的所列项目的任何和所有组合。应当理解，当一个元件被称为“连接”或“接触”到另一个元件时，它可以直接连接或接触到另一个元件，或者可以存在中间元件，该一个元件通过中间元件连接或接触到另一个元件。类似地，应当理解，当诸如层，区域或衬底的元件被称为在另一元件“上”时，其可以直接在另一元件上，或者可以存在中间元件。相反，术语“直接”是指不存在中间元件。应该理解的是，当在本文中使用时，术语“包括”，“包含”，和/或“具有”规定了存在所述特征，整数，步骤，操作，元件和/或组件，但是不排除存在或增加一个或多个其他特征，整数，步骤，操作，元件，组件和/或其组合。此外，为了便于描述，在本文中可以使用诸如“在...下方”，“在...下”，“在...上方”，“在...上”之类的空间相对术语，以便于描述图中所示的一个元件或特征相对于另一个元件或者特征的关系。除了在图中描述的方位之外，空间相对术语还意图涵盖设备/器件在使用或操作中的不同方位。应该理解的是，尽管这里可以使用术语第一，第二，第三等来描述各种元件，但是这些元件不应受到这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个元件和另一个元件。因此，在不背离本专利技术教导的情况下，在一些实施例中的第一元件可以在其他实施例中被称为第二元件。本文中解释和说明的本专利技术概念的方面的示例性实施例包括它们的互补对等物。在整个说明书中，相同或相似的附图标记或参考标记表示相同或相似的元件。图1是衬底上的半导体鳍的透视图。图2A是根据一些实施例的半导体器件的中间阶段的透视图。图2B，图3至图6是根据一些实施例的用于形成半导体器件的工艺的中间阶段的截面图。图2B是沿着图2A的结构的截面线B-B截取的截面图。图3至图6沿图2A中类似截面线B-B示出的。在一些实施例中，半导体器件是三维或非平面(non-planar)晶体管。参照图1，提供衬底100，并且半导体鳍102形成在衬底100上。隔离层110形成在衬底100上并且设置为与半导体鳍102相邻。可选的，在一示例中，隔离层110具有上表面110a。在一些实施例中，多个半导体鳍从衬底100突出(protrude)。为了简化该图，这里仅示出了一个半导体鳍。而且，在一些实施例中，半导体鳍102的底表面102b可以被定义为半导体鳍102和衬底100之间的界面。图1中示出从底表面102b到顶表面102a测量的半导体鳍102的高度H。在一些实施例中，衬底100是块状半导体衬底，例如半导体晶圆(wafer)。例如，衬底100包括硅或诸如锗的其他基本半导体材料。衬底100可以是未掺杂的或掺杂的(例如，p型，n型或其组合)。在一些实施例中，衬底100包括在介电层(dielectriclayer)上外延生长的半导体层。外延生长的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体器件，其特征在于，包括：/n衬底上的半导体鳍；/n沿着所述半导体鳍的侧壁和顶表面的栅极结构，其中所述栅极结构覆盖所述半导体鳍的第一部分；/n源极/漏极部件；以及/n与所述源极/漏极部件连接的源极/漏极接触部，其中所述源极/漏极接触部向下延伸到低于所述半导体鳍的第一部分的顶表面的位置。/n

【技术特征摘要】
20181029 US 62/751,753;20191001 US 16/590,0531.一种半导体器件，其特征在于，包括：
衬底上的半导体鳍；
沿着所述半导体鳍的侧壁和顶表面的栅极结构，其中所述栅极结构覆盖所述半导体鳍的第一部分；
源极/漏极部件；以及
与所述源极/漏极部件连接的源极/漏极接触部，其中所述源极/漏极接触部向下延伸到低于所述半导体鳍的第一部分的顶表面的位置。


2.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述源极/漏极接触部的低于所述半导体鳍的所述第一部分的顶表面的部分被布置在所述源极/漏极部件内。


3.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述源极/漏极部件具有凹形的横截面形状。


4.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述源极/漏极部件的最上表面与所述半导体鳍的第一部分的顶表面齐平。


5.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述源极/漏极部件的厚度在1nm到10nm的范围内，所述源极/漏极部件与所述栅极结构相邻。


6.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述源极/漏极部件是具有掺杂浓度在1019cm-3和1021cm-3之间的掺杂区域。


7.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，在所述源极/漏极接触部的最低底部与所述半导体鳍的底表面之间的距离等于或小于10nm。


8.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述源极/漏极接触部包括：下部，直接位于所述源极/漏极部件的凹形上表面上；和上部，设置在所述下部之上并电连接到所述下部。


9.根据权利要求8所述的半导体器件，其中，所述下部的宽度小于所述上部的宽度；或者，所述下部的宽度大于所述上部的宽度。


10.根据权利要求1所述的半导体器件，所述半导体鳍包括纳米线或纳米片。


11.一种形成半导体器件的方法，其特征在于，包括：
在衬底上形成半导体鳍；
沿着所述半导体鳍的第一部分的侧壁和顶表面形成栅极结构，其中，所述栅极结构暴露所述半导体鳍的第二部分；
在所...

【专利技术属性】
技术研发人员：万政典，李名镇，
申请(专利权)人：联发科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71