倾斜外延掩埋接触件制造技术

提供了半导体器件设计，具有掩埋电源轨(602)，该掩埋电源轨具有倾斜外延掩埋接触件(1702)。在一个方面，半导体FET器件包括：至少一个栅极，设置在衬底(202)上；源极和漏极(906)，在至少一个栅极的相对侧上，其中，源极和漏极(906)中的至少一个具有倾斜表面(1402)；掩埋电源轨(602)，其嵌入在衬底(202)中；以及掩埋接触件(1702)，其将掩埋电源轨(602)连接到至少一个源极和漏极(906)的倾斜表面(1402)。侧壁间隔体(502)将掩埋电源轨(602)与衬底(202)分隔开。该至少源极和漏极(906)的倾斜表面(1402)的顶部在该掩埋接触件(1702)的顶表面上方。还提供了形成半导体FET器件的方法。器件的方法。器件的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】倾斜外延掩埋接触件


[0001]本专利技术涉及具有掩埋电源轨的半导体器件设计，并且更具体地涉及具有掩埋电源轨的半导体器件设计及其制造技术，该掩埋电源轨具有用于最佳接触电阻和低寄生电容的倾斜外延掩埋接触件架构。

技术介绍

[0002]随着半导体器件架构的持续缩放，至半导体器件的功率递送的方面存在一些显著的挑战。即，在器件性能受到负面影响之前，向半导体器件输送功率的互连线的尺寸只能被减小太多。
[0003]消除器件设计中的拥塞的一种方法是掩埋将功率带到衬底中的半导体器件的电源轨，而不是将它们定位在半导体器件上方。以这种方式配置的电源轨在本文中也称为
‘
掩埋电源轨
’
。
[0004]虽然掩埋电源轨设计释放了器件上方的一些开销空间，但传统的器件设计仍然需要相对大的接触结构来将掩埋电源轨连接至源极和漏极。这些大的接触件结构不期望地导致大的接触件
‑
栅极寄生电容。
[0005]因此，具有掩埋电源轨但寄生电容最小的改进半导体器件设计将是所希望的。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供了具有掩埋电源轨的半导体器件设计及其制造技术，该掩埋电源轨具有用于最佳接触电阻和低寄生电容的倾斜外延掩埋接触件架构。在本专利技术的一个方面，提供了一种半导体场效应晶体管(FET)器件。所述半导体FET包括：设置在衬底上的至少一个栅极；在所述至少一个栅极的相对侧上的源极和漏极，其中所述源极和漏极中的至少一个具有倾斜表面；掩埋电源轨，其嵌入在所述衬底中；以及掩埋接触件，其将所述掩埋电源轨连接到所述至少一个源极和漏极的所述倾斜表面。
[0007]在本专利技术的另一个方面，提供了另一种半导体FET器件。所述半导体FET包括：设置在衬底上的至少一个栅极；在所述至少一个栅极的相对侧上的源极和漏极，其中所述源极和漏极中的至少一个具有倾斜表面；掩埋电源轨，所述掩埋电源轨在所述倾斜表面下方嵌入在所述衬底中；侧壁间隔体，所述侧壁间隔体将所述掩埋电源轨与所述衬底分隔开；以及掩埋接触件，所述掩埋接触件将所述掩埋电源轨连接到所述至少一个源极和漏极的所述倾斜表面，其中所述至少一个源极和漏极的所述倾斜表面的顶部在所述掩埋接触件的顶表面上方。
[0008]在本专利技术的又另方面，提供了一种形成半导体FET器件的方法。该方法包括：形成器件结构，该器件结构具有设置在衬底上的至少一个栅极、在所述至少一个栅极的相对侧上的源极和漏极、以及嵌入在所述衬底中的掩埋电源轨；蚀刻所述源极和漏极中的至少一个以沿所述至少一个源极和漏极的一部分产生倾斜表面；以及形成将所述掩埋电源轨连接到所述至少一个源极和漏极的所述倾斜表面的掩埋接触件，其中所述至少一个源极和漏极
的所述倾斜表面的顶部在所述掩埋接触件的顶表面上方。
[0009]在本专利技术的又另方面，提供了另一种形成半导体FET器件的方法。所述方法包括：形成器件结构，所述器件结构具有布置在衬底上的至少一个栅极、在所述至少一个栅极的相对侧上的源极和漏极、围绕所述至少一个栅极的层间电介质(ILD)、以及嵌入在所述衬底中的掩埋电源轨；对所述ILD中的接触沟槽进行图案化以暴露所述源极和漏极中的至少一个；蚀刻所述至少一个源极和漏极以沿着所述至少一个源极和漏极的暴露于所述接触沟槽中的部分产生倾斜表面；执行外延再生长以在所述倾斜表面上形成表面掺杂剂
‑
半导体合金接触层；以及在所述接触沟槽中形成掩埋接触件，所述掩埋接触件将所述掩埋电源轨连接到所述至少一个源极和漏极的所述倾斜表面，其中所述至少一个源极和漏极的所述倾斜表面的顶部在所述掩埋接触件的顶表面上方。
[0010]通过参考以下详细说明和附图将获得对本专利技术的更完整的理解以及本专利技术的进一步的特征和优点。
附图说明
[0011]图1是根据本专利技术的实施例的在此呈现的具有器件叠置体和与器件叠置体正交取向的栅极的一般半导体场效应晶体管(FET)设计的俯视图；
[0012]图2是根据本专利技术的实施例的示出了使用硬掩模在衬底上形成器件叠置体(例如，第一器件叠置体、第二器件叠置体等)的截面图，其中，从穿过器件的源极区和漏极区中的栅极中的两个栅极之间的器件叠置体的截面图中，每个器件叠置体包括沉积在衬底上的第一牺牲层、以及沉积在第一牺牲层上的交替的第二牺牲层和有源层；
[0013]图3是示出了根据本专利技术的实施例，从穿过器件的源极区和漏极区中的栅极中的两个栅极之间的器件叠置体的截面图中，衬底已经被凹陷、在衬底中在器件叠置体的基底处形成沟槽的截面图，器件叠置体已经被掩埋在填充沟槽的浅沟槽隔离(STI)氧化物中；
[0014]图4是示出了从穿过根据本专利技术的实施例的器件的源极区和漏极区中的两个栅极之间的器件叠置体的截面图开始的已经在相邻器件叠置体之间的沟槽中执行STI氧化物的局部凹陷蚀刻的截面图；
[0015]图5是示出从穿过根据本专利技术的实施例的器件的源极区和漏极区中的栅极中的两个栅极之间的器件叠置体的截面图沿着相邻器件叠置体之间的沟槽的侧壁在器件叠置体的基底处形成的侧壁间隔体的截面图；
[0016]图6是示出从穿过根据本专利技术的实施例的器件的源极区和漏极区中的栅极中的两个栅极之间的器件叠置体的截面图来看已经形成在侧壁间隔体之间的沟槽中的掩埋电源轨的截面图；
[0017]图7是示出了根据本专利技术的实施例已经从穿过器件的源极区和漏极区中的栅极中的两个栅极之间的器件叠置体的截面图来看已经沉积到掩埋电源轨上方的沟槽中并且与STI氧化物一起凹陷的附加电介质的截面图；
[0018]图8为根据本专利技术的实施例，从通过器件叠置体之一的中心的垂直于栅极的截面图示出了已经形成在器件叠置体上的牺牲栅极和牺牲栅极硬掩模、已经在牺牲栅极硬掩模和牺牲栅极的侧面形成电介质间隔件、并且已经将牺牲栅极和电介质间隔件用作用于对牺牲栅极之间的器件叠置体中的沟槽进行图案化的掩模的截面图；
[0019]图9是根据本专利技术的一个实施例的从穿过器件叠置体之一的中心的垂直于栅极的截面图开始，展示了已经选择性地去除并且用底部电介质隔离层替换第一牺牲层、已经在牺牲层的侧面形成内部间隔体、已经在有源层的相对侧上形成源极和漏极、并且已经在层间电介质(ILD)中包围牺牲栅极的截面图；
[0020]图10是根据本专利技术的实施例，从通过器件叠置体中的器件叠置体的垂直于栅极的中心的截面图中，展示了已经在ILD中选择性地去除形成栅极沟槽的牺牲栅极、已经通过栅极沟槽选择性地去除牺牲层而在有源层之间形成间隙、并且已经将共形栅极电介质沉积到栅极沟槽和间隙中的每个栅极沟槽和间隙中并且对这些栅极沟槽和间隙中的每个栅极沟槽和间隙进行加衬的截面图；
[0021]图11是根据本专利技术的实施例，从穿过器件叠置体之一的垂直于栅极的中心的截面图来看，示出了至少一种功函数设置金属已经被沉积到栅极电介质上的栅极沟槽和间隙中；
[0022]图12是根据本专利技术的实施例的从穿过器件的源极区和漏极区中的栅极中的两个栅极之间的器件叠置体的截面图中展示了到器件叠置本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种半导体场效应晶体管FET器件，包括：至少一个栅极，设置在衬底上；在所述至少一个栅极的相对侧上的源极和漏极，其中所述源极和漏极中的至少一个具有倾斜表面；掩埋电源轨，嵌入在所述衬底中；以及掩埋接触件，所述掩埋接触件将所述掩埋电源轨连接到至少一个源极和漏极的所述倾斜表面。2.根据权利要求1所述的半导体FET器件，进一步包括在所述掩埋电源轨侧面的侧壁间隔体，所述侧壁间隔体将所述掩埋电源轨与所述衬底分隔开，其中，所述侧壁间隔体还将所述掩埋接触件与所述衬底分隔开。3.根据权利要求2所述的半导体FET器件，其中，所述侧壁间隔体包括从由碳化硅(SiC)、碳氧化硅(SiOC)及其组合构成的组中选择的材料。4.根据权利要求1所述的半导体FET器件，其中，所述至少一个源极和漏极的所述倾斜表面的顶部在所述隐埋接触件的顶部表面上方。5.根据权利要求1所述的半导体FET器件，其中，所述掩埋电源轨包括从由铜(Cu)、钴(Co)、钌(Ru)、钨(W)及其组合构成的组中选择的金属。6.根据权利要求1所述的半导体FET器件，其中，所述至少一个源极和漏极的倾斜表面以约95
°
至约150
°
并且范围在其间的角度θ倾斜。7.根据权利要求1所述的半导体FET器件，进一步包括：沟槽外延层，设置在所述倾斜表面上。8.根据权利要求1所述的半导体FET器件，其中，所述掩埋接触件包括从由Cu、Co、Ru、W及其组合构成的组中选择的金属。9.根据权利要求1所述的半导体FET器件，进一步包括：底部介电层，将所述源极和漏极与所述衬底分隔开。10.根据权利要求1所述的半导体FET器件，进一步包括：使所述源极和漏极互连的至少一个有源层。11.根据权利要求1所述的半导体FET器件，其中，所述倾斜表面...

【专利技术属性】
技术研发人员：李桃，康宗圣，谢瑞龙，A，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：