專利名稱：不對稱外延生長及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及半導(dǎo)體器件制造的領(lǐng)域，并具體涉及通過不對稱外延生長制造場效晶體管的方法。
背景技術(shù)：
由于各種集成電路器件的尺寸不斷縮小，諸如場效晶體管(FET)的晶體管隨之 經(jīng)歷了性能及功耗兩方面的顯著改善。這些改善很大程度上可歸因于其中使用的器件的尺寸的減小，這些器件尺寸的減小通常轉(zhuǎn)化為晶體管的增加的通過電流(through-putcurrent)，減小的電容、電阻。然而，由此類型的“典型”縮減(在器件尺寸方面)帶來的性能改善進來遇到障礙，且在一些情況下當(dāng)該縮減超過某一點時，由于與器件尺寸的持續(xù)減小相關(guān)聯(lián)的不可避免的漏電流以及易變性的增大而受到挑戰(zhàn)。通常，集成電路的功耗和性能源自且取決于集成電路可包含的器件的電容、電阻及漏電流，以及介電材料的性質(zhì)等等，所述器件諸如電性結(jié)、導(dǎo)線。在場效晶體管的情況下，具體地，已發(fā)現(xiàn)漏極側(cè)的電容和源極側(cè)的電阻很大程度上影響FET的整體性能，且漏極側(cè)的電容減小以及該源極側(cè)的電阻減小可有助于進一步改善FET的性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實施例提供一種形成不對稱場效晶體管的方法。該方法包括在半導(dǎo)體基板頂上形成柵極結(jié)構(gòu)，該柵極結(jié)構(gòu)包括柵極堆疊和鄰近于柵極堆疊側(cè)壁的間隔體，且柵極結(jié)構(gòu)具有第一側(cè)以及與該第一側(cè)相對的第二側(cè)；從柵極結(jié)構(gòu)的第一側(cè)在基板中執(zhí)行成角度的離子注入，從而形成鄰近于第一側(cè)的離子注入?yún)^(qū)，其中柵極結(jié)構(gòu)防止成角度的離子注入到達鄰近于柵極結(jié)構(gòu)的第二側(cè)的基板；以及在柵極結(jié)構(gòu)的第一側(cè)和第二側(cè)在基板上執(zhí)行外延生長。在一個實施例中，執(zhí)行外延生長以在柵極結(jié)構(gòu)的第二側(cè)產(chǎn)生源極(或源極延伸)區(qū)并且在柵極結(jié)構(gòu)的第一側(cè)產(chǎn)生漏極(或漏極延伸)區(qū)，由外延生長形成的源極區(qū)的高度高于由外延生長形成的漏極區(qū)的高度。在一個實施例中，源極區(qū)和漏極區(qū)在柵極結(jié)構(gòu)的第一側(cè)和第二側(cè)覆蓋這些間隔體的至少一部分側(cè)面。根據(jù)一個實施例，該方法進一步包括在執(zhí)行成角度的離子注入之前，在柵極結(jié)構(gòu)的第一側(cè)和第二側(cè)形成凹陷。在一個方面中，離子注入?yún)^(qū)形成在凹陷的頂面。在另一個實施例中，執(zhí)行外延生長包括在柵極結(jié)構(gòu)的第一側(cè)生長漏極區(qū)，以及在柵極結(jié)構(gòu)的第二側(cè)生長源極區(qū)，漏極區(qū)的高度低于源極區(qū)的高度。在一個實施例中，基板為絕緣體上硅(SOI)基板，且該方法進一步包括在源極區(qū)和漏極區(qū)中執(zhí)行離子注入，其中離子注入產(chǎn)生PN結(jié)，該PN結(jié)向下延伸且接觸SOI基板內(nèi)部的絕緣層。在另一個實施例中，執(zhí)行成角度的離子注入包括將As或BF2的離子注入到鄰近于柵極結(jié)構(gòu)的第一側(cè)的區(qū)域中的基板中實質(zhì)上接近于基板的表面處。


通過結(jié)合附圖詳細描述本發(fā)明，可更充分地理解和認(rèn)識本發(fā)明，其中圖I為根據(jù)本發(fā)明實施例的形成具有不對稱的升高高度的源極/漏極的場效晶體管的方法的說明性圖示；圖2為根據(jù)本發(fā)明另一實施例的形成具有不對稱的升高高度的源極/漏極的場效晶體管的方法的說明性圖示；
圖3為根據(jù)本發(fā)明又一實施例的形成具有不對稱的升高高度的源極/漏極的場效晶體管的方法的說明性圖示；圖4為根據(jù)本發(fā)明實施例的形成具有不對稱源極/漏極的場效晶體管的方法的說明性圖示；圖5為根據(jù)本發(fā)明另一實施例的形成具有不對稱源極/漏極的場效晶體管的方法的說明性圖示；圖6為根據(jù)本發(fā)明又一實施例的形成具有不對稱源極/漏極的場效晶體管的方法的說明性圖示；圖7為根據(jù)本發(fā)明又一實施例的形成具有不對稱源極/漏極的場效晶體管的方法的說明性圖示；圖8為根據(jù)本發(fā)明又一實施例的形成具有不對稱源極/漏極的場效晶體管的方法的說明性圖示；以及圖9為根據(jù)本發(fā)明實施例的外延生長速率相對于執(zhí)行離子注入的劑量的測試結(jié)果的示例性圖示。應(yīng)理解為了簡單且清楚地示例，未必對附圖中的元件按比例繪制。例如，為了清楚，一些元件的尺寸可相對于另外的部件被夸大。
具體實施例方式在下文的詳細描述中，闡述許多具體細節(jié)以提供對本發(fā)明的各種實施例的透徹理解。然而，應(yīng)理解可以在沒有這些具體細節(jié)的情況下實施本發(fā)明的實施例。為了避免使得本發(fā)明的本質(zhì)和/或?qū)嵤├拿枋鲎兊媚：谙挛牡脑敿毭枋鲋?，可將本領(lǐng)域中已知的一些處理步驟和/或操作可結(jié)合在一起以用于陳述和/或說明的目的，而在一些示例中可能未對本領(lǐng)域中已知的處理步驟和/或操作進行詳細描述。在其它示例中，可能完全不描述對本領(lǐng)域中已知的一些處理步驟和/或操作。另外，對一些熟知的器件處理技術(shù)可能不做詳細描述，而在一些示例中，這些器件處理技術(shù)可參考引用的其它公開論文、專利和/或?qū)＠暾?，從而避免使本發(fā)明的本質(zhì)和/或?qū)嵤├拿枋鲎兊媚：?yīng)理解，下文的描述更集中于本發(fā)明的各種實施例的區(qū)別特征和/或要素。圖I為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的形成具有不對稱的升高高度的源極/漏極的場效晶體管(FET)的方法的說明性圖示。例如，該方法可包括提供半導(dǎo)體基板110，在該半導(dǎo)體基板上一個或多個場效晶體管可隨后形成為具有不對稱的升高高度的源極/漏極。半導(dǎo)體基板110可為例如硅基板、絕緣體上硅(SOI)基板或可被認(rèn)為適合于在其上形成半導(dǎo)體器件的任何其它基板。如在圖I中，作為不例，半導(dǎo)體基板Iio不出為包括第一娃層111、在娃層111的頂上的絕緣層112及在絕緣層112的頂上的第二硅層113。絕緣層112可由二氧化硅(Si02)、氮化硅或任何其它絕緣材料制成，而第二硅層113因為形成于絕緣體112的頂上，所以可稱為絕緣體上硅(SOI)層。接著，為了形成具有不對稱的升高高度的源極/漏極的場效晶體管100，該方法可包括通過應(yīng)用前端線(front-end-of-line;FEOL)技術(shù)的一個或多個工藝在基板110的頂上形成柵極堆疊120。柵極堆疊120可至少包括柵極介電層、柵極導(dǎo)體層121及硬掩模層122。諸如氮化硅(SiN)硬掩模的硬掩模層122可形成于柵極導(dǎo)體121的頂上，以防止在后續(xù)形成FET 100的源極/漏極的步驟期間在柵極導(dǎo)體121 (其也可能為硅)的頂上的硅的潛在外延生長。在形成柵極堆疊120之后，間隔體131和間隔體132可形成于柵極堆疊120的側(cè)壁。間隔體131和間隔體132形成為界定例如柵極堆疊120左側(cè)與右側(cè)的區(qū)域，其中 FET 100的源極和漏極可以分別形成，如下文更詳細地描述。此處，值得注意的是，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將了解如上文所描述且在下文更詳細地描述的本發(fā)明實施例并不限于形成FET的不對稱的源極/漏極的上述方面。除FET的源極/漏極之外，本發(fā)明實施例可類似地應(yīng)用于其它領(lǐng)域，諸如應(yīng)用于形成不對稱的源極/漏極延伸。例如在上述示例中，當(dāng)間隔體131及間隔體132形成為具有實質(zhì)上薄的厚度的偏移(off-set)間隔體時，下文描述的工藝可類似地應(yīng)用于形成FET 100的不對稱源極/漏極延伸來替代不對稱源極/漏極，或應(yīng)用于除了形成不對稱源極/漏極之外還形成FET 100的不對稱源極/漏極延伸。然而，在下文中，為了避免使本發(fā)明的本質(zhì)變得模糊，以下的描述將主要集中于形成場效晶體管的不對稱源極/漏極。圖2為根據(jù)本發(fā)明另一實施例的形成具有不對稱的升高高度的源極/漏極的場效晶體管的方法的說明性圖示。例如，在形成如圖I所示的在側(cè)壁具有間隔體131和間隔體132的柵極堆疊120之后，該方法可包括自FET 100的漏極側(cè)執(zhí)行成角度的離子注入170。在一個方面中，以柵極堆疊120用作阻擋掩模，成角度的離子注入170可僅在硅層113的漏極區(qū)中的柵極堆疊120的右側(cè)形成注入?yún)^(qū)114。例如，利用高度例如為50nm的柵極堆疊(其對于20nm和/或30nm的節(jié)點應(yīng)用而言為典型的)，以大于約45度的角度(自基板110的法線測量)的成角度的離子注入170可足以在柵極堆疊120的左側(cè)區(qū)域(亦即，硅層113的源極區(qū))中幾乎不引起離子注入或引起極少的離子注入。在離子注入期間，柵極堆疊120的頂上的硬掩模層122也可被注入且在圖2中顯示為區(qū)域123。根據(jù)一個實施例，可以使用諸如As和/或BF2的類型的離子執(zhí)行注入，這些離子可有效地抑制其頂上的硅外延生長。另外，可以通過適當(dāng)?shù)乜刂谱⑷牍に囍惺褂玫碾x子的能級而僅在硅層113的頂表面周圍執(zhí)行淺注入，在后續(xù)步驟中可在硅層113的頂表面上執(zhí)行外延生長。圖3為根據(jù)本發(fā)明的又一實施例形成具有不對稱的升高高度的源極/漏極的場效晶體管的方法的說明性圖示。在如圖2所示的成角度的離子注入之后，該方法可包括執(zhí)行例如硅鍺(SiGe)、碳化硅(SiC)或其它適合的原位摻雜的材料(取決于所形成的晶體管的類型，pFET或nFET)的外延生長，以形成FET 100的源極和漏極。更具體地，相比于柵極堆疊120的左側(cè)區(qū)域(其中在硅層113的頂上直接執(zhí)行外延生長)，在柵極堆疊120的右側(cè)區(qū)域中(其中成角度的離子注入170對下方的表面材料114進行了預(yù)處理)的外延生長180的速率可顯著降低。因此，漏極區(qū)141可形成于表面114的頂上。漏極區(qū)141可具有實質(zhì)上比源極區(qū)142低的高度(輪廓)，源極區(qū)142在同一外延生長期間形成在柵極堆疊120的左偵U。漏極區(qū)141的較低的高度降低了在漏極側(cè)的“轉(zhuǎn)移(carryover)”或“邊緣”電容，而源極區(qū)142的相對較高的高度減小了在源極側(cè)的外部電阻，兩者通過增加其操作速度來幫助改善FET 100的性能。在間隔體131和間隔體132都為偏移間隔體的情況下，也可形成不對稱的源極/漏極延伸區(qū)。在形成不對稱的源極/漏極區(qū)之前或之后，可以使用熟知的FEOL工藝規(guī)則地形成可成為FET 100的一部分的其它構(gòu)件。因此在下文中省略對其形成的詳細描述從而避免使本發(fā)明的真實本質(zhì)變得模糊。 圖4為根據(jù)本發(fā)明實施例的形成具有不對稱源極/漏極的場效晶體管的方法的說明性圖示。在該實施例中，例如，該方法可包括初始提供半導(dǎo)體基板，該半導(dǎo)體基板可具有例如“BOX”結(jié)構(gòu)，該“BOX”結(jié)構(gòu)包括絕緣層211 (例如，SiO2埋置氧化物層(box layer))以及絕緣體上硅(SOI)層212。SOI層212 (或硅層212)可根據(jù)要形成于其上的FET 200的類型(pFET或nFET)以P型摻雜劑或η型摻雜劑輕摻雜。另外，淺溝槽隔離STI 213可圍繞FET 200形成于SOI層212內(nèi)部，以將FET 200與可形成在同一基板上的鄰近的有源和/或無源器件隔離。接著，該方法可包括在SOI層212的頂上形成柵極堆疊220。柵極堆疊220可包括柵極介電層、柵極導(dǎo)體層221和其上的硬掩模層222，例如氮化硅(SiN)層。SiN硬掩模層222可形成以防止在外延生長源極和/或漏極的后續(xù)步驟中柵極導(dǎo)體221的頂上的硅外延生長。接著可鄰近柵極堆疊220的側(cè)壁形成間隔體231和間隔體232。源極/漏極延伸214可形成在硅層212內(nèi)部，源極/漏極延伸214典型地是指在間隔體231和間隔體232下方且靠近柵極堆疊220的摻雜區(qū)214。圖5為根據(jù)本發(fā)明另一實施例的形成具有不對稱源極/漏極的場效晶體管的方法的說明性圖示。例如，該方法的實施例可包括使用間隔體231和間隔體232作為掩模來執(zhí)行源極區(qū)及漏極區(qū)的蝕刻，從而在硅層212內(nèi)部產(chǎn)生凹陷區(qū)215?？梢酝ㄟ^反應(yīng)性離子蝕刻(RIE)工藝或任何其它可用的蝕刻工藝來進行源極區(qū)和漏極區(qū)的蝕刻。凹陷區(qū)215的深度通常比源極/漏極延伸214深且限制在間隔體231/232與STI 213之間。圖6為根據(jù)本發(fā)明又一實施例的形成具有不對稱源極/漏極的場效晶體管的方法的說明性圖示。在形成如圖5所示凹陷的源極區(qū)及漏極區(qū)215之后，該方法的實施例可包括執(zhí)行成角度的離子注入270以在柵極堆疊220的漏極側(cè)的硅層212內(nèi)部產(chǎn)生離子注入?yún)^(qū)216。在離子注入工藝270期間，柵極堆疊220可用作阻擋掩模，并且對20nm和/或30nm的節(jié)點應(yīng)用以某一角度或大于該某一角度(諸如約45度)執(zhí)行注入，柵極堆疊220左側(cè)的源極區(qū)可不經(jīng)歷離子注入或經(jīng)歷極少的離子注入?？墒褂每捎行У匾种破漤斏系墓柰庋由L的類型的離子，諸如，例如通過使用As和/或BF2的離子來執(zhí)行注入。另外，可僅在硅層212的頂表面周圍執(zhí)行淺注入，在柵極堆疊220的右側(cè)產(chǎn)生凹陷區(qū)215中的離子注入?yún)^(qū)216的頂表面。同時，由于離子注入，硬掩模層222也可成為離子注入?yún)^(qū)223。
圖7為根據(jù)本發(fā)明的又一實施例的形成具有不對稱源極/漏極的場效晶體管的方法的說明性圖示。在如圖6所示的柵極堆疊220的漏極側(cè)的離子注入之后，該方法可包括在柵極堆疊220的左側(cè)和右側(cè)的凹陷區(qū)215中執(zhí)行例如硅鍺(SiGe)材料的外延生長280以形成源極區(qū)242和漏極區(qū)241。另外，應(yīng)了解本發(fā)明實施例并不受限于上述方面，取決于所形成的FET的類型，諸如例如碳化硅的其它材料可用于外延生長中。根據(jù)一個實施例，因為在漏極區(qū)241中在離子注入?yún)^(qū)216的頂上執(zhí)行外延生長，所以區(qū)域216頂上的硅鍺生長速率可被抑制為顯著慢于源極區(qū)242上的外延生長，硅鍺層241形成的高度小于形成于柵極堆疊220左側(cè)的硅鍺層242的高度。在一個實施例中，硅鍺層241形成為與至少部分的漏極延伸區(qū)214重疊，漏極延伸區(qū)214在間隔體231下方。圖8為根據(jù)本發(fā)明又一實施例的形成具有不對稱源極/漏極的場效晶體管的方法的說明性圖示。例如，在形成漏極區(qū)241和源極區(qū)242的硅鍺的外延生長之后，該方法可包括在區(qū)域241和區(qū)域242中執(zhí)行離子注入290以形成FET 200的源極和漏極。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，因為漏極區(qū)241具有在厚度上較低的輪廓(與源極區(qū)242相比)，所以離子注 入290可建立P-N結(jié)輪廓251，P-N結(jié)輪廓251較深地延伸至硅層212中且可能接觸絕緣層211。P-N結(jié)輪廓251使漏極241下方幾乎不產(chǎn)生漏電流通道，且引起結(jié)電容減小，從而改善FET 200的性能。根據(jù)另一實施例，該方法可產(chǎn)生在厚度上具有相對較高的輪廓(與漏極區(qū)241相比)的源極區(qū)242，源極區(qū)242因此具有減小的電阻，從而改善FET 200的性能。在源極區(qū)242中的P-N結(jié)輪廓252可較淺地延伸至硅層212中，且在一些示例中可形成于源極區(qū)242的硅鍺內(nèi)部。圖9為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的外延生長速率相對于執(zhí)行的離子注入劑量的測試結(jié)果的示例性圖示。大多數(shù)測試是使用As摻雜劑在η型FET (nFET)上并且在約6千電子伏(KeV)的能級下進行。從圖9可明顯看出，外延生長速率受到影響，因此在離子注入期間可通過控制所使用劑量的水平來有效地控制外延生長速率。例如，當(dāng)劑量從約I X IO15/cm2加倍至約2 X IO1Vcm2時，生長速率可從約60nm顯著地降低至約20nm，且當(dāng)劑量增加至例如約4X IO1Vcm2時，生長速率可進一步降低。圖9中圖示的實驗測試結(jié)果可經(jīng)由速率校準(zhǔn)而應(yīng)用于控制如圖7所示的FET 200的外延生長的源極區(qū)242和漏極區(qū)241的厚度的相對差異。雖然本文已示出且描述了本發(fā)明的某些特征，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將意識到許多變型、替代、改變及等同形式。因此，應(yīng)理解所附權(quán)利要求旨在涵蓋落入本發(fā)明的精神內(nèi)的所有的變型和改變。
權(quán)利要求
1.一種方法，包括 在半導(dǎo)體基板(110、212/211)的頂上形成柵極結(jié)構(gòu)，所述柵極結(jié)構(gòu)包括柵極堆疊(120、220)和鄰近于所述柵極堆疊的側(cè)壁的多個間隔體(131/132、231/232)，且所述柵極結(jié)構(gòu)具有第一側(cè)以及與所述第一側(cè)相對的第二側(cè)； 從所述柵極結(jié)構(gòu)的所述第一側(cè)在所述基板中執(zhí)行成角度的離子注入(170、270)，從而形成鄰近于所述第一側(cè)的離子注入?yún)^(qū)(114、216)，其中所述柵極結(jié)構(gòu)防止所述成角度的離子注入到達鄰近于所述柵極結(jié)構(gòu)的所述第二側(cè)的所述基板；以及 在所述柵極結(jié)構(gòu)的該第一側(cè)和第二側(cè)在所述基板上執(zhí)行外延生長(180、280)。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其中所述執(zhí)行外延生長在所述柵極結(jié)構(gòu)的所述第二側(cè)產(chǎn)生源極區(qū)(142、242)并且在所述柵極結(jié)構(gòu)的所述第一側(cè)產(chǎn)生漏極區(qū)(141、241)，由所述外延生長形成的所述源極區(qū)的高度高于由所述外延生長形成的所述漏極區(qū)的高度。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述源極區(qū)和所述漏極區(qū)覆蓋所述柵極結(jié)構(gòu)的所述第一側(cè)和第二側(cè)的所述間隔體(圖3)的至少一部分側(cè)面。
4.如權(quán)利要求I所述的方法，進一步包括在執(zhí)行所述成角度的離子注入之前，在所述柵極結(jié)構(gòu)的所述第一側(cè)和所述第二側(cè)產(chǎn)生凹陷(215)。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中所述離子注入?yún)^(qū)(216)形成于所述凹陷的頂面。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中執(zhí)行所述外延生長包括在所述柵極結(jié)構(gòu)的所述第一側(cè)生長漏極區(qū)(241)以及在所述柵極結(jié)構(gòu)的所述第二側(cè)生長源極區(qū)(242)，所述漏極區(qū)的高度低于所述源極區(qū)的高度。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中所述基板為絕緣體上硅(SOI)基板，該方法進一步包括在所述源極區(qū)和所述漏極區(qū)中執(zhí)行離子注入(290)，所述離子注入產(chǎn)生PN結(jié)(251)，該PN結(jié)向下延伸且接觸所述SOI基板內(nèi)部的絕緣層(211)。
8.如權(quán)利要求I所述的方法，其中所述執(zhí)行成角度的離子注入包括將As或BF2的離子注入到鄰近于所述柵極結(jié)構(gòu)的所述第一側(cè)的區(qū)域中的所述基板中，在實質(zhì)上接近于所述基板的表面處。
9.如權(quán)利要求I所述的方法，進一步包括在所述外延生長之前，在所述柵極堆疊的頂上形成硬掩模層且覆蓋所述柵極堆疊，所述硬掩模防止所述柵極堆疊的頂上的所述外延生長。
10.一種方法，包括 在半導(dǎo)體基板(110、212/211)的頂上形成柵極結(jié)構(gòu)，所述柵極結(jié)構(gòu)具有第一側(cè)以及與所述第一側(cè)相對的第二側(cè)； 從所述柵極結(jié)構(gòu)的所述第一側(cè)執(zhí)行成角度的離子注入(170、270)，從而在鄰近于所述第一側(cè)的所述基板中形成離子注入?yún)^(qū)(114、216)，其中所述柵極結(jié)構(gòu)防止所述成角度的離子注入到達鄰近于所述柵極結(jié)構(gòu)的所述第二側(cè)的所述基板；以及 在所述柵極結(jié)構(gòu)的所述第一側(cè)和第二側(cè)在所述基板上執(zhí)行外延生長(180、280)。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中以自所述基板的法線測量大于約45度的角度執(zhí)行所述離子注入，且所述角度足夠大以確保鄰近于所述柵極結(jié)構(gòu)的所述第二側(cè)的所述基板不接收離子注入或?qū)嵸|(zhì)上接收極少的離子注入。
12.如權(quán)利要求10所述的方法，其中所述執(zhí)行外延生長在所述柵極結(jié)構(gòu)的所述第一側(cè)產(chǎn)生第一區(qū)域且在所述柵極結(jié)構(gòu)的所述第二側(cè)產(chǎn)生第二區(qū)域，由所述外延生長形成的所述第二區(qū)域(142、242)的厚度厚于由所述外延生長形成的所述第一區(qū)域(141、241)的厚度。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中所述第一區(qū)域為場效晶體管的漏極區(qū)且所述第二區(qū)域為場效晶體管的源極區(qū)。
14.如權(quán)利要求12所述的方法，其中所述第一區(qū)域為場效晶體管的漏極延伸區(qū)且所述第二區(qū)域為場效晶體管的源極延伸區(qū)。
15.如權(quán)利要求13所述的方法，其中所述源極區(qū)和所述漏極區(qū)覆蓋形成在所述柵極結(jié)構(gòu)的所述第一側(cè)和第二側(cè)的間隔體(圖3)的至少一部分側(cè)面。
16.如權(quán)利要求10所述的方法，進一步包括在執(zhí)行所述成角度的離子注入之前，在所述柵極結(jié)構(gòu)的所述第一側(cè)和第二側(cè)在所述基板中產(chǎn)生凹陷(圖5)，所述凹陷具有低于所述柵極結(jié)構(gòu)的頂表面。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其中所述離子注入?yún)^(qū)形成于所述凹陷(215)的所述頂表面。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中執(zhí)行所述外延生長包括在所述柵極結(jié)構(gòu)的所述第一側(cè)生長漏極區(qū)以及在所述柵極結(jié)構(gòu)的所述第二側(cè)生長源極區(qū)，所述漏極區(qū)(141、241)的高度低于所述源極區(qū)(142、242)的高度。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中所述基板為絕緣體上硅(SOI)基板，所述方法進一步包括在所述源極區(qū)和所述漏極區(qū)中執(zhí)行離子注入(290)，所述離子注入產(chǎn)生PN結(jié)(251)，所述PN結(jié)向下延伸且接觸所述SOI基板內(nèi)部的絕緣層(211)。
20.如權(quán)利要求10所述的方法，其中所述執(zhí)行成角度的離子注入包括將As或BF2的離子注入到鄰近于所述柵極結(jié)構(gòu)的所述第一側(cè)的區(qū)域中的所述基板中，在實質(zhì)上接近于所述基板的表面處。
21.—種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu),包含 半導(dǎo)體基板的頂面上的柵極結(jié)構(gòu)，所述柵極結(jié)構(gòu)具有柵極堆疊(120、220)和在所述柵極結(jié)構(gòu)的第一側(cè)和第二側(cè)的間隔體(131/132、231/232)； 具有第一厚度的第一外延生長區(qū)(141、241)，在所述柵極結(jié)構(gòu)的所述第一側(cè)；以及 具有第二厚度的第二外延生長區(qū)，在所述柵極結(jié)構(gòu)的所述第二側(cè)， 其中所述第二厚度厚于所述第一厚度，且所述第一外延生長區(qū)形成于離子注入?yún)^(qū)(114,216)的頂上。
22.如權(quán)利要求21所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中所述第一外延生長區(qū)形成于采用As或BF2離子注入的所述離子注入?yún)^(qū)的頂上。
23.如權(quán)利要求21所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中所述第一外延生長區(qū)和所述第二外延生長區(qū)分別為場效晶體管的漏極延伸區(qū)和源極延伸區(qū)，并且所述第一外延生長區(qū)和所述第二外延生長區(qū)覆蓋所述柵極結(jié)構(gòu)的所述第一側(cè)和所述第二側(cè)的所述間隔體的至少一部分側(cè)面。
24.如權(quán)利要求21所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中所述第一外延生長區(qū)和所述第二外延生長區(qū)分別為場效晶體管的漏極區(qū)和源極區(qū)，并且所述第一外延生長區(qū)和所述第二外延生長區(qū)形成在凹陷中，所述凹陷產(chǎn)生在所述柵極結(jié)構(gòu)的左側(cè)和右側(cè)的所述基板中。
25.如權(quán)利要求24所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中所述基板為絕緣體上硅(SOI)基板，且其中形成于所述漏極區(qū)內(nèi)部的PN結(jié)(251)向下延伸且接觸所述SOI基板內(nèi)部的絕緣層。
全文摘要
本發(fā)明提供一種形成不對稱場效晶體管的方法。該方法包括在半導(dǎo)體基板的頂上形成柵極結(jié)構(gòu)，該柵極結(jié)構(gòu)包括柵極堆疊和鄰近于柵極堆疊側(cè)壁的間隔體，且該柵極堆疊具有第一側(cè)以及與第一側(cè)相對的第二側(cè)；從柵極結(jié)構(gòu)的第一側(cè)在基板中執(zhí)行成角度的離子注入，從而形成鄰近于第一側(cè)的離子注入?yún)^(qū)，其中柵極結(jié)構(gòu)防止成角度的離子注入到達鄰近于柵極結(jié)構(gòu)的第二側(cè)的基板；以及在柵極結(jié)構(gòu)的第一側(cè)和第二側(cè)在基板上執(zhí)行外延生長。因此，離子注入?yún)^(qū)上的外延生長比未經(jīng)歷離子注入的區(qū)域慢得多。由外延生長在柵極結(jié)構(gòu)的第二側(cè)形成的源極區(qū)的高度高于由外延生長在柵極結(jié)構(gòu)的第一側(cè)形成的漏極區(qū)的高度。還提供一種由此形成的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。
文檔編號H01L29/78GK102893380SQ201080050625
公開日2013年1月23日 申請日期2010年10月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月9日
發(fā)明者尹海洲, 汪新慧, K.K.錢, 任志斌 申請人:國際商業(yè)機器公司