[发明专利]基于鳍的晶体管的几何调整

说明书

在绝缘层中形成沟槽以暴露衬底上的原生鳍。在沟槽中的原生鳍上沉积替代鳍。横向修剪替代鳍。

技术领域

如本文所述的实施例涉及电子系统制造的领域，并且具体来说涉及制造基于鳍的电子装置。

背景技术

通常，在基于鳍的晶体管中，沟道由多个表面上的若干栅极（其增加对沟道的电控制）来环绕。与传统平面晶体管相比，这对“关断状态”漏电流提供了更好的抑制并增加了“接通”状态中的驱动电流，这转化成较低的功率消耗和增强的装置性能。

在现代集成电路中，通常使用硅来构建晶体管。但是，硅具有一些可能影响装置性能的限制。例如，硅中的电子和空穴的迁移率具有对增加装置性能造成障碍的限制。另外，硅晶体管的电特性随着温度的增加而降级。

一种用来增加n型金属氧化物半导体(MOS)晶体管的电子迁移率的可能方法是要采用在硅上生长的III-V族元素复合材料来替代硅沟道。为了增加p型MOS晶体管的空穴迁移率，方法可包括采用在硅上生长的锗(Ge)或硅锗(SiGe)材料来替代硅沟道。

然而，替代材料与硅之间的原子晶格常数和热膨胀系数中的差异导致当替代材料在硅上生长时形成不利缺陷。在硅上沉积替代材料的传统技术引起如由高亚阈值摆幅所测量的更严重静电（electrostatics）以及在处于关断状态时的源极到漏极的漏电流。

附图说明

图1示出按照一个实施例的电子装置结构的一部分的透视图。

图2是按照一个实施例的与图1类似的去除图案化硬掩模层的部分之后的视图。

图3是按照一个实施例的与图2类似的在衬底中形成沟槽之后的视图。

图4是按照一个实施例的与图3类似的绝缘层沉积到衬底上的沟槽中并平面化之后的视图。

图5是按照一个实施例的与图4类似的原生鳍被凹陷之后的视图。

图6是按照一个实施例的与图5类似的在沟槽中的凹陷的原生鳍上沉积替代鳍层之后的视图。

图7是按照一个实施例的示出沉积在非小面化和非离子注入损伤的硅底部鳍表面上的高质量SiGe鳍的示例图像的视图。

图8是按照一个实施例的示出在去除替代鳍层的非平面部分之后的图6中所描绘的电子装置结构的部分的视图。

图9是按照一个实施例的与图8类似的绝缘层被凹陷以暴露替代鳍侧壁之后的视图。

图10A是按照一个实施例的与图9类似的修剪替代鳍的横向尺寸以形成经修剪鳍之后的视图。

图10B是按照一个实施例的在沉积栅极电极并形成源极区/漏极区之后的包括与图10A中所描绘的电子装置结构的部分类似的部分的电子装置结构的透视图。

图10C是按照一个实施例的示出在形成栅极前进行修剪之后的沿图10B中所示的轴A-A’的鳍结构的部分的示例的视图。

图10D是按照另一个实施例的示出在后栅极流程中的牺牲栅处理后进行修剪时的沿图10B中所示的轴A-A’的经修剪鳍结构的示例的视图1030。

图11是按照一个实施例的在凹陷原生鳍的集合并在凹陷的原生鳍的集合上沉积替代鳍之后的示出与图4中所描绘的电子装置结构的部分类似的电子装置结构的视图。

图12是按照一个实施例的与图11类似的去除替代鳍层的非平面部分并凹陷绝缘层之后的视图。

图13是按照一个实施例的与图12类似的保护层沉积在原始原生鳍的集合上之后的视图。

图14是按照一个实施例的与图13类似的修剪替代鳍的集合的横向尺寸以形成经修剪鳍的集合之后的视图。