[发明专利]场效应晶体管和制造其的方法以及包括其的片上系统

说明书

本发明涉及场效应晶体管和制造其的方法以及包括其的片上系统。该制造场效应晶体管的方法包括在衬底上形成鳍、在鳍的彼此相反的侧面上形成源电极和漏电极、在鳍的位于源电极和漏电极之间的沟道部分上形成栅极堆叠、在鳍的位于栅极堆叠的彼此相反的侧面上的延伸部分上形成栅极间隔物、去除栅极间隔物的至少部分以暴露鳍的延伸部分、以及对鳍的延伸部分进行氢退火。在对鳍的延伸部分进行氢退火之后，鳍的沟道部分具有第一宽度，并且鳍的延伸部分具有大于第一宽度的第二宽度。

技术领域

本公开总体上涉及场效应晶体管、制造其的方法和包括其的片上系统。

背景技术

随着场效应晶体管(FET)的缩放增加，FET的寄生电阻由于缩放的物理尺寸而增大。FET的源极接触和漏极接触之间的电流经过几个不同的区域，包括接触金属柱、硅化物层、外延源电极/漏电极、延伸区域和沟道区域。在与源极接触和漏极接触之间的电流路径相关的电阻元件当中，延伸区域电阻难以调制，因为它位于栅极间隔物下方。

发明内容

本公开涉及制造场效应晶体管(FET)的方法的各种实施方式。在一个实施方式中，该方法包括在衬底上形成鳍、在鳍的彼此相反的侧面上形成源电极和漏电极、在鳍的位于源电极和漏电极之间的沟道部分上形成栅极堆叠、在鳍的位于栅极堆叠的彼此相反的侧面上的延伸部分上形成栅极间隔物、去除栅极间隔物的至少部分以暴露鳍的延伸部分、以及对鳍的延伸部分进行氢退火。在对鳍的延伸部分进行氢退火之后，鳍的沟道部分具有第一宽度，并且鳍的延伸部分具有大于第一宽度的第二宽度。

氢退火可以在从约350℃至约600℃的温度下执行。

该方法还可以包括在对鳍的延伸部分进行氢退火之后，在鳍的延伸部分上沉积电介质材料。

电介质材料可以是绝缘材料，诸如硅氧化物、硅氮化物、硅碳氧化物、硅硼碳氮化物、硅碳氮化物和/或空气。

第二宽度可以在从约6nm至约11nm的范围内，并且第一宽度可以在从约4nm至约7nm的范围内。

该方法还可以包括对鳍的延伸部分进行额外掺杂。

额外掺杂可以用硼和磷族掺杂剂中的至少一种执行。

额外掺杂可以在约1E18原子/cm³至约1E21原子/cm³的范围内。

额外掺杂可以通过等离子体掺杂、掺杂外延沉积和/或掺杂电介质沉积来执行。

本公开还涉及场效应晶体管的各种实施方式。在一个实施方式中，场效应晶体管包括包含硅的鳍、在鳍的彼此相反的侧面上的源电极和漏电极、在鳍的沟道部分上的栅极堆叠、以及在鳍的延伸部分上的栅极间隔物。鳍的沟道部分具有第一厚度，并且鳍的延伸部分具有大于第一厚度的第二厚度。

第二厚度可以在从约6nm至约11nm的范围内，并且第一厚度可以在从约4nm至约7nm的范围内。

第二厚度可以在从约7nm至约10nm的范围内。

栅极间隔物可以包括绝缘材料，诸如硅氧化物、硅氮化物、硅碳氧化物、硅硼碳氮化物、硅碳氮化物和/或空气。

鳍可以包括n型掺杂剂或p型掺杂剂。

本公开还涉及片上系统的各种实施方式。在一个实施方式中，片上系统包括第一场效应晶体管和第二场效应晶体管。第一场效应晶体管和第二场效应晶体管每个包括包含硅的鳍、在鳍的彼此相反的侧面上的源电极和漏电极、在鳍的沟道部分上的栅极堆叠、以及在鳍的延伸部分上的栅极间隔物。鳍的沟道部分具有第一厚度，并且鳍的延伸部分具有大于第一厚度的第二厚度。

第一场效应晶体管可以是nFET，第二场效应晶体管可以是pFET。

第一场效应晶体管的第二厚度可以不同于第二场效应晶体管的第二厚度。