发明名称 半导体结构的形成方法
摘要
申请公布号 申请公布日期 2011.03.01
申请号 TW096114007 申请日期 2007.04.20
申请人 台湾积体电路制造股份有限公司 发明人 梁春昇;陈宏铭;黄健朝;杨富量
分类号 H01L21/8238 主分类号 H01L21/8238
代理机构 代理人 洪澄文 台北市大安区信义路4段279号3楼;颜锦顺 台北市大安区信义路4段279号3楼
主权项 一种半导体结构的形成方法,包括:提供一半导体基底,其具有一PMOS区域以及一NMOS区域;形成一PMOS元件于该PMOS区域,包括:形成一第一闸极叠层于该半导体基底上;形成一第一补偿间隙壁于该第一闸极叠层的侧壁;使用该第一补偿间隙壁作为一罩幕,而形成一应激物于该半导体基底之中,其中该应激物的一顶部表面大体上与该半导体基底的一顶部表面齐平或者高于该该半导体基底的该顶部表面;磊晶成长一第一凸出源极/汲极延伸区域于该应激物上,且连接该第一补偿间隙壁,其中该第一凸出源极/汲极延伸区域临场掺杂有第一P型不纯物;形成一NMOS元件于该NMOS区域,包括:形成一第二闸极叠层于该半导体基底上;形成一第二补偿间隙壁于该第二闸极叠层的侧壁;使用该第二补偿间隙壁作为一罩幕,磊晶成长一第二凸出源极/汲极延伸区域于该半导体基底上,其中该第二凸出源极/汲极延伸区域临场掺杂有第一N型不纯物;以及形成一深源极/汲极区域,其连接该第二凸出源极/汲极延伸区域,其中该深源极/汲极区域不含形成于该半导体基底之中的应激物。如申请专利范围第1项所述之半导体结构的形成方法,其中该PMOS元件的应激物临场掺杂有一第二P型不纯物,并且该第二P型不纯物的浓度小于该第一凸出源极/汲极延伸区域的第一P型不纯物的浓度。如申请专利范围第2项所述之半导体结构的形成方法,其中该第二P型不纯物的浓度大约小于1×1018ions/cm3,且该第一P型不纯物的浓度大约大于5×1019ions/cm3。如申请专利范围第1项所述之半导体结构的形成方法,其中该应激物不含临场掺杂的P型不纯物。如申请专利范围第1项所述之半导体结构的形成方法,其中形成该应激物以及该PMOS元件的第一凸出源极/汲极延伸区域的步骤更包括:形成一凹陷于该半导体基底之中;等向性蚀刻该半导体基底以延伸该凹陷于该第一补偿间隙壁的下方;以及磊晶成长矽锗于该凹陷之中。如申请专利范围第1项所述之半导体结构的形成方法,更包括:形成一第一主要间隙壁于该第一补偿间隙壁的侧壁,其中该第一主要间隙壁位于该第一凸出源极/汲极延伸区域的顶部表面上;以及形成一第二主要间隙壁于该第二补偿间隙壁的侧壁,其中该第二主要间隙壁位于该第二凸出源极/汲极延伸区域的顶部表面上。如申请专利范围第1项所述之半导体结构的形成方法,其中该第一凸出源极/汲极延伸区域包括矽锗,并且该第二凸出源极/汲极延伸区域包括矽且不含锗,并且形成该第二凸出源极/汲极延伸区域的步骤的温度高于形成该第一凸出源极/汲极延伸区域的步骤的温度。如申请专利范围第1项所述之半导体结构的形成方法,其中在形成该第一凸出源极/汲极延伸区域之前,形成该第二凸出源极/汲极延伸区域。如申请专利范围第1项所述之半导体结构的形成方法,其中形成该PMOS元件以及该NMOS元件的步骤不含用以形成源极/汲极延伸区域的植入步骤。一种半导体结构的形成方法,包括:提供一半导体基底,其具有一PMOS区域以及一NMOS区域;形成一第一闸极叠层于PMOS区域,并且形成一第二闸极叠层于该NMOS区域;形成一第一补偿间隙壁于该第一闸极叠层的侧壁;形成一第二补偿间隙壁于该第二闸极叠层的侧壁;在该半导体基底上磊晶成长一第一磊晶区域,其包含矽但大体上不含锗,其中该第一磊晶区域包括连接该第一补偿间隙壁的第一部分以及连接第二补偿间隙壁的第二部分,并且该第一磊晶区域临场掺杂有一第一N型不纯物;藉由去除该PMOS区域的第一磊晶区域以及蚀刻该半导体基底以形成一凹陷,该凹陷邻接于该第一补偿间隙壁;磊晶成长一矽锗应激物于该凹陷之中;以及磊晶成长一第二磊晶区域于该矽锗应激物上,其中该第二磊晶区域具有至少一部分高于该半导体基底的一顶部表面,并且该第二磊晶区域临场掺杂有第一P型不纯物,且磊晶成长该第二磊晶区域之制程与磊晶成长该矽锗应激物之制程条件不同。如申请专利范围第10项所述之半导体结构的形成方法,更包括:在形成该第一与该第二磊晶区域之后,形成一第一主要间隙壁于该第一补偿间隙壁的侧壁;在形成该第一与该第二磊晶区域之后,形成一第二主要间隙壁于该第二补偿间隙壁的侧壁;在形成该第一主要间隙壁用以形成一第一深源极/汲极区域之后,植入第二P型不纯物于该PMOS区域;以及在形成该第二主要间隙壁用以形成一第二深源极/汲极区域之后,植入第二N型不纯物于该NMOS区域。如申请专利范围第10项所述之半导体结构的形成方法,其中形成该凹陷的步骤包括:非等向性蚀刻该半导体基底以形成该凹陷于该半导体基底之中,并且该凹陷对准该第一补偿间隙壁的一外部侧壁;以及等向性蚀刻该半导体基底,以延伸该凹陷于该第一补偿间隙壁的下方。如申请专利范围第10项所述之半导体结构的形成方法,该矽锗应激物临场掺杂有一第三P型不纯物,其掺杂浓度低于该第一P型不纯物的掺杂浓度。如申请专利范围第13项所述之半导体结构的形成方法,其中该矽锗应激物之中临场掺杂的第二P型不纯物的掺杂浓度大约小于1×1018ions/cm3,且该第二磊晶区域之中的第一P型不纯物的掺杂浓度大约大于5×1019ions/cm3。如申请专利范围第10项所述之半导体结构的形成方法,其中该矽锗应激物不含临场掺杂的P型不纯物。如申请专利范围第10项所述之半导体结构的形成方法,其中该矽锗应激物以及该PMOS元件的第二磊晶区域具有一界面,其大体上与该半导体基底的一顶部表面齐平。如申请专利范围第10项所述之半导体结构的形成方法,其中成长该第一磊晶区域的步骤的温度高于形成该第二磊晶区域步骤的步骤的温度。如申请专利范围第1项所述之半导体结构的形成方法,其中成长该第一成长磊晶区域的步骤是在成长该第二磊晶区域之前进行。
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