[发明专利]半导体器件及其形成方法

说明书

根据本发明的半导体器件包括第一源极/漏极外延部件和第二源极/漏极外延部件，其各自具有外部衬垫层和内部填充层；多个沟道构件，其沿第一方向在第一源极/漏极外延部件与第二源极/漏极外延部件之间延伸；以及栅极结构，设置在多个沟道构件上方和周围。多个沟道构件与外部衬垫层接触并且与内部填充层间隔开。外部衬垫包括锗和硼，并且内部填充层包括锗和镓。本申请的实施例还涉及形成半导体器件的方法。

技术领域

本申请的实施例涉及半导体器件及其形成方法。

背景技术

半导体集成电路(IC)行业经历了指数式增长。IC材料和设计的技术进步已生产出几代IC，其每一代都比上一代具有更小且更复杂的电路。在IC的发展过程中，功能密度(即每个芯片区互连器件的数量)普遍增加，而其几何尺寸(即使用制造工艺中可制造的最小组件或线路)则在减小。这种按比例缩小工艺一般通过提高生产效率和降低相关成本带来效益。这种按比例缩小也增加了加工和制造IC的复杂度。

例如，随着集成电路(IC)技术向更小的技术节点发展，已经引入多栅极金属氧化物半导体场效应晶体管(多栅极MOSFET，或多栅极器件)，以通过增加栅极-沟道耦合、减小截止状态电流和减小短沟道效应(SCE)来改善栅极控制。多栅器件通常是指具有栅结构或其一部分设置在沟道区的多于一侧的器件。鳍状场效应晶体管(FinFET)和多桥沟道(MBC)晶体管是多栅极器件的实例，这些器件在高性能和低泄漏应用中已变成流行且有前途的候选品。FinFET的多个侧面上具有被栅极环绕的升高的沟道(例如，栅极环绕从衬底延伸的半导体材料“鳍”的顶部和侧壁)。MBC晶体管具有可以部分或全部围绕沟道区延伸的栅极结构，以提供在两侧或更多侧上沟道区存取。由于MBC晶体管的栅极结构环绕沟道区，因此MBC晶体管也可被称为环绕栅极晶体管(SGT)或全环栅(GAA)晶体管。MBC晶体管的沟道区可以由纳米线、纳米片、其他纳米结构和/或其他合适的结构形成。

锗具有比硅更大的空穴迁移率，并且已经对使用锗形成MBC晶体管的沟道构件进行了研究。锗具有比硅更大的介电常数这一事实带来了挑战。

发明内容

本申请的一些实施例提供了一种半导体器件，包括：第一源极/漏极外延部件和第二源极/漏极外延部件，分别包括外部衬垫层和内部填充层；多个沟道构件，沿第一方向在所述第一源极/漏极外延部件与所述第二源极/漏极外延部件之间延伸；以及栅极结构，设置在所述多个沟道构件的上方和周围，其中，所述多个沟道构件与所述外部衬垫层接触并且与所述内部填充层间隔开，其中，所述外部衬垫层包括锗和第一元素，其中，所述内部填充层包括锗和不同于所述第一元素的第二元素。

本申请的另一些实施例提供了一种半导体器件，包括：第一源极/漏极部件，包括第一外部外延部件和在所述第一外部外延部件的上方的第一内部外延部件；第二源极/漏极部件，包括第二外部外延部件和在所述第二外部外延部件的上方的第二内部外延部件；多个含锗沟道构件，沿第一方向在第一外部外延部件与第二外部外延部件之间延伸并与第一外部外延部件和第二外部外延部件接触；以及栅极结构，设置在所述多个含锗沟道构件的上方和周围，其中，所述多个含锗沟道构件与所述第一内部外延部件和所述第二内部外延部件间隔开，其中，所述第一外部外延部件和所述第二外部外延部件包括第一p型掺杂剂，其中，所述第一内部外延部件和所述第二内部外延部件包括与所述第一p型掺杂剂不同的第二p型掺杂剂。