P型鰭式場效應晶體管及其形成方法
【專利摘要】一種P型鰭式場效應晶體管及其形成方法，所述P型鰭式場效應晶體管，包括：半導體襯底，所述半導體襯底上具有凸起的鰭部，鰭部側壁和頂部表面具有柵極結構，所述柵極結構的側壁具有側墻；在柵極結構兩側的鰭部內(nèi)具有凹槽；所述凹槽的側壁和底部表面具有硅鍺層；所述硅鍺層表面具有阻擋層；所述阻擋層上具有金屬層，所述金屬層填充滿凹槽，金屬層、阻擋層和硅鍺層構成P型鰭式場效應晶體管的源/漏區(qū)。相鄰鰭式場效應晶體管的鰭部上的硅鍺層不會發(fā)生橋接現(xiàn)象。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及半導體制造領域，特別涉及一種P型鰭式場效應晶體管及其形成方 法。 P型鰭式場效應晶體管及其形成方法

【背景技術】
[0002] M0S晶體管通過在柵極施加電壓，調(diào)節(jié)通過溝道區(qū)域的電流來產(chǎn)生開關信號。但 當半導體技術進入45納米以下節(jié)點時，傳統(tǒng)的平面式M0S晶體管對溝道電流的控制能力變 弱，造成嚴重的漏電流。鰭式場效應晶體管（Fin FET)是一種新興的多柵器件，它一般包括 具有高深寬比的半導體鰭部，覆蓋部分所述鰭部的頂部和側壁的柵極結構，位于所述柵極 結構兩側的鰭部內(nèi)的源區(qū)和漏區(qū)。
[0003] 為了提高鰭式場效應晶體管的性能，在鰭式場效應晶體管的制備過程中，通常會 在鰭式場效應晶體管的源區(qū)和漏區(qū)上形成應力層，以在鰭式場效應晶體管的溝道區(qū)引入應 力。請參考圖1，圖1為現(xiàn)有技術形成的鰭式場效應晶體管的剖面結構示意圖，包括：半導 體襯底100 ;位于所述半導體襯底100上的凸起的鰭部102 ;位于所述半導體襯底100表面 且覆蓋部分所述鰭部102側壁的隔離層101 ;位于所述鰭部102內(nèi)的源/漏區(qū)103 ;位于所 述源/漏區(qū)103上的硅鍺層104。所述硅鍺層104通常用于在所述鰭式場效應晶體管的溝 道區(qū)域引入應力，提高載流子遷移率。
[0004] 所述硅鍺層104通常采用選擇性外延工藝形成，但由于在外延工藝中，半導體材 料在不同晶面上的生長速度不同，例如硅材料在（111)晶面的生長速度小于其他晶面的生 長速度，造成后續(xù)形成的硅鍺層104的形狀與源/漏區(qū)103的矩形形狀不同，例如圖1中的 硅鍺層104剖面為菱形。
[0005] 請參考圖2,隨著半導體工藝尺寸的減小，鰭式場效應晶體管中兩個鰭部102之間 的距離越來越近，且硅鍺層104的形狀不規(guī)則，有可能導致位于相鄰鰭部102上的硅鍺層 104發(fā)生橋接，形成接觸區(qū)域105,造成漏電流。
[0006] 因此現(xiàn)有技術的兩個相鄰鰭式場效應晶體管的硅鍺層104易接觸，造成漏電流， 并且現(xiàn)有形成的硅鍺層104的應力較小。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明解決的問題是相鄰鰭式場效應晶體管的鰭部上形成的硅鍺層發(fā)生橋接。
[0008] 為解決上述問題，本發(fā)明技術方案提供了一種P型鰭式場效應晶體管的形成方 法，包括：提供半導體襯底，所述半導體襯底上形成有凸起的鰭部；形成橫跨所述鰭部側 壁和頂部表面的柵極結構；在所述柵極結構的側壁形成側墻；刻蝕所述柵極結構兩側的鰭 部，在柵極結構兩側的鰭部內(nèi)形成凹槽；在所述凹槽的側壁和底部表面外延形成硅鍺層； 在所述硅鍺層表面形成阻擋層；在所述阻擋層上形成金屬層，所述金屬層填充滿剩余的凹 槽，金屬層、阻擋層和硅鍺層構成P型鰭式場效應晶體管的源/漏區(qū)。
[0009] 可選的，所述硅鍺層的厚度小于等于9納米。
[0010] 可選的，所述硅鍺層中鍺原子的百分比含量大于等于60%。
[0011] 可選的，所述硅鍺層的形成工藝為選擇性外延工藝。
[0012] 可選的，所述選擇性外延工藝的溫度是400?800攝氏度，壓強0. 2?5托，硅源氣 體是SiH4 *DCS，鍺源氣體是GeH4，選擇性氣體為Cl2或此1，載氣為H2，其中硅源氣體的流量 為100?400sccm，鍺源氣體的流量為200?500sccm，選擇性氣體的流量為40?150sccm， H2的流量是1?lOslm。
[0013] 可選的，選擇性外延工藝形成硅鍺層時，所述硅鍺層中原位摻雜有硼離子、鋁離子 或銦離子。
[0014] 可選的，所述原位摻雜離子為硼離子，原位摻雜的雜質(zhì)源氣體為b2h6或BC1 3。
[0015] 可選的，所述阻擋層為具有壓應力的氮化鈦。
[0016] 可選的，所述阻擋層的厚度大于等于25納米，并且所述阻擋層的頂端高于鰭部的 頂部表面，阻擋層的高于鰭部的頂部表面的部分與側墻相接觸。
[0017] 可選的，所述阻擋層的形成工藝為化學氣相沉積或原子層沉積或濺射。
[0018] 可選的，化學氣相沉積或原子層沉積形成阻擋層時，所述阻擋層中原位摻雜有P 型雜質(zhì)離子。
[0019] 可選的，所述P型雜質(zhì)離子為硼離子、鋁離子或銦離子。
[0020] 可選的，所述金屬層的材料為鎢。
[0021] 可選的，所述金屬層具有壓應力。
[0022] 可選的，所述凹槽的寬度大于或等于鰭部的寬度。
[0023] 本發(fā)明技術方案還提供了一種P型鰭式場效應晶體管，包括：半導體襯底，所述半 導體襯底上具有凸起的鰭部，鰭部側壁和頂部表面具有柵極結構，所述柵極結構的側壁具 有側墻；在柵極結構兩側的鰭部內(nèi)具有凹槽；所述凹槽的側壁和底部表面具有硅鍺層；所 述硅鍺層表面具有阻擋層；所述阻擋層上具有金屬層，所述金屬層填充滿凹槽，金屬層、阻 擋層和硅鍺層構成P型鰭式場效應晶體管的源/漏區(qū)。
[0024] 可選的，所述硅鍺層的厚度小于等于9納米，所述硅鍺層中鍺原子的百分比含量 大于等于60%。
[0025] 可選的，所述阻擋層為壓應力的氮化鈦，所述阻擋層的厚度大于等于25納米，并 且所述阻擋層的頂端高于鰭部的頂部表面，阻擋層的高于鰭部的頂部表面的部分與側墻相 接觸。
[0026] 可選的，所述金屬層的材料為鎢，所述金屬層具有壓應力。
[0027] 可選的，所述硅鍺層和阻擋層中摻雜有P型雜質(zhì)離子。
[0028] 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明技術方案具有以下優(yōu)點：
[0029] 在柵極結構兩側的鰭部內(nèi)形成凹槽，在所述凹槽的側壁和底部表面形成硅鍺層， 在所述硅鍺層表面形成阻擋層，在所述阻擋層上形成金屬層，形成的硅鍺層只位于凹槽的 側壁和底部，能防止相鄰的鰭部源/漏區(qū)的硅鍺層發(fā)生橋接的現(xiàn)象。另外，在凹槽的側壁和 底部外延形成硅鍺層時，由于形成的硅鍺層的后續(xù)較薄，可以防止形成過程中位錯效應的 影響，使得形成的硅鍺層具有較大的應力。
[0030] 所述硅鍺層的厚度小于等于9nm (納米)，硅鍺層中的鍺原子的百分比含量大于等 于60%，形成的硅鍺層的厚度很薄，采用選擇性外延工藝形成硅鍺層時，能有效的避免位錯 效應的發(fā)生，形成的硅鍺層中鍺原子的百分比含量較高，從而增大了硅鍺層施加在鰭式場 效應晶體管溝道區(qū)的應力，并且在進行外延時，所述硅鍺層只會形成在凹槽內(nèi)，可以避免相 鄰鰭部的硅鍺層之間發(fā)生橋接現(xiàn)象。
[0031] 所述阻擋層材料為具有壓應力的氮化鈦，其不僅可以作為金屬的擴散阻擋層，還 可以在鰭式場效應晶體管的溝道區(qū)施加壓應力。所述阻擋層的厚度大于等于25納米，并且 所述阻擋層的頂端高于鰭部的頂部表面，阻擋層的高于鰭部的頂部表面的部分與側墻相接 觸，使得高于鰭部頂部表面的部分阻擋層可以通過側墻對鰭式場效應晶體管的溝道區(qū)施加 壓應力，增加了施加的壓應力的大小。
[0032] 所述形成的凹槽的寬度大于或等于鰭部的寬度，從而使得凹槽的與側墻延伸方向 垂直的兩個側壁與非襯底材料(掩膜層）相接觸，因此后續(xù)選擇性外延在凹槽中形成硅鍺層 時，硅鍺材料只會在凹槽的底部以及另外兩個側壁上（與側墻延伸方向平行的側壁）生長， 能有效的減少同時在凹槽的四個側壁和底部生長硅鍺材料時，相鄰側壁上生長的硅鍺材料 因生長速率不同而產(chǎn)生位錯等缺陷。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0033] 圖1?圖2為現(xiàn)有技術轄式場效應晶體管的結構不意圖；
[0034] 圖3?圖10為本發(fā)明實施例P型鰭式場效應晶體管形成過程的結構示意圖。

【具體實施方式】
[0035] 由【背景技術】可知，現(xiàn)有技術形成具有嵌入式源區(qū)和漏區(qū)的鰭式場效應晶體管時， 相鄰兩個鰭式場效應晶體管的嵌入式源/漏區(qū)之間容易接觸，產(chǎn)生漏電流。
[0036] 本發(fā)明的發(fā)明人通過研究現(xiàn)有技術形成鰭式場效應晶體管的形成工藝，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有 技術相鄰兩個鰭式場效應晶體管的硅鍺層之間之所以容易接觸，是由于在形成外延層時， 半導體材料在不同晶面的生長速度不同，造成所形成的硅鍺層形狀不規(guī)則，具有棱角和凸 出的尖端，隨著特征尺寸的不斷減小，相鄰的鰭式場效應晶體管的源/漏區(qū)上形成的硅鍺 層容易發(fā)生橋接。
[0037] 發(fā)明人進一步研究發(fā)現(xiàn)，可以通過刻蝕柵極結構兩側的鰭部形成凹槽，然后再凹 槽中外延填充滿硅鍺，形成嵌入式硅鍺層，這樣雖然可以避免相鄰的鰭部發(fā)生橋接的現(xiàn)象， 但是由于形成的嵌入式硅鍺層的厚度較厚，外延時間較長，在外延形成硅鍺層時，易引起位 錯效應（stacking fault),位錯效應會在娃鍺層中帶來晶格缺陷并使得外延形成的娃鍺層 中的者含量降低，從而影響形成的硅鍺層的應力大小和應力的分布均勻性。
[0038] 為此，本發(fā)明的發(fā)明人提出一種P型鰭式場效應晶體管及其形成方法，在柵極結 構兩側的鰭部內(nèi)形成凹槽，在所述凹槽的側壁和底部表面形成硅鍺層，在所述硅鍺層表面 形成阻擋層，在所述阻擋層上形成金屬層，形成的硅鍺層只位于凹槽的側壁和底部，能防止 相鄰的鰭部源/漏區(qū)的硅鍺層發(fā)生橋接的現(xiàn)象，另外，在凹槽的側壁和底部外延形成硅鍺 層時，由于形成的硅鍺層的后續(xù)較薄，可以防止形成過程中位錯效應的影響，使得形成的硅 鍺層具有較大的應力。
[0039] 為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本發(fā)明 的【具體實施方式】做詳細的說明。在詳述本發(fā)明實施例時，為便于說明，示意圖會不依一般比 例作局部放大，而且所述示意圖只是示例，其在此不應限制本發(fā)明的保護范圍。此外，在實 際制作中應包含長度、寬度及深度的三維空間尺寸。
[0040] 圖3?圖10為本發(fā)明實施例P型鰭式場效應晶體管形成過程的結構示意圖。
[0041] 參考圖3和圖4,圖4為圖3沿切割線AB方向的結構示意圖，提供半導體襯底200， 所述半導體襯底200上形成有凸起的鰭部201 ;形成橫跨所述鰭部201側壁和頂部表面的 柵極結構202 ;在所述柵極結構202的側壁形成側墻204。
[0042] 所述半導體襯底200可以是硅或者絕緣體上硅（SOI )，所述半導體襯底200也可以 是鍺、鍺硅、砷化鎵或者絕緣體上鍺，本實施中所述半導體襯底200的材料為硅。
[0043] 所述半導體襯底200表面具有凸起的鰭部201，所述鰭部201通過刻蝕半導體襯底 200形成，在本發(fā)明的其他實施例中，所述鰭部201通過外延工藝形成。所述鰭部201中可 以根據(jù)形成的鰭式場效應晶體管的類型不同摻雜有不同類型的雜質(zhì)離子，本實施例中，待 形成的鰭式場效應晶體管為P型鰭式場效應晶體管時，鰭部201中可以摻雜N型雜質(zhì)離子。
[0044] 本實施例中，所述半導體襯底200上還形成有隔離結構203,所述隔離結構203的 表面低于鰭部201的頂部表面，所述隔離結構203用于電學隔離相鄰的鰭部201，所述隔離 結構203的材料為氧化硅、氮化硅或氮氧化硅，本實施例中所述隔離結構203的材料為氧化 硅。隔離結構203形成的具體過程為：首先形成覆蓋所述半導體襯底200和鰭部201的隔 離材料層；然后采用化學機械研磨工藝平坦化所述隔離材料層，以鰭部201的頂部表面為 停止層；接著刻蝕去除部分所述隔離材料層，形成隔離結構203,所述隔離結構203的表面 低于鰭部201的頂部表面。
[0045] 所述柵極結構202覆蓋所述鰭部201的頂部和部分側壁的表面，所述柵極結構202 包括：位于所述鰭部201的頂部和部分側壁上的柵介質(zhì)層（未示出）、位于柵介質(zhì)層表面的 柵電極層(未示出）。本實施例中，所述柵介質(zhì)層的材料為氧化硅，所述柵電極層的材料為多 晶娃。
[0046] 在本發(fā)明的其他實施例中，所述柵介質(zhì)層的材料為高介電常數(shù)材料，例如可以為 Hf02, HfSiO, HfSiON，HfTaO, HfZrO, A1203和Zr02中的一種或幾種，所述柵電極的材料為金 屬，例如可以為Al，Cu，Ti。
[0047] 所述柵極結構202的側壁形成有側墻204,所述側墻204為單層或多層堆疊結構， 較佳的所述側墻204為0N0三層堆疊結構。
[0048] 接著，請參考圖5,在所述半導體襯底200、柵極結構202上形成掩膜層205,所述掩 膜層205中具有暴露柵極結構202兩側的鰭部表面的開口 206。
[0049] 所述掩膜層205作為后續(xù)刻蝕柵極結構202兩側的鰭部時的掩膜，所述掩膜層205 的材料為氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或氮碳化硅等，所述掩膜層205可以為任意其他合適的 材料。
[0050] 在優(yōu)選的實施例中，所述鰭部201上的掩膜層205的頂部表面高于柵極結構202 的頂部表面或與柵極結構202的頂部表面平齊，后續(xù)在硅鍺層表面形成阻擋材料層、在阻 擋材料層表面形成金屬材料層時，可以采用平坦化工藝去除柵極結構202和掩膜層205表 面多余的阻擋材料和金屬材料，以形成阻擋層和金屬層，防止由于柵極結構202、鰭部201 與半導體層襯底200之間的高度差異帶來的多余的阻擋材料和金屬材料難以去除的問題。 形成掩膜層205的具體行程過程為：形成覆蓋所述半導體襯底200和柵極結構202的掩膜 材料層，掩膜層材料層的材料高于柵極結構202的表面；然后采用化學機械研磨工藝平坦 化所述掩膜材料層，形成掩膜層205,掩膜層205的頂部表面高于柵極結構202的頂部表面 或與柵極結構202的頂部表面平齊。
[0051] 本實施例中，所述鰭部201上掩膜層205的表面可以低于柵極結構202的頂部表 面。
[0052] 本實施例中，所述開口 206的寬度大于等于鰭部201的寬度（圖3中沿X軸方向的 尺寸)，使得后續(xù)形成的鰭部207中形成的凹槽的寬度大于等于鰭部的寬度。
[0053] 參考圖6,沿開口 206刻蝕所述柵極結構202兩側的鰭部201，在柵極結構202兩 側的鰭部201內(nèi)形成凹槽207。
[0054] 本實施例中，所述凹槽207的形狀為矩形，形成工藝為干法刻蝕，干法刻蝕采用的 氣體可以為HBr或者CF 4。
[0055] 在本發(fā)明的其他實施例中所述凹槽207形狀為Σ (sigma)形，后續(xù)在凹槽207的 側壁和底部形成硅鍺層時，硅鍺層與溝道區(qū)的距離變小，使得硅鍺層對鰭式場效應晶體管 溝道區(qū)的應力增大，有利于提高鰭式場效應晶體管溝道區(qū)載流子的遷移率。所述Σ (sigma) 形的凹槽形成過程為：采用干法刻蝕工藝，沿所述開口 206刻蝕所述鰭部201，形成第一凹 槽（圖中未示出），干法刻蝕采用的氣體可以為HBr或者CF4 ;采用濕法刻蝕工藝刻蝕所述第 一凹槽，形成Σ (sigma)形凹槽207,濕法刻蝕工藝采用的刻蝕溶液為TMAH(四甲基氫氧化 氨)，采用TMAH (四甲基氫氧化氨）刻蝕時〈110>或〈100>晶向的半導體材料的腐蝕速率較 快，而〈111>晶向的半導體材料的腐蝕速率較為緩慢，使得形成的凹槽的形狀為2(sigma) 形。
[0056] 本實施例中，所述形成的凹槽207的寬度(沿圖3中X方向的尺寸或沿側墻204延 伸方向的尺寸)大于或等于鰭部201的寬度(沿圖3中X方向的尺寸)，從而使得凹槽207其 中兩個相對的側壁材料為硅材料，凹槽207另外兩個相對的側壁為掩膜層材料和/或部分 隔離層材料，因此后續(xù)選擇性外延形成硅鍺層時，硅鍺材料只會在凹槽207的底部以及具 有硅材料的兩個側壁(與圖3中X方向的垂直的側壁）上生長，能有效的減少同時在凹槽的 四個側壁和底部生長硅鍺材料時，由于各個晶向的生長速率不同，相鄰側壁上生長的硅鍺 材料產(chǎn)生位錯等缺陷。
[0057] 請參考圖7,在所述凹槽207的側壁和底部表面形成硅鍺層208。
[0058] 所述硅鍺層208的厚度小于等于9nm (納米)，硅鍺層208中的鍺原子的百分比含 量能大于等于60%，所述硅鍺層208的形成工藝為選擇性外延工藝，形成的硅鍺層208的厚 度很薄，采用選擇性外延工藝形成硅鍺層時，能有效的避免位錯效應的發(fā)生，形成的硅鍺層 中鍺原子的百分比含量較高，從而增大了硅鍺層208施加在鰭式場效應晶體管溝道區(qū)的應 力，并且在進行外延時，所述硅鍺層208只會形成在凹槽207內(nèi)，可以避免相鄰鰭部的硅鍺 層之間發(fā)生橋接現(xiàn)象。
[0059] 所述選擇性外延工藝形成硅鍺層208溫度是400?800攝氏度，壓強0. 2?5托， 硅源氣體是SiH4或DCS，鍺源氣體是GeH4，選擇性氣體為Cl 2或HC1，載氣為H2，其中硅源氣 體的流量為100?400sccm，鍺源氣體的流量為200?500sccm，選擇性氣體的流量為40? 150sccm，氫氣的流量是1?lOslm。
[0060] 選擇性外延工藝形成硅鍺層208時，所述硅鍺層208中原位摻雜有硼離子、鋁離子 或銦離子。本實施例中，所述原位摻雜的離子為硼離子，原位摻雜的雜質(zhì)源氣體為B2H6或 BC13。
[0061] 接著，請參考圖8,在所述硅鍺層208表面形成阻擋層209。
[0062] 所述阻擋層209用于防止后續(xù)形成的金屬層中金屬向硅鍺層208和溝道區(qū)中擴 散，并作為金屬層與硅鍺層208之間的接觸層，減小接觸電阻。
[0063] 本實施例中，所述阻擋層209材料為具有壓應力的氮化鈦，其不僅可以作為金屬 的擴散阻擋層，還可以對鰭式場效應晶體管的溝道區(qū)施加壓應力。
[0064] 所述阻擋層209的厚度大于等于25納米，并且所述阻擋層209的頂端高于鰭部 201的頂部表面，阻擋層209的高于鰭部201的頂部表面的部分與側墻204相接觸，使得高 于鰭部201的頂部表面的部分阻擋層209可以通過側墻204對鰭式場效應晶體管的溝道區(qū) 施加應力，增加了施加的壓應力的大小。
[0065] 所述阻擋層209的形成工藝為化學氣相沉積、原子層沉積或濺射，在形成阻擋層 209之前，可以在硅鍺層208表面形成一層鈦金屬層，以提高氮化鈦與硅鍺層208的粘結性， 減小兩者之間的接觸電阻。
[0066] 本實施中，形成所述壓應力的氮化鈦層的工藝為濺射，濺射采用的靶材為TiN靶 材，濺射時腔室的壓力為3E-2torr?8E-2torr，比如5E-2torr，濺射的功率為100?500W， 比如300W，濺射的頻率為10?20Mhz，比如13. 56MHz，濺射采用的氣體為Ar和N2。
[0067] 本實施例中，采用化學氣相沉積、原子層沉積或濺射在掩膜層205和硅鍺層208表 面形成阻擋材料層（圖中未示出）后，可以通過刻蝕工藝去除掩膜層205表面多余的阻擋材 料層，形成阻擋層209。
[0068] 在本發(fā)明的其他實施例中，當所述掩膜層205的頂部表面高于柵極結構202的頂 部表面或與柵極結構202的頂部表面平齊時，后續(xù)在阻擋材料層上直接形成金屬材料層， 然后采用化學機械研磨工藝去除掩膜層表面多余的金屬材料層和阻擋材料層，在硅鍺層 208表面形成阻擋層209,在阻擋層209上形成金屬層。
[0069] 當化學氣相沉積或原子層沉積形成阻擋層209時，所述阻擋層209中原位摻雜有 P型雜質(zhì)離子，所述P型雜質(zhì)離子為硼離子、鋁離子或銦離子一種或幾種。
[0070] 參考圖9和圖10,在所述阻擋層209上形成金屬層210,所述金屬層210填充滿剩 余的凹槽，金屬層210、阻擋層209和硅鍺層208構成P型鰭式場效應晶體管的源/漏區(qū)； 去除所述掩膜層205。
[0071 ] 所述金屬層210的材料為鎢，所述金屬層210具有壓應力，所述金屬層的形成工藝 為物理氣相沉積。
[0072] 在本發(fā)明的其他實施例中，所述金屬層210的材料為其他的金屬材料比如：WN或 A1等，所述金屬層210也可以具有拉應力或沒有應力，所述金屬層210的形成工藝為化學氣 相沉積、原子層沉積或無電極電鍍（Electroless plating)。
[0073] 上述方法形成的P型鰭式場效應晶體管，請參考圖10,包括：半導體襯底200,所述 半導體襯底200上具有凸起的鰭部201，鰭部201側壁和頂部表面具有柵極結構202,所述 柵極結構202的側壁具有側墻204 ;在柵極結構202兩側的鰭部201內(nèi)具有凹槽；所述凹槽 201的側壁和底部表面具有硅鍺層208 ;所述硅鍺層208表面具有阻擋層209 ;所述阻擋層 209上具有金屬層210,所述金屬層210填充滿凹槽，金屬層210、阻擋層209和硅鍺層208 構成P型鰭式場效應晶體管的源/漏區(qū)。
[0074] 本發(fā)明雖然已以較佳實施例公開如上，但其并不是用來限定本發(fā)明，任何本領域 技術人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以利用上述揭示的方法和技術內(nèi)容對本發(fā) 明技術方案做出可能的變動和修改，因此，凡是未脫離本發(fā)明技術方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明 的技術實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化及修飾，均屬于本發(fā)明技術方案 的保護范圍。
【權利要求】
1. 一種P型鰭式場效應晶體管的形成方法，其特征在于，包括： 提供半導體襯底，所述半導體襯底上形成有凸起的鰭部； 形成橫跨所述鰭部側壁和頂部表面的柵極結構； 在所述柵極結構的側壁形成側墻； 刻蝕所述柵極結構兩側的鰭部，在柵極結構兩側的鰭部內(nèi)形成凹槽； 在所述凹槽的側壁和底部表面外延形成硅鍺層； 在所述硅鍺層表面形成阻擋層； 在所述阻擋層上形成金屬層，所述金屬層填充滿剩余的凹槽，金屬層、阻擋層和硅鍺層 構成P型鰭式場效應晶體管的源/漏區(qū)。
2. 如權利要求1所述的P型鰭式場效應晶體管的形成方法，其特征在于，所述硅鍺層的 厚度小于等于9納米。
3. 如權利要求2所述的P型鰭式場效應晶體管的形成方法，其特征在于，所述硅鍺層中 鍺原子的百分比含量大于等于60%。
4. 如權利要求1或2所述的P型鰭式場效應晶體管的形成方法，其特征在于，所述硅鍺 層的形成工藝為選擇性外延工藝。
5. 如權利要求4所述的P型鰭式場效應晶體管的形成方法，其特征在于，所述選擇性外 延工藝的溫度是400?800攝氏度，壓強0. 2?5托，硅源氣體是SiH4或DCS，鍺源氣體是 GeH4，選擇性氣體為Cl2或HC1，載氣為H2，其中硅源氣體的流量為100?40〇 SCCm，鍺源氣體 的流量為200?500sccm，選擇性氣體的流量為40?150sccm，H2的流量是1?lOslm。
6. 如權利要求4所述的P型鰭式場效應晶體管的形成方法，其特征在于，選擇性外延工 藝形成硅鍺層時，所述硅鍺層中原位摻雜有硼離子、鋁離子或銦離子。
7. 如權利要求6所述的P型鰭式場效應晶體管的形成方法，其特征在于，所述原位摻雜 尚子為砸尚子，原似慘雜的雜質(zhì)源氣體為B2H 6或BC13。
8. 如權利要求1所述的P型鰭式場效應晶體管的形成方法，其特征在于，所述阻擋層為 具有壓應力的氮化鈦。
9. 如權利要求8所述的P型鰭式場效應晶體管的形成方法，其特征在于，所述阻擋層的 厚度大于等于25納米，并且所述阻擋層的頂端高于鰭部的頂部表面，阻擋層的高于鰭部的 頂部表面的部分與側墻相接觸。
10. 如權利要求8所述的P型鰭式場效應晶體管的形成方法，其特征在于，所述阻擋層 的形成工藝為化學氣相沉積、原子層沉積或濺射。
11. 如權利要求9所述的P型鰭式場效應晶體管的形成方法，其特征在于，化學氣相沉 積或原子層沉積形成阻擋層時，所述阻擋層中原位摻雜有P型雜質(zhì)離子。
12. 如權利要求11所述的P型鰭式場效應晶體管的形成方法，所述P型雜質(zhì)離子為硼 離子、鋁離子或銦離子。
13. 如權利要求1所述的P型鰭式場效應晶體管的形成方法，其特征在于，所述金屬層 的材料為鶴。
14. 如權利要求13所述的P型鰭式場效應晶體管的形成方法，其特征在于，所述金屬層 具有壓應力。
15. 如權利要求1所述的P型鰭式場效應晶體管的形成方法，所述凹槽的寬度大于或等 于鰭部的寬度。
16. -種P型鰭式場效應晶體管，其特征在于，包括： 半導體襯底，所述半導體襯底上具有凸起的鰭部，鰭部側壁和頂部表面具有柵極結構， 所述柵極結構的側壁具有側墻； 在柵極結構兩側的鰭部內(nèi)具有凹槽； 所述凹槽的側壁和底部表面具有硅鍺層； 所述硅鍺層表面具有阻擋層； 所述阻擋層上具有金屬層，所述金屬層填充滿凹槽，金屬層、阻擋層和硅鍺層構成P型 鰭式場效應晶體管的源/漏區(qū)。
17. 如權利要求16所述的P型鰭式場效應晶體管，其特征在于，所述硅鍺層的厚度小于 等于9納米，所述硅鍺層中鍺原子的百分比含量大于等于60%。
18. 如權利要求16所述的P型鰭式場效應晶體管，其特征在于，所述阻擋層為壓應力 的氮化鈦，所述阻擋層的厚度大于等于25納米，并且所述阻擋層的頂端高于鰭部的頂部表 面，阻擋層的高于鰭部的頂部表面的部分與側墻相接觸。
19. 如權利要求16所述的P型鰭式場效應晶體管，其特征在于，所述金屬層的材料為 鎢，所述金屬層具有壓應力。
20. 如權利要求16所述的P型鰭式場效應晶體管，其特征在于，所述硅鍺層和阻擋層中 摻雜有P型雜質(zhì)離子。
【文檔編號】H01L29/423GK104124171SQ201310157812
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2013年4月28日 優(yōu)先權日:2013年4月28日
【發(fā)明者】三重野文健 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司