半导体装置及其形成方法制造方法及图纸

本公开实施例公开了一种具有改善的源极/漏极区域轮廓的半导体装置以及其形成方法。在一实施例中，此方法包含蚀刻半导体鳍片以形成第一凹槽；以及形成源极/漏极区域，其包含在第一凹槽中外延生长第一半导体材料且第一半导体材料为硅；于第一半导体材料上外延生长第二半导体材料且第二半导体材料包含硅锗；以及于第二半导体材料上外延生长第三半导体材料且第三半导体材料具有60‑80原子％的锗浓度，第三半导体材料的锗浓度大于第二半导体材料的锗浓度。

Semiconductor device and its forming method

【技术实现步骤摘要】
半导体装置及其形成方法
本专利技术实施例涉及半导体技术，且特别涉及一种改善源极/漏极区域的轮廓及其形成方法。
技术介绍
半导体装置被用于各种电子应用中，例如，个人电脑、手机、数码相机和其他电子设备。通常通过以下方式制造半导体装置：在半导体基底上按序沉积绝缘或介电层、导电层和半导体层的材料，并使用微影图案化各种材料层以在其上形成电路组件和元件。通过不断减小最小部件尺寸，半导体工业继续改善各种电子组件(例如，晶体管、二极管、电阻、电容等)的集成密度，这允许将更多的组件整合到预定区域中。然而，随着最小部件尺寸的减小，出现了应解决的其他问题。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种半导体装置的形成方法，包括：蚀刻半导体鳍片，以形成第一凹槽；形成源极/漏极区域于第一凹槽中，其中形成源极/漏极区域的步骤包括：外延成长具有第一厚度的第一半导体材料于第一凹槽中，其中第一半导体材料为硅；外延成长具有第二厚度的第二半导体材料于第一半导体材料上，第二半导体材料包括硅锗；以及外延成长第三半导体材料于第二半导体材料上，第三半导体材料具有第三厚度，其中第三厚度对第一厚度的比例大于5，其中第三厚度对第二厚度的比例大于0.6，以及其中第三半导体材料具有从60到80原子％的锗浓度，第三半导体材料的锗浓度大于第二半导体材料的锗浓度。本专利技术实施例提供了一种半导体装置，包括：鳍片，从基板延伸；栅极堆叠，于鳍片上；源极/漏极区域，于邻近于栅极堆叠的鳍片中，源极/漏极区域包括：第一源极/漏极材料，具有小于5nm的厚度，其中第一源极/漏极材料为硅；第二源极/漏极材料，于第一源极/漏极材料上，第二源极/漏极材料具有20-60原子％的锗浓度且具有小于30nm的厚度；以及第三源极/漏极材料，于第二源极/漏极材料上，第三源极/漏极材料具有60-80原子％的锗浓度且具有大于20nm的厚度。本专利技术实施例提供了一种半导体装置的形成方法，包括：蚀刻鳍片，以形成第一开口，鳍片从基板延伸；形成源极/漏极区域于第一开口中，其中形成源极/漏极区域的步骤包括：在5Torr-50Torr的压力下外延成长第一半导体材料于第一开口中，第一半导体材料具有大于1x1020原子/cm3的掺质离子浓度；在5Torr-50Torr的压力下外延成长第二半导体材料于第一半导体材料上，第二半导体材料具有大于5x1020原子/cm3的掺质离子浓度；以及在大于20Torr的压力下外延成长第三半导体材料于第二半导体材料上，第三半导体材料具有大于6x1020原子/cm3的掺质离子浓度；形成层间介电质于源极/漏极区域上；通过蚀刻层间介电质形成第二开口，其暴露源极/漏极区域；形成源极/漏极接触件延伸穿过第二开口以接触源极/漏极区域。附图说明以下将配合说明书附图详述本公开的各面向。应注意的是，依据在业界的标准做法，各种特征并未按照比例绘制且仅用以说明例示。事实上，可能任意地放大或缩小元件的尺寸，以清楚地表现出本公开的特征。图1-图7、图8A-图21A、图8B-图21B、图10C、图14C、图15C、图19C、图21C是根据一些实施例，示出形成FinFET的各种剖面图和透视图。附图标记说明：50～基板；50N～区域；50P～区域；51～分割线；52～半导体条/鳍片；54～绝缘材料；56～浅沟槽隔离/STI区域；58～通道区域；60～虚设介电层；62～虚设栅极层；64～遮罩层；72～虚设栅极；74～遮罩；80～栅极密封间隔物；86～栅极间隔物；88～凹槽；90～第一源极/漏极层；92～第二源极/漏极层；94～第三源极/漏极层；95～第五源极/漏极层；96～第四源极/漏极层；97～第六源极/漏极层；98/98A/98B～源极/漏极区域；100～第一层间介电质(第一ILD)；101～接触蚀刻停止层(CESL)；102～凹槽；104～栅极介电层；106～栅极电极；106A～衬层；106B～功函数调整层；106C～填充材料；110～栅极遮罩；112～第二ILD；114～栅极接触件；116～源极/漏极接触件；118～硅化物；A-A/B-B/C-C～剖面；T1/T2/T3/T4/T5～厚度；D1/D2～深度；W1～宽度；θ1～角度。具体实施方式以下内容提供了很多不同的实施例或范例，用于实施本专利技术实施例的不同部件。组件和配置的具体范例描述如下，以简化本专利技术实施例。当然，这些仅仅是范例，并非用以限定本专利技术实施例。举例来说，叙述中若提及第一部件形成于第二部件之上，可能包含第一和第二部件直接接触的实施例，也可能包含额外的部件形成于第一和第二部件之间，使得第一和第二部件不直接接触的实施例。另外，本专利技术实施例可能在许多范例中重复元件符号及/或字母。这些重复是为了简化和清楚的目的，其本身并非代表所讨论各种实施例及/或配置之间有特定的关系。再者，此处可能使用空间上的相关用语，例如“在……之下”、“在……下方”、“下方的”、“在……上方”、“上方的”和其他类似的用语可用于此，以便描述如图所示的一元件或部件与其他元件或部件之间的关系。此空间上的相关用语除了包含附图示出的方位外，也包含使用或操作中的装置的不同方位。当装置被转至其他方位时(旋转90度或其他方位)，则在此所使用的空间相对描述可同样依旋转后的方位来解读。此外，当用“约”，“近似”等描述数字或数字范围时，该用语旨在包括在合理范围内的数字，包括所描述的数字，例如所述数量的+/-10％或本领域技术人员理解的其他值。例如，术语“约5nm”包括4.5nm至5.5nm的尺寸范围。各个实施例提供了用于形成具有减少的源极/漏极电阻(Rsd)、减少的接触电阻(Rcsd)、减少的通道电阻(Rch)，减少的重叠电阻(overlapresistance，Rov)以及改善的装置性能的源极/漏极区域的制程。可以通过在半导体鳍片中形成的凹槽中外延生长第一源极/漏极层，在第一源极/漏极层上外延生长第二源极/漏极层，以及在第二源极/漏极层上外延生长第三源极/漏极来形成源极/漏极区域。具有高掺质向外扩散的材料可以用于第一源极/漏极层，这可以减少重叠电阻(Rov)。例如，第一源极/漏极层可以由掺杂硼的硅形成，前述掺杂硼的硅具有大于1×1020原子/cm3的硼掺质浓度。具有低电阻率并具施加高应变的材料可以用于第三源极/漏极层，这可以减少源极/漏极电阻(Rsd)、接触电阻(Rcsd)和通道电阻(Rch)。例如，第三源极/漏极层可以由掺杂硼的硅锗形成，前述掺杂硼的硅锗具有锗浓度为约60％-约80％，且硼浓度大于约6×1020原子/cm3或大于约8×1020原子/cm3。第二源极/漏极层可以是在第一源极/漏极层和第三源极/漏极层之本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体装置的形成方法，包括：/n蚀刻一半导体鳍片，以形成一第一凹槽；/n形成一源极/漏极区域于该第一凹槽中，其中形成该源极/漏极区域的步骤包括：/n外延成长具有一第一厚度的一第一半导体材料于该第一凹槽中，其中该第一半导体材料为硅；/n外延成长具有一第二厚度的一第二半导体材料于该第一半导体材料上，该第二半导体材料包括硅锗；以及/n外延成长一第三半导体材料于该第二半导体材料上，该第三半导体材料具有一第三厚度，其中该第三厚度对该第一厚度的比例大于5，其中该第三厚度对该第二厚度的比例大于0.6，以及其中该第三半导体材料具有从60到80原子％的锗浓度，该第三半导体材料的锗浓度大于该第二半导体材料的锗浓度。/n

【技术特征摘要】
20181130 US 62/773,542;20190816 US 16/543,0291.一种半导体装置的形成方法，包括：
蚀刻一半导体鳍片，以形成一第一凹槽；
形成一源极/漏极区域于该第一凹槽中，其中形成该源极/漏极区域的步骤包括：
外延成长具有一第一厚度的一第一半导体材料于该第一凹槽中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁姮彣，宋学昌，
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