发明名称 具有嵌壁式源极和汲极区域极薄主体电晶体的结构与形成方法
摘要 一种形成具有嵌壁式源极和汲极区域的极薄主体电晶体方法,包括:提供一介电层上有半导体层之基板,其中半导体层上包括一闸极,且闸极两侧各包括一侧壁层。接着,以闸极为一罩幕蚀刻基板上之半导体层及介电层,以形成一凸状区域位于闸极下,同时移除闸极两侧之侧壁层。形成一半导体侧壁层于凸状区域之间隙壁及形成一侧壁介电层于闸极间隙壁。
申请公布号 TWI231993 申请公布日期 2005.05.01
申请号 TW093103862 申请日期 2004.02.18
申请人 台湾积体电路制造股份有限公司 发明人 林俊杰;李文钦;杨育佳;胡正明
分类号 H01L29/68 主分类号 H01L29/68
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 1.一种形成具有嵌壁式源极和汲极区域的极薄主体电晶体方法,包含下列步骤:提供一介电层上有半导体层之基板,其中该半导体层上包括一闸极,且该闸极两侧各包括一侧壁层;移除未被该闸极及侧壁层覆盖之该半导体层及部分该介电层,以形成一凸状区域;形成半导体侧壁层于该凸状区域与侧壁层之侧壁,并移除闸极两侧之该些侧壁层与半导体侧壁层;及形成一侧壁介电层于该闸极侧壁。2.如申请专利范围第1项所述之形成具有嵌壁式源极和汲极区域的极薄主体电晶体方法,其中该基板为一半导体基板。3.如申请专利范围第1项所述之形成具有嵌壁式源极和汲极区域的极薄主体电晶体方法,其中该介电层为二氧化矽或是氮化矽所组成。4.如申请专利范围第1项所述之形成具有嵌壁式源极和汲极区域的极薄主体电晶体方法,其中该半导体层为一单晶矽所组成。5.如申请专利范围第1项所述之形成具有嵌壁式源极和汲极区域的极薄主体电晶体方法,其中该半导体层为一矽与锗所组成之合金半导体。6.如申请专利范围第1项所述之形成具有嵌壁式源极和汲极区域的极薄主体电晶体方法,其中该半导体层厚度大于50埃。7.如申请专利范围第1项所述之形成具有嵌壁式源极和汲极区域的极薄主体电晶体方法,其中该半导体层厚度小于100000埃。8.如申请专利范围第1项所述之形成具有嵌壁式源极和汲极区域的极薄主体电晶体方法,其中该侧壁层系由二氧化矽、氮化矽、氮氧化矽或是其它介电材料所组成。9.如申请专利范围第1项所述之形成具有嵌壁式源极和汲极区域的极薄主体电晶体方法,其中该闸极尚包含一闸极介电层位于该半导体层上,及一闸极导电层位于该闸极介电层上。10.如申请专利范围第9项所述之形成具有嵌壁式源极和汲极区域的极薄主体电晶体方法,闸极介电层为氮化矽、二氧化矽、氮氧化矽或是高介电材料。11.如申请专利范围第9项所述之形成具有嵌壁式源极和汲极区域的极薄主体电晶体方法,闸极导电层为多晶矽、多晶矽锗、金属矽化物或金属。12.如申请专利范围第1项所述之形成具有嵌壁式源极和汲极区域的极薄主体电晶体方法,其中该半导体侧壁层系由多晶矽或是非晶矽所组成。13.如申请专利范围第1项所述之形成具有嵌壁式源极和汲极区域的极薄主体电晶体方法,其中形成该半导体侧壁层的方法是先沉积一半导体沉积层再回蚀刻该半导体沉积层。14.如申请专利范围第13项所述之形成具有嵌壁式源极和汲极区域的极薄主体电晶体方法,其中该半导体沉积层系由一多晶矽或一非晶矽所组成。15.如申请专利范围第1项所述之形成具有嵌壁式源极和汲极区域的极薄主体电晶体方法,其中该半导体侧壁层的顶部高于该闸极底部。16.如申请专利范围第1项所述之形成具有嵌壁式源极和汲极区域的极薄主体电晶体方法,其中形成该侧壁介电层的方法为先沉积在回蚀该侧壁介电层。17.如申请专利范围第1项所述之形成具有嵌壁式源极和汲极区域的极薄主体电晶体方法,其中该侧壁介电层系为二氧化矽,氮化矽或是其它介电材料所组成。18.如申请专利范围第9项所述之形成具有嵌壁式源极和汲极区域的极薄主体电晶体方法,其中该形成具有嵌壁式源极和汲极区域的极薄主体电晶体方法尚包括形成一金属矽化物层于该半导体侧壁层及闸极导电层上。19.如申请专利范围第18项所述之形成具有嵌壁式源极和汲极区域的极薄主体电晶体方法,其中该金属矽化物层为钛矽化合物,钴矽化合物或镍矽化合物。20.如申请专利范围第1项所述之形成具有嵌壁式源极和汲极区域的极薄主体电晶体方法,其中该凸状区域上之半导体层系作为一通道区域且该通道区域的长度为50埃~1000埃。21.一种形成具有嵌壁式源极和汲极区域的极薄主体电晶体方法,包括下列步骤:提供一介电层上有半导体层之基板,其中该半导体层上包括一闸极,且该闸极两侧各包括一侧壁层;以该闸极为一罩幕非等向性蚀刻该闸极区域外的半导体层和该介电层以形成一凸状区域,同时移除该闸极上的侧壁层;沉积一半导体覆盖层于该闸极和该介电层上;非等向性蚀刻该半导体覆盖层,以形成一半导体牺牲层于闸极间隙壁,和一半导体侧壁层于该凸状区域的间隙壁;移除该半导体牺牲层;沉积一介电保护层于该闸极,该凸状区域及该半导体侧壁层上;回蚀刻该介电保护层以形成一侧壁介电层于该闸极间隙壁;沉积一导电牺牲层于该闸极,及该半导体侧壁层上;及加热该基板以使该导电牺牲层和该半导体侧壁层反应形成一金属矽化物层。22.如申请专利范围第21项所述之形成具有嵌壁式源极和汲极区域的极薄主体电晶体方法,其中该基板为一半导体基板。23.如申请专利范围第21项所述之形成具有嵌壁式源极和汲极区域的极薄主体电晶体方法,其中该介电层为二氧化矽或是氮化矽所组成。24.如申请专利范围第21项所述之形成具有嵌壁式源极和汲极区域的极薄主体电晶体方法,其中该半导体层为一单晶矽所组成。25.如申请专利范围第21项所述之形成具有嵌壁式源极和汲极区域的极薄主体电晶体方法,其中该半导体层为一矽与锗所组成之合金半导体。26.如申请专利范围第21项所述之形成具有嵌壁式源极和汲极区域的极薄主体电晶体方法,其中该半导体层厚度大于50埃。27.如申请专利范围第21项所述之形成具有嵌壁式源极和汲极区域的极薄主体电晶体方法,其中该半导体层厚度小于100000埃。28.如申请专利范围第21项所述之形成具有嵌壁式源极和汲极区域的极薄主体电晶体方法,其中该侧壁层系由二氧化矽、氮化矽、氮氧化矽或是其它介电材料所组成。29.如申请专利范围第21项所述之形成具有嵌壁式源极和汲极区域的极薄主体电晶体方法,其中该闸极尚包含一闸极介电层位于该半导体层上,一闸极导电层位于该闸极介电层上及一闸极间隙层位于该侧壁层和该闸极导电层及该半导体层之间。30.如申请专利范围第29项所述之形成具有嵌壁式源极和汲极区域的极薄主体电晶体方法,闸极介电层为氮化矽、二氧化矽、氮氧化矽或高介电材料。31.如申请专利范围第29项所述之形成具有嵌壁式源极和汲极区域的极薄主体电晶体方法,闸极导电层为多晶矽、多晶矽锗、金属矽化物或金属。32.如申请专利范围第29项所述之形成具有嵌壁式源极和汲极区域的极薄主体电晶体方法,其中该闸极间隙层系氮氧化矽或高介电材料。33.如申请专利范围第29项所述之形成具有嵌壁式源极和汲极区域的极薄主体电晶体方法,其中以该闸极为一罩幕非等向性蚀刻的步骤尚包括一湿蚀刻以移除该侧壁层。34.如申请专利范围第21项所述之形成具有嵌壁式源极和汲极区域的极薄主体电晶体方法,其中该半导体覆盖层,该半导体牺牲层和该半导体侧壁层系由多晶矽或是非晶矽所组成。35.如申请专利范围第21项所述之形成具有嵌壁式源极和汲极区域的极薄主体电晶体方法,其中该半导体侧壁层的顶部高于该闸极底部。36.如申请专利范围第29项所述之形成具有嵌壁式源极和汲极区域的极薄主体电晶体方法,其中移除该半导体牺牲层的方法为藉移除该闸极间隙层从而掀起该半导体牺牲层。37.如申请专利范围第36项所述之形成具有嵌壁式源极和汲极区域的极薄主体电晶体方法,其中移除该闸极间隙层的方法是一湿蚀刻法。38.如申请专利范围第21项所述之形成具有嵌壁式源极和汲极区域的极薄主体电晶体方法,其中该侧壁介电层系为二氧化矽,氮化矽或是其它介电材料所组成。39.如申请专利范围第21项所述之形成具有嵌壁式源极和汲极区域的极薄主体电晶体方法,其中该导电牺牲层为钛,钴或镍金属。40.如申请专利范围第21项所述之形成具有嵌壁式源极和汲极区域的极薄主体电晶体方法,其中该金属矽化物层为钛矽化合物,钴矽化合物或镍矽化合物。41.如申请专利范围第21项所述之形成具有嵌壁式源极和汲极区域的极薄主体电晶体方法,其中该凸状区域上之半导体层系作为一通道区域且该通道区域的长度为50埃~1000埃。42.一种具有嵌壁式源极和汲极区域的极薄主体电晶体的结构,包含下列元件:一基板;一介电层位于该基板上且该介电层具有一凸状区域;一半导体层位于该介电层之凸状区域上;一半导体侧壁层位于该半导体层和该介电层之凸状区域两侧;一闸极介电层位于部分该半导体层上;一闸极导电层位于该闸极介电层上;以及一侧壁介电层位于该闸极导电层的两侧。43.如申请专利范围第42项所述之具有嵌壁式源极和汲极区域的极薄主体电晶体的结构,其中该基板为一半导体基板。44.如申请专利范围第42项所述之具有嵌壁式源极和汲极区域的极薄主体电晶体的结构,其中该介电层为二氧化矽或是氮化矽所组成。45.如申请专利范围第42项所述之具有嵌壁式源极和汲极区域的极薄主体电晶体的结构,其中该半导体层为一单晶矽所组成。46.如申请专利范围第42项所述之具有嵌壁式源极和汲极区域的极薄主体电晶体的结构,其中该半导体层为一矽与锗所组成之合金半导体。47.如申请专利范围第42项所述之具有嵌壁式源极和汲极区域的极薄主体电晶体的结构,其中该半导体层厚度厚度大于50埃。48.如申请专利范围第42项所述之具有嵌壁式源极和汲极区域的极薄主体电晶体的结构,其中该半导体层厚度小于100000埃。49.如申请专利范围第42项所述之具有嵌壁式源极和汲极区域的极薄主体电晶体的结构,其中该半导体侧壁层系由多晶矽或是非晶矽所组成。50.如申请专利范围第42项所述之具有嵌壁式源极和汲极区域的极薄主体电晶体的结构,其中该侧壁介电层覆盖部分该半导体侧壁层。51.如申请专利范围第42项所述之具有嵌壁式源极和汲极区域的极薄主体电晶体的结构,其中该侧壁介电层系为二氧化矽、氮化矽、氮氧化矽或是其它介电材料所组成。52.如申请专利范围第42项所述之具有嵌壁式源极和汲极区域的极薄主体电晶体的结构,闸极介电层为二氧化矽、氮化矽、氮氧化矽或是其它介电材料所组成。53.如申请专利范围第42项所述之具有嵌壁式源极和汲极区域的极薄主体电晶体的结构,闸极导电层为多晶矽、多晶矽锗、金属矽化物或金属。54.如申请专利范围第42项所述之具有嵌壁式源极和汲极区域的极薄主体电晶体的结构,其中该具有嵌壁式源极和汲极区域的极薄主体电晶体的结构尚包括一金属矽化物层位于该半导体侧壁层上及该闸极导电层上。55.如申请专利范围第54项所述之具有嵌壁式源极和汲极区域的极薄主体电晶体的结构,其中该金属矽化物层为钛矽化合物,钴矽化合物或镍矽化合物。56.如申请专利范围第42项所述之具有嵌壁式源极和汲极区域的极薄主体电晶体的结构,其中该半导体层的长度为50埃~1000埃。57.如申请专利范围第42项所述之具有嵌壁式源极和汲极区域的极薄主体电晶体的结构,其中该闸极导电层的宽度小于该凸状区域。图式简单说明:第1A~1B图显示习知极薄主体电晶体金属矽化制程之剖面示意图。第2A~2B图显示习知极薄主体电晶体选择性磊晶制程之剖面示意图。第3A至3H图显示本发明实施例之制程剖面示意图。
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