垂直场效应晶体管（VFET）结构及其制造方法技术

本公开提供了一种垂直场效应晶体管(VFET)结构及其制造方法。该VFET结构包括：基板；形成在基板上的鳍结构；底部源极/漏极区域，形成在基板上在鳍结构的下部之间且在其相反两侧；以及浅沟槽隔离(STI)结构，形成在基板的侧部和底部源极/漏极区域的侧部，其中底部源极/漏极区域的上部包括底部硅化物层，每个底部硅化物层具有条形。

【技术实现步骤摘要】
垂直场效应晶体管（VFET）结构及其制造方法
与专利技术构思的示例性实施方式一致的设备和方法涉及垂直场效应晶体管(VFET)的结构及其制造。
技术介绍
VFET通过在半导体基板上形成用于电流流动的沟道的垂直鳍、在垂直鳍下方和在垂直鳍上形成底部源极/漏极区域和顶部源极/漏极区域以及在垂直鳍的侧壁上形成栅极结构被制造。因此，与现有技术的平面FET或finFET中的横向电流不同，电流在垂直于半导体基板的方向上在VFET中流动。此外，为了使VFET与另外的VFET、电源或另外的电子部件连接，可以在底部源极/漏极区域和顶部源极/漏极区域上形成接触结构。然而，底部源极/漏极区域通常具有固有的接触电阻，该接触电阻影响流过VFET的电流。通过使用具有高热稳定性的金属材料诸如钴、钛或钨对底部源极/漏极区域的上部进行硅化，可以减小该接触电阻。在相关技术中，在VFET结构的侧部形成浅沟槽隔离(STI)结构以使VFET结构与另外的VFET结构或电路元件绝缘之后，对底部源极/漏极区域执行硅化。图1A和图1B示出了根据现有技术的包括硅化步骤的制造VFET器件的过程的一部分的截面侧视图。图1A显示了在执行硅化之前的中间VFET结构10。中间VFET结构10包括基板100以及形成在其上的多个鳍结构111和112。鳍结构111和112中的每个包括鳍和形成在其上的硬掩模。中间VFET结构10还包括在鳍结构111的下部的左侧形成在基板100上的底部源极/漏极区域121、在鳍结构112的下部的右侧形成在基板100上的底部源极/漏极区域122、以及在鳍结构111和112的下部之间形成在基板100上的底部源极/漏极区域123。中间VFET结构10进一步包括STI结构131和132，该STI结构131和132分别形成在彼此基本共面的基板100的左侧表面和底部源极/漏极区域121的左侧表面上、以及彼此基本共面的基板100的右侧表面和底部源极/漏极区域122的右侧表面上。参照图1B，在如图1A所示地形成STI结构131和132之后，蚀刻STI结构131和132的上部以暴露在蚀刻之前分别面对STI结构131和132的底部源极/漏极区域121的左侧和底部源极/漏极区域122的右侧，然后，对底部源极/漏极区域121至123执行硅化，从而分别在底部源极/漏极区域121至123中形成硅化物层141至143。这里注意到，硅化物层141和142不仅形成在底部源极/漏极区域121和122的上部，而且形成在底部源极/漏极区域121的左侧部分和底部源极/漏极区域122的右侧部分，而硅化物层143仅形成在底部源极/漏极区域123的上部。因此，硅化物层141和142具有L形，而硅化物层143具有条形。然而，这种硅化方法导致STI结构的损失以及将在随后的步骤中在底部源极/漏极区域121至123上形成的底部间隔物的损失，因为在形成STI结构131和STI结构132并蚀刻其上部之后执行硅化。另外，由于对STI结构131和132执行蚀刻步骤以分别暴露底部源极/漏极区域121和122的左侧和右侧表面，所以这种硅化方法是复杂的。因此，需要一种使VFET结构的底部源极/漏极区域硅化的改进方法。
技术实现思路
专利技术构思的各种实施方式可以提供一种用于制造VFET结构的改进的方法和由此制造的VFET结构。根据一示例性实施方式的一方面，提供一种VFET结构，该VFET结构可以包括：基板；形成在基板上的鳍结构；底部源极/漏极区域，形成在基板上在鳍结构的下部之间且在其相反两侧；以及浅沟槽隔离(STI)结构，形成在基板的侧部和底部源极/漏极区域的侧部，其中底部源极/漏极区域的上部包括底部硅化物层，每个底部硅化物层具有条形。根据一示例性实施方式的一方面，提供一种VFET结构，该VFET结构可以包括：基板；鳍结构，形成在基板上；底部源极/漏极区域，形成在基板上在鳍结构的下部之间且在其相反两侧；浅沟槽隔离(STI)结构，形成在基板的侧部和底部源极/漏极区域的侧部；以及顶部源极/漏极区域，分别形成在鳍结构上，其中顶部源极/漏极区域的上部分别包括顶部硅化物层。根据一示例性实施方式的一方面，提供一种制造VFET结构的方法，该方法可以包括：提供中间VFET结构，该中间VFET结构包括基板、以及在基板上的鳍结构和在基板上在鳍结构的下部的相反两侧处的底部源极/漏极区域；对底部源极/漏极区域的上部进行硅化，从而在底部源极/漏极区域的上部形成底部硅化物层；以及在基板的侧部以及其上部被硅化的底部源极/漏极区域的侧部形成浅沟槽隔离(STI)结构，其中每个底部硅化物层具有条形。附图说明通过参考附图详细描述专利技术构思的示例实施方式，专利技术构思的以上和其他方面对于本领域普通技术人员而言将变得更加明显。图1A和图1B示出了根据现有技术的包括硅化步骤的制造VFET器件的过程的一部分的截面侧视图；图2A至图2G示出了根据一实施方式的包括硅化步骤的制造VFET器件的过程的一部分的截面侧视图；以及图3A至图3D示出了根据一实施方式的包括硅化步骤的制造VFET器件的过程的一部分的截面侧视图。具体实施方式在下文，将参考附图更全面地描述专利技术构思的各种实施方式。这些实施方式都是示例性的，并且可以以许多不同的形式体现，而不应被解释为限制专利技术构思。更确切地，这些实施方式仅被提供以使得本公开将是透彻和完整的，并将专利技术构思充分传达给本领域技术人员。专利技术构思可以由所附权利要求的范围限定。在附图中，为了清楚起见，各个层和区域的尺寸和相对尺寸可以被夸大，因此，附图不一定是按比例绘制的，一些特征可以被夸大以显示特定部件或元件的细节。因此，在这里公开的特定结构和功能细节不应被解释为限制性的，而仅仅是作为教导本领域技术人员以各种方式使用实施方式的方法和结构的代表基础。不排除在这里提供的实施方式与也在这里提供或没有在这里提供但是与专利技术构思一致的另外的示例或另外的实施方式的一个或更多个特征相关联。例如，即使在特定实施方式中描述的事项没有在不同的实施方式中描述，该事项可以被理解为与该不同的实施方式相关或组合，除非在其描述中另有提及。为了在下文描述的目的，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“左”和“右”及其派生词可以基于上下文与所公开的结构有关，因为它们在附图中被取向。不同附图中的相同附图标记可以指代相同的结构部件或其元件。将理解，当一元件或层被称为“在”另一元件或层“上”、“连接到”或“联接到”另一元件或层时，其可以直接在所述另一元件或层上、直接连接或联接到所述另一元件或层，或可以存在居间元件或层。相反，当一元件被称为“直接在”另一元件或层“上”、“直接连接到”或“直接联接到”另一元件或层时，则不存在居间元件或层。还将理解，附图中显示的层、图案、区域和/或元件没有按比例绘制，并且在典型的半导体器件中的一个或更多个常用层、图案、区域和/或元件在附图中可能没有被明确显示。这并不意味着与在这里描述的实施方式相对应的实际半导体器件中不包括那些层本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种垂直场效应晶体管(VFET)结构，包括：/n基板；/n形成在所述基板上的鳍结构；/n底部源极/漏极区域，形成在所述基板上在所述鳍结构的下部之间且在其相反两侧；以及/n浅沟槽隔离(STI)结构，形成在所述基板的侧部和所述底部源极/漏极区域的侧部，/n其中所述底部源极/漏极区域的上部包括底部硅化物层，每个所述底部硅化物层具有条形。/n

【技术特征摘要】
20200205 US 62/970,432;20200921 US 17/026,5321.一种垂直场效应晶体管(VFET)结构，包括：
基板；
形成在所述基板上的鳍结构；
底部源极/漏极区域，形成在所述基板上在所述鳍结构的下部之间且在其相反两侧；以及
浅沟槽隔离(STI)结构，形成在所述基板的侧部和所述底部源极/漏极区域的侧部，
其中所述底部源极/漏极区域的上部包括底部硅化物层，每个所述底部硅化物层具有条形。


2.根据权利要求1所述的垂直场效应晶体管结构，其中，所述底部源极/漏极区域包括：
第一底部源极/漏极区域，形成在所述基板上在所述鳍结构的所述下部之间；以及
第二底部源极/漏极区域，形成在所述基板上在所述鳍结构中的一个的下部的左侧，以及
其中，包括所述底部硅化物层中的一个的所述第二底部源极/漏极区域的上部的顶表面与所述浅沟槽隔离结构中的面对所述基板和所述第二底部源极/漏极区域的一个浅沟槽隔离结构的顶表面共面。


3.根据权利要求2所述的垂直场效应晶体管结构，其中，所述底部源极/漏极区域进一步包括第三底部源极/漏极区域，所述第三底部源极/漏极区域形成在所述基板上且在所述鳍结构中的另一个的下部的右侧，以及
其中，包括所述底部硅化物层中的另一个的所述第三底部源极/漏极区域的上部的顶表面与所述浅沟槽隔离结构中的面对所述基板和所述第三底部源极/漏极区域的另一个浅沟槽隔离结构的顶表面共面。


4.根据权利要求1所述的垂直场效应晶体管结构，其中，所述浅沟槽隔离结构的顶表面和所述底部源极/漏极区域的所述上部的顶表面彼此共面。


5.根据权利要求1所述的垂直场效应晶体管结构，其中，每个所述底部硅化物层由钴硅化物(CoSix)、钛硅化物(TiSix)和钨硅化物(WSix)中的至少一种形成。


6.根据权利要求1所述的垂直场效应晶体管结构，进一步包括分别形成在所述鳍结构上的顶部源极/漏极区域，
其中所述顶部源极/漏极区域的上部分别包括顶部硅化物层。


7.根据权利要求6所述的垂直场效应晶体管结构，进一步包括在所述鳍结构之间且在所述鳍结构的侧部处的层间电介质(ILD)层，
其中所述顶部源极/漏极区域的部分从所述层间电介质层突出，以及
其中所述顶部硅化物层覆盖从所述层间电介质层突出的所述顶部源极/漏极区域的所有外表面。


8.根据权利要求6所述的垂直场效应晶体管结构，其中，每个所述顶部硅化物层由钴硅化物(CoSix)、钛硅化物(TiSix)和钨硅化物(WSix)中的至少一种形成。


9.一种垂直场效应晶体管(VFET)结构，包括：
基板；
鳍结构，形成在所述基板上；
底部源极/漏极区域，形成在所述基板上在所述鳍结构的下部之间且在其相反两侧；
浅沟槽隔离(STI)结构，形成在所述基板的侧部和所述底部源极/漏极区域的侧部；以及
顶部源极/漏极区域，分别形成在所述鳍结构上，
其中所述顶部源极/漏极区域的上部分别包括顶部硅化物层。


10.根据权利要求9所述的垂直场效应晶体管结构，进一步包括在所述鳍结构之间且在所述鳍结构的侧部处的层间...

【专利技术属性】
技术研发人员：金旻奎，全辉璨，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR