[发明专利]具有抬高的有源区域的场效应晶体管及其制造方法

说明书

一种具有较高击穿电压的场效应晶体管，可以通过以下步骤提供：在栅极堆叠体之上形成邻接电介质材料层，形成与栅极堆叠体横向地间隔的通孔腔，选择性沉积单晶半导体材料，以及将沉积的单晶半导体材料的上部转化为抬高的源极/漏极区域。通孔腔中的选择性沉积的单晶半导体材料的下部可以具有较低浓度的掺杂，由此有效地增大源极区域和漏极区域的边缘处的两个陡峭结之间的距离。可选地，可以在形成邻接电介质材料层之前形成用于附加器件的嵌入的有源区域。可以在形成与顶表面垂直地间隔的抬高的有源区域的同时形成接触基板的顶表面的升高的有源区域。

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年5月28日提交的申请号为14/723，868的美国非临时申请的优先权，前述申请的整体内容通过引用整合于本文。

技术领域

本公开通常涉及一种半导体器件，并且特别地涉及一种具有抬高的有源区域的场效应晶体管及其制造方法。

背景技术

场效应晶体管的击穿特性受结轮廓的陡峭度的临近的影响。通常，有源区域越接近于栅电极，则场效应晶体管的击穿电压越低。换而言之，栅电极的近侧边缘与相邻重度掺杂半导体区域(其为源极区域或漏极区域)之间的距离越大，则场效应晶体管的击穿电压越高。然而，栅电极与有源区域之间的距离上的增大将场效应晶体管的尺寸增大并降低了器件密度，由此提高了每个器件的制造成本。

发明内容

根据本公开的方面，提供了半导体结构。半导体结构包括栅极电介质和栅电极，栅极电介质和栅电极覆于第一场效应晶体管的沟道之上；邻接电介质材料层，邻接电介质材料层横向地围绕栅电极；第一源极侧通孔腔，第一源极侧通孔腔从邻接电介质材料层的底表面延伸到邻接电介质材料层的顶表面；第一漏极侧通孔腔，第一漏极侧通孔腔从邻接电介质材料层的底表面延伸到邻接电介质材料层的顶表面；第一源极区域，第一源极区域位于第一源极侧通孔腔内；以及第一漏极区域，第一漏极区域位于第一漏极侧通孔腔内。第一源极区域和第一漏极区域中的每一个具有底表面，底表面位于邻接电介质材料层的底表面上方，并且与邻接电介质材料层的底表面垂直地间隔。

根据本公开的另一方面，提供了形成半导体结构的方法。在半导体基板之上形成至少一个栅极堆叠体。在基板之上形成邻接电介质材料层。邻接电介质材料层横向地围绕至少一个栅极堆叠体中的每一个。第一通孔腔的对形成为靠近至少一个栅极堆叠体之中的第一栅极堆叠体并且穿过邻接电介质材料层。第一通孔腔的对中的每一个从邻接电介质材料层的顶表面延伸到半导体基板的顶表面。第一外延柱结构的对形成在第一通孔腔的对的下部处。电掺杂剂被植入到外延柱结构的对的上部中。第一源极区域和第一漏极区域形成在第一外延柱结构的对的被植入的部分中。

附图说明

图1是根据本公开的实施例在栅极堆叠体和栅极间隔体形成之后的示例性半导体结构的垂直截面图。

图2是根据本公开的实施例在第二导电型嵌入的有源区域形成之后的示例性半导体结构的垂直截面图。

图3是根据本公开的实施例在第一导电型嵌入的有源区域形成之后的示例性半导体结构的垂直截面图。

图4是根据本公开的实施例在邻接电介质材料层形成之后的示例性半导体结构的垂直截面图。

图5是根据本公开的实施例在穿过邻接电介质材料层的通孔腔形成之后示例性半导体结构的垂直截面图。

图6是根据本公开的实施例在外延柱结构形成之后的示例性半导体结构的垂直截面图。

图7是根据本公开的实施例在第二导电型电掺杂剂的掩模植入之后的示例性半导体结构的垂直截面图。

图8是根据本公开的实施例在第一导电型电掺杂剂的掩模植入之后的示例性半导体结构的垂直截面图。

图9是根据本公开的实施例在金属-半导体合金部分形成之后的示例性半导体结构的垂直截面图。