用于环绕式栅极晶体管的各向异性SIGE:B外延膜生长的制作方法

专利检索2026-08-30  14


本公开内容的实施方式大体而言是关于一种用于形成半导体组件的方法。更特定言之,本申请是关于用于水平环绕式栅极(horizontal gate all around,hgaa)组件结构的外延沉积方法。


背景技术:

1、随着晶体管组件的特征大小持续缩小以实现更大的电路密度和更高的效能,需要改进晶体管组件结构以改善静电耦合并降低负面影响,诸如寄生电容和关闭状态泄漏。晶体管组件结构的示例包括平面结构、鳍式场效晶体管(fin field effect transistor,finfet)结构和水平环绕式栅极(hgaa)结构。hgaa组件结构包括以堆栈配置悬挂并通过源极/漏极区连接的几个晶格匹配的通道。

2、当前形成邻近hgaa结构的源极/漏极区的方法在非结晶侧壁和类似的介电材料上具有不良的润湿性。在<110>和<100>表面上同时生长源极/漏极区已经被证明是有问题的,因为在与hgaa结构的非结晶或介电材料层相邻的源极/漏极区内形成了空隙或开口。由于源极/漏极区内不均匀的膜生长和多个交叉的生长边界,也可能在源极/漏极区内的其他位置形成空隙或开口。当源极/漏极区不形成为与非结晶层、结晶层或介电材料层中的任何一者或多者相邻或接触时,在沉积期间也会看到源极/漏极区的表面绉化(faceting)并且可降低组件的效率。

3、因此,需要一种以改善的润湿、减少的表面绉化和受控的生长方向在hgaa结构内形成源极/漏极区的方法。


技术实现思路

1、本公开内容大体而言是关于源极/漏极层在半导体组件内的选择性沉积。在一个实施方式中,一种形成半导体组件的方法包括在基板上形成多材料层;将该基板和该多材料层暴露于气体混合物;以及在该基板上以主要<100>生长形成源极/漏极层。该多材料层包括以交替模式布置的多个结晶第一层和多个非结晶第二层。该气体混合物包含含硅的第一前驱物、含锗的第二前驱物和含p型掺杂剂的第三前驱物。该第一前驱物、该第二前驱物或该第三前驱物中的至少一者进一步包含氯。

2、在另一实施方式中,一种形成半导体组件的方法包括在基板上沿主要<100>方向选择性生长源极区和漏极区。选择性生长源极区和漏极区进一步包括将基板和多材料层暴露于包含硅烷、含锗的第二前驱物和含p型掺杂剂的前驱物的气体混合物,其中该第二前驱物或该含p型掺杂剂的前驱物中的一者或多者进一步包含氯。

3、在另一实施方式中,描述了一种储存指令的非暂时性计算机可读取媒体。当处理器执行这些指令时,这些指令使计算机系统执行以下步骤:将基板和多材料层暴露于气体混合物,以及在该基板上以主要<100>生长形成源极/漏极层。该气体混合物包含含硅的第一前驱物、含锗的第二前驱物和含p型掺杂剂的第三前驱物,其中该第一前驱物、该第二前驱物和该第三前驱物中的一者或多者进一步包含氯。



技术特征:

1.一种形成半导体组件的方法,包括以下步骤:

2.如权利要求1所述的方法,其中暴露该基板的步骤是在约450℃至约750℃的温度下执行的。

3.如权利要求2所述的方法,其中暴露该基板的步骤是在约1托至约10托的压力下执行的。

4.如权利要求1所述的方法,其中该第一前驱物包含硅烷、二硅烷、氯硅烷、二氯硅烷或三氯硅烷中的一者或组合。

5.如权利要求1所述的方法,其中该第二前驱物包含氢化锗、二锗烷、三锗烷或四氯化锗中的一者或组合。

6.如权利要求1所述的方法,其中该第三前驱物包含三氯化硼或二硼烷中的一者或组合。

7.如权利要求1所述的方法,其中该基板的顶表面具有主要<100>生长方向,并且该源极/漏极层在该基板的该顶表面上的生长速率是该源极/漏极层在该结晶第一层或该非结晶第二层上的该生长速率的大于5倍。

8.如权利要求7所述的方法,其中在该非结晶第二层的这种外端上形成介电间隔件。

9.如权利要求7所述的方法,其中该第一前驱物与该第二前驱物的比率为约1:1至约1:3。

10.一种形成半导体组件的方法,包括以下步骤:

11.如权利要求10所述的方法,其中该多材料层设置在基板上,并且该多材料层包括以交替图案布置的多个结晶第一层和多个非结晶第二层。

12.如权利要求10所述的方法,其中暴露该基板的步骤是在约450℃与约750℃之间的温度和约1托至约10托的压力下执行的。

13.如权利要求10所述的方法,其中该源极区和该漏极区在<100>表面上的的该生长速率与该源极区和该漏极区在<110>表面上的该生长速率之比大于约5:1。

14.如权利要求10所述的方法,其中该含p型掺杂剂的前驱物是含硼前驱物。

15.如权利要求14所述的方法,其中该含硼前驱物是三氯化硼。

16.如权利要求10所述的方法,其中该硅烷气体与该第二前驱物之比为约1:1至约1:3,并且该含硼前驱物与该硅烷气体之比为约1:5至约1:20。

17.如权利要求15所述的方法,其中该第二前驱物包含氢化锗、二锗烷、三锗烷或四氯化锗中的一者或组合。

18.如权利要求1所述的方法,其中在该基板的该暴露期间,将该基板设置在外延沉积腔室内。

19.一种非暂时性计算机可读取媒体,该非暂时性计算机可读取媒体储存指令,这些指令当由处理器执行时使得计算机系统执行以下步骤:

20.如权利要求18所述的媒体,其中该第一前驱物包括硅烷、二硅烷、氯硅烷、二氯硅烷或三氯硅烷中的一者或组合,该第二前驱物包括氢化锗、二锗烷、三锗烷或四氯化锗中的一者或组合,并且该第三前驱物包括三氯化硼或二硼烷中的一者或组合。

21.如权利要求19所述的媒体,其中该第一前驱物与该第二前驱物之比为约1:1至约1:3,并且该第三前驱物与该第一前驱物之比为约1:5至约1:20。


技术总结
本文所述的实施方式是关于一种在水平环绕式栅极(hGAA)组件结构内外延沉积p通道金属氧化物半导体(MMOS)源极/漏极区的方法。本文描述了前驱物的组合,其主要在<100>表面上生长源极/漏极区,而在<110>表面上具有减少或可忽略的生长。因此,源极/漏极区的生长主要位于基板的顶表面上,而不是hGAA结构的交替层上。前驱物组合包含含硅前驱物、含锗前驱物和含硼前驱物。这些前驱物中的至少一者进一步包含氯。

技术研发人员:吴贞莹,叶祉渊,李学斌,萨蒂亚·查理,黄奕樵,索拉布·乔普拉
受保护的技术使用者:应用材料公司
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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