[发明专利]非平面SiGe沟道PFET有效

申请号：	201410674393.4	申请日：	2014-11-20
公开（公告）号：	CN104659077B	公开（公告）日：	2018-03-23
发明（设计）人：	冯家馨	申请（专利权）人：	台湾积体电路制造股份有限公司
主分类号：	H01L29/06	分类号：	H01L29/06;H01L21/336
代理公司：	北京德恒律治知识产权代理有限公司11409	代理人：	章社杲,李伟
地址：	中国台***	国省代码：	台湾;71
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摘要：
搜索关键词：	平面 sige 沟道 pfet
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【说明书】：

技术领域

本发明所描述的技术总体上与半导体器件结构相关，并且更具体地与多层结构相关。

背景技术

非平面晶体管结构提供一种在小占用面积中实现高器件性能的手段。这样的结构的制造经常被用于生成这些结构的物质的材料属性所限制。如本文所描述，在非平面晶体管结构(诸如三栅极、finFET和全环栅结构)中的沟道材料工程提供了实现高迁移率和提高晶体管性能的机会。

发明内容

根据本文描述的教导，提供了用于制造半导体器件结构的系统和方法。示例性半导体器件结构包括由锗化合物形成的沟道层，沟道层具有锗浓度B且形成在具有锗浓度A的半导体衬底上，其中衬底的锗浓度A小于沟道层的锗浓度B。该结构还包括使沟道层与金属栅极分隔而形成的覆盖层，该覆盖层具有锗浓度C，沟道层的锗浓度B大于覆盖层的锗浓度C。

优选地，半导体器件结构还包括：单轴应力诱导部分化合物，具有锗浓度D且在所述半导体衬底之上且邻近所述沟道层形成，所述单轴应力诱导部分的锗浓度D大于或等于所述沟道层的锗浓度B，并且所述单轴应力诱导部分的锗浓度D大于所述衬底的锗浓度A。

优选地，所述单轴应力诱导部分配置为用作场效应晶体管的源极或漏极，并且其中所述金属栅极配置为用作所述场效应晶体管的栅极。

优选地，所述场效应晶体管配置为使用V_DD＞0.6V运行。

优选地，半导体器件结构还包括第二单轴应力诱导部分，所述第二单轴应力诱导部分具有锗浓度E且在所述半导体衬底之上且邻近所述沟道层处形成，所述第二单轴应力诱导部分的锗浓度E大于或等于所述沟道层的锗浓度B，并且所述第二单轴应力诱导部分的锗浓度E大于所述衬底的锗浓度A。

优选地，所述单轴应力诱导部分配置为用作场效应晶体管的源极，并且其中所述第二单轴应力诱导部分配置为用作所述场效应晶体管的漏极。

优选地，所述单轴应力诱导部分的锗浓度D是渐变的，以使所述单轴应力诱导部分的顶部处的锗浓度D₁大于所述单轴应力诱导部分的底部处的锗浓度D₂。

优选地，当以百分比表示时，所述单轴应力诱导部分的底部处的锗浓度D₂减去所述衬底的锗浓度A小于50％。

优选地，所述衬底的锗浓度A为约30％，所述沟道层的锗浓度B为约60％，所述覆盖层的锗浓度C为约0％，以及所述单轴应力诱导部分的锗浓度大于或等于60％。

优选地，所述半导体衬底由硅形成，并具有基本上为零的锗浓度A。

优选地，所述覆盖层由硅形成，并具有基本上为零的锗浓度C。

优选地，半导体器件结构还包括：形成为使得所述覆盖层与所述金属栅极进一步分隔的氧化物介电层。

优选地，当以百分比表示时，所述沟道层的锗浓度B减去所述衬底的锗浓度A小于50％。