[发明专利]鳍式场效应晶体管的结构和形成方法

说明书

本发明提供了半导体器件的结构和形成方法。该半导体器件包括半导体衬底和位于半导体衬底上方的鳍结构。该半导体器件也包括覆盖鳍结构的一部分的栅极堆叠件以及位于鳍结构上方并且邻近栅极堆叠件的外延生长的源极/漏极结构。该半导体器件还包括位于外延生长的源极/漏极结构上方的半导体保护层。半导体保护层的硅原子浓度大于外延生长的源极/漏极结构的硅原子浓度。

优先权声明和交叉引用

本申请要求2014年6月12日提交的美国临时申请第62/011,348号的权益，其全部内容结合于此作为参考。

技术领域

本发明涉及集成电路器件，更具体地，涉及鳍式场效应晶体管的结构和形成方法。

背景技术

半导体集成电路(IC)工业已经经历了快速增长。半导体制造工艺中的不断进步已经产生了具有更精细部件和/或更高集成度的半导体器件。功能密度(即，每芯片面积的集成电路的数量)已经普遍增大，而部件尺寸(即，使用制造工艺可以产生的最小组件)减小。按比例缩小工艺通常通过提高生产效率和降低相关成本而提供益处。

材料和制造中虽有开创性进步，但是缩放诸如金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)器件的平面器件已经证明具有挑战性。为了克服这些挑战，电路设计者期待新的结构带来改进的性能，这导致了诸如鳍式场效应晶体管(FinFET)的三维设计的发展。FinFET制造为具有从衬底向上延伸的薄垂直“鳍”(或鳍结构)。在该垂直鳍中形成FinFET的沟道。栅极被提供在鳍上方以允许栅极从多侧控制沟道。FinFET的优势可以包括短沟道效应的减小、减少的泄漏和更高的电流。

然而，由于部件尺寸不断减小，制造工艺不断地变得更难以实施。因此，形成包括FinFET的可靠的半导体器件是个挑战。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种半导体器件，包括：半导体衬底；鳍结构，位于所述半导体衬底上方；栅极堆叠件，覆盖所述鳍结构的一部分；外延生长的源极/漏极结构，位于所述鳍结构上方并且邻近所述栅极堆叠件；以及半导体保护层，位于所述外延生长的源极/漏极结构上方，其中，所述半导体保护层的硅原子浓度大于所述外延生长的源极/漏极结构的硅原子浓度。

在上述半导体器件中，其中，所述半导体保护层与所述外延生长的源极/漏极结构直接接触。

在上述半导体器件中，其中，所述半导体保护层由基本上纯的硅材料制成。

在上述半导体器件中，其中，所述半导体保护层的硅原子浓度在从约50％至约99％的范围内。

在上述半导体器件中，其中，所述半导体保护层的硅原子浓度沿着从所述半导体保护层的表面朝向所述外延生长的源极/漏极结构的方向逐渐降低。

在上述半导体器件中，其中，所述外延生长的源极/漏极结构是n型半导体材料。

在上述半导体器件中，其中，所述外延生长的源极/漏极结构是p型半导体材料。

在上述半导体器件中，其中，所述半导体器件还包括覆盖所述外延生长的源极/漏极结构的下部的支撑元件。

在上述半导体器件中，其中，所述半导体器件还包括覆盖所述外延生长的源极/漏极结构的下部的支撑元件，其中，所述支撑元件与所述外延生长的源极/漏极结构直接接触，并且所述支撑元件位于所述半导体保护层和所述半导体衬底之间。

在上述半导体器件中，其中，所述半导体保护层具有第一部分和第二部分，并且所述第一部分薄于所述第二部分。