[发明专利]不对称外延生长及其应用

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2009年11月9日提交美国专利商标局的美国专利申请（序列号为12/614,699，标题为Asymmetric Epitaxy and Application Thereof（不对称外延生长及其应用））的优先权，其全部内容通过引用结合于此。

技术领域

本发明总体涉及半导体器件制造的领域，并具体涉及通过不对称外延生长制造场效晶体管的方法。

背景技术

由于各种集成电路器件的尺寸不断缩小，诸如场效晶体管（FET）的晶体管随之经历了性能及功耗两方面的显著改善。这些改善很大程度上可归因于其中使用的器件的尺寸的减小，这些器件尺寸的减小通常转化为晶体管的增加的通过电流（through-put current），减小的电容、电阻。然而，由此类型的“典型”缩减（在器件尺寸方面）带来的性能改善进来遇到障碍，且在一些情况下当该缩减超过某一点时，由于与器件尺寸的持续减小相关联的不可避免的漏电流以及易变性的增大而受到挑战。

通常，集成电路的功耗和性能源自且取决于集成电路可包含的器件的电容、电阻及漏电流，以及介电材料的性质等等，所述器件诸如电性结、导线。在场效晶体管的情况下，具体地，已发现漏极侧的电容和源极侧的电阻很大程度上影响FET的整体性能，且漏极侧的电容减小以及该源极侧的电阻减小可有助于进一步改善FET的性能。

发明内容

本发明的实施例提供一种形成不对称场效晶体管的方法。该方法包括在半导体基板顶上形成栅极结构，该栅极结构包括栅极堆叠和邻近于栅极堆叠侧壁的间隔体，且栅极结构具有第一侧以及与该第一侧相对的第二侧；从栅极结构的第一侧在基板中执行成角度的离子注入，从而形成邻近于第一侧的离子注入区，其中栅极结构防止成角度的离子注入到达邻近于栅极结构的第二侧的基板；以及在栅极结构的第一侧和第二侧在基板上执行外延生长。

在一个实施例中，执行外延生长以在栅极结构的第二侧产生源极（或源极延伸）区并且在栅极结构的第一侧产生漏极（或漏极延伸）区，由外延生长形成的源极区的高度高于由外延生长形成的漏极区的高度。在一个实施例中，源极区和漏极区在栅极结构的第一侧和第二侧覆盖这些间隔体的至少一部分侧面。

根据一个实施例，该方法进一步包括在执行成角度的离子注入之前，在栅极结构的第一侧和第二侧形成凹陷。在一个方面中，离子注入区形成在凹陷的顶面。

在另一个实施例中，执行外延生长包括在栅极结构的第一侧生长漏极区，以及在栅极结构的第二侧生长源极区，漏极区的高度低于源极区的高度。在一个实施例中，基板为绝缘体上硅（SOI）基板，且该方法进一步包括在源极区和漏极区中执行离子注入，其中离子注入产生PN结，该PN结向下延伸且接触SOI基板内部的绝缘层。在另一个实施例中，执行成角度的离子注入包括将As或BF₂的离子注入到邻近于栅极结构的第一侧的区域中的基板中实质上接近于基板的表面处。

附图说明

通过结合附图详细描述本发明，可更充分地理解和认识本发明，其中：

图1为根据本发明实施例的形成具有不对称的升高高度的源极/漏极的场效晶体管的方法的说明性图示；

图2为根据本发明另一实施例的形成具有不对称的升高高度的源极/漏极的场效晶体管的方法的说明性图示；

图3为根据本发明又一实施例的形成具有不对称的升高高度的源极/漏极的场效晶体管的方法的说明性图示；

图4为根据本发明实施例的形成具有不对称源极/漏极的场效晶体管的方法的说明性图示；

图5为根据本发明另一实施例的形成具有不对称源极/漏极的场效晶体管的方法的说明性图示；

图6为根据本发明又一实施例的形成具有不对称源极/漏极的场效晶体管的方法的说明性图示；

图7为根据本发明又一实施例的形成具有不对称源极/漏极的场效晶体管的方法的说明性图示；

图8为根据本发明又一实施例的形成具有不对称源极/漏极的场效晶体管的方法的说明性图示；以及

图9为根据本发明实施例的外延生长速率相对于执行离子注入的剂量的测试结果的示例性图示。

应理解为了简单且清楚地示例，未必对附图中的元件按比例绘制。例如，为了清楚，一些元件的尺寸可相对于另外的部件被夸大。

具体实施方式

在下文的详细描述中，阐述许多具体细节以提供对本发明的各种实施例的透彻理解。然而，应理解可以在没有这些具体细节的情况下实施本发明的实施例。