止在去除犧牲層314的過(guò)程中在源極區(qū)304和漏極區(qū)306的下面發(fā)生鉆蝕。
[0055]在基于納米線的FET器件中，蝕刻停止層308和310可提供其他功能。例如，層308中摻碳的硅的材料可減小SiP在高溫處理(例如，柵極圓化和氧化處理)后從源極區(qū)304和漏極區(qū)306向下擴(kuò)散(B卩，自上而下的擴(kuò)散)。因此，摻碳的硅可防止SiP擴(kuò)散至例如摻硼的硅層310和該結(jié)構(gòu)的其他部分(例如，半導(dǎo)體襯底)。此外，如上所述，外延生長(zhǎng)的摻硼的硅層310可用作反穿通(APT)層，其可消除對(duì)APT注入?yún)^(qū)的需求(例如，如圖3A和3C中所示，標(biāo)注為“無(wú)APT注入”)。
[0056]圖3B示出了圖3A中所示的結(jié)構(gòu)的截面切片，同時(shí)圖3A的結(jié)構(gòu)在圖3B中被旋轉(zhuǎn)90度。圖3D示出了圖3C中所示的結(jié)構(gòu)的截面切片，同時(shí)圖3C的結(jié)構(gòu)在圖3D中被旋轉(zhuǎn)90度。如圖3B和3D中所示，犧牲層314可位于納米線溝道302的下方，從而當(dāng)去除犧牲層314時(shí)，納米線溝道可懸空在空區(qū)324之上。圖3B和3D還示出了半導(dǎo)體襯底322和形成在其中的阱312。在圖3B和3D的示圖中，溝槽338可由向下延伸至半導(dǎo)體襯底322的ILD層318和間隔件材料320圍繞。
[0057]圖1A至圖1D、圖2A至圖2D以及圖3A至3D描述了三個(gè)示例性結(jié)構(gòu)以及用于形成納米線FET的方法。然而，應(yīng)該意識(shí)到，可將來(lái)自三個(gè)不同結(jié)構(gòu)和方法的各個(gè)方面組合從而形成多種附加的結(jié)構(gòu)和方法。例如，一個(gè)這樣的附加結(jié)構(gòu)可包括蝕刻停止層，而蝕刻停止層包括垂直堆疊的摻碳的娃層、未摻雜的娃層以及摻硼的娃層。該附加的結(jié)構(gòu)可包括APT注入或者不包括APT注入。通過(guò)組合圖1A至圖1D、圖2A至圖2D以及圖3A至圖3D的各個(gè)方面可形成其他各種結(jié)構(gòu)和方法。
[0058]圖4是示出了用于形成納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管器件的示例性方法的流程圖。在步驟402中，形成包括源極區(qū)和漏極區(qū)的器件層，其中源極區(qū)和漏極區(qū)通過(guò)懸空的納米線溝道連接。在步驟404中，在源極區(qū)和漏極區(qū)下面形成蝕刻停止層。該蝕刻停止層包括介于半導(dǎo)體襯底與源極區(qū)和漏極區(qū)之間的支撐結(jié)構(gòu)。在步驟406中，形成懸空的納米線溝道，其通過(guò)蝕刻位于該懸空的納米線溝道下面的犧牲層材料來(lái)形成。該蝕刻對(duì)于犧牲材料是有選擇性的以防止去除源極區(qū)和漏極區(qū)下面的蝕刻停止層。
[0059]本書(shū)面描述利用實(shí)例來(lái)公開(kāi)本公開(kāi)(包括最優(yōu)模式)，而且還使本領(lǐng)域的技術(shù)人員制作和使用本公開(kāi)。本公開(kāi)的可授權(quán)的范圍可包括其他實(shí)例。應(yīng)該理解的是，除非上下文中另有明確指示，如此處的描述中以及下面整個(gè)權(quán)利要求中所使用的，“一”，“一個(gè)”和“該”的含義包括復(fù)數(shù)的指代。而且，除非上下文中另有明確指示，如在此處描述中以及下面整個(gè)權(quán)利要求中所使用的，“在…之內(nèi)”的意思包括“在…之內(nèi)”和“在…上面”。此外，除非上下文中另有明確指示，如此處的描述中以及下面整個(gè)權(quán)利要求中所使用的，“每個(gè)”的意思不要求“每個(gè)”和“每一個(gè)”。最后，除非上下文中另有明確指示，如此處描述中以及下面整個(gè)權(quán)利要求中所使用的，“和”和“或”的意思均包括連接詞和反義連接詞，并且可以交換使用；短語(yǔ)“不包括”可用于指代僅僅反義連接的含義可適用的情況。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于形成納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)器件的方法，所述方法包括: 形成包括源極區(qū)和漏極區(qū)的器件層，所述源極區(qū)和所述漏極區(qū)通過(guò)懸空的納米線溝道連接； 在所述源極區(qū)和所述漏極區(qū)下面形成蝕刻停止層，所述蝕刻停止層包括介于半導(dǎo)體襯底與所述源極區(qū)和漏極區(qū)之間的支撐結(jié)構(gòu)；以及 形成懸空的納米線溝道，所述懸空的納米線溝道通過(guò)蝕刻所述懸空的納米線溝道下面的犧牲層材料形成，所述蝕刻對(duì)于所述犧牲材料具有選擇性以防止去除所述源極區(qū)和所述漏極區(qū)下面的所述蝕刻停止層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括: 形成所述蝕刻停止層，其中，所述蝕刻停止層包括摻碳的硅層；以及 蝕刻所述犧牲材料，其中，所述犧牲材料包括SiGe。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，還包括: 利用外延工藝來(lái)形成所述摻碳的娃層。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，還包括: 在所述半導(dǎo)體襯底中形成具有第一導(dǎo)電類型的阱；以及 形成所述摻碳的硅層，其中，所述摻碳的硅層的電阻率特征使得所述摻碳的硅層將所述源極區(qū)、所述漏極區(qū)或所述懸空的納米線溝道與所述阱電隔離。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，還包括: 在所述半導(dǎo)體襯底中形成具有第一導(dǎo)電類型的阱； 通過(guò)注入工藝在所述阱中形成具有所述第一導(dǎo)電類型的反穿通層；以及形成所述摻碳的硅層，其中，所述摻碳的硅層i)鄰近于所述源極區(qū)或所述漏極區(qū)，并且ii)鄰近于所述反穿通層。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述第一導(dǎo)電類型是P型。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述第一導(dǎo)電類型是η型。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，還包括: 形成所述源極區(qū)，其中，所述源極區(qū)包括SiP ； 形成所述漏極區(qū)，其中，所述漏極區(qū)包括SiP ;以及 形成所述摻碳的硅層，其中，所述摻碳的硅層鄰近于所述源極區(qū)或者所述漏極區(qū)，并且所述摻碳的硅層減小了 SiP向FET器件的部分的擴(kuò)散。
9.一種形成納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)器件的方法，所述方法包括: 形成包括源極區(qū)和漏極區(qū)的器件層，所述源極區(qū)和所述漏極區(qū)通過(guò)懸空的納米線溝道連接； 在所述源極區(qū)和所述漏極區(qū)下面形成蝕刻停止層，其中，所述蝕刻停止層包括: 摻碳的娃層， 未摻雜的娃層，和 摻硼的娃層；以及 通過(guò)蝕刻位于所述懸空的納米線溝道下面的犧牲材料形成所述懸空的納米線溝道，所述蝕刻對(duì)于所述犧牲材料具有選擇性以防止將所述源極區(qū)和所述漏極區(qū)下面的所述蝕刻停止層去除。
10.一種晶體管器件，包括: 半導(dǎo)體襯底； 器件層，包括源極區(qū)和漏極區(qū)，所述源極區(qū)和所述漏極區(qū)由懸空的納米線溝道連接；以及 位于所述源極區(qū)和所述漏極區(qū)下面的蝕刻停止層，所述蝕刻停止層包括介于所述半導(dǎo)體襯底與所述源極區(qū)和漏極區(qū)之間的支撐結(jié)構(gòu)， 其中，所述懸空的納米線溝道通過(guò)蝕刻所述懸空的納米線溝道下面的犧牲材料形成，所述蝕刻對(duì)于所述犧牲材料具有選擇性以防止將所述源極區(qū)和所述漏極區(qū)下面的所述蝕刻停止層去除。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種具有用于源極和漏極的支撐結(jié)構(gòu)的納米線MOSFET。提供了一種晶體管器件和用于形成納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)的方法。形成包括源極區(qū)和漏極區(qū)的器件層，其中源極區(qū)和漏極區(qū)由懸空的納米線溝道連接。在源極區(qū)和漏極區(qū)的下面形成蝕刻停止層。蝕刻停止層包括介于半導(dǎo)體襯底與源極區(qū)和漏極區(qū)之間的支撐結(jié)構(gòu)。懸空的納米線溝道通過(guò)蝕刻該懸空的納米線溝道下面的犧牲材料而形成。該蝕刻對(duì)于犧牲材料具有選擇性以防止去除源極區(qū)和漏極區(qū)下面的蝕刻停止層。
【IPC分類】H01L29-78, H01L21-336
【公開(kāi)號(hào)】CN104576395
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410385556
【發(fā)明人】王建勛, 黃懋霖, 林群雄, 讓-皮埃爾·科林格
【申請(qǐng)人】臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司
【公開(kāi)日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2014年8月7日
【公告號(hào)】US9048301, US20150102287, US20150255306