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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体制造领域,尤其涉及一种环栅器件及其外延方法。
技术介绍
1、互补金属氧化物半导体(complementary metal oxide semiconductor,cmos)的发展方向趋向于多层垂直叠层全环绕(gate-all-around,gaa)栅极晶体管方向,以提供优化的器件性能和提高器件单位面积电流。使用源漏外延技术对沟道施加应力已经对器件性能不可或缺。
2、目前,垂直叠层环栅器件的源漏外延难度大,如图1所示,现有技术的外延生长从几个不同的间断的起始面开始,包括在环栅器件的沟道处形成孤岛和底部基底往上形成的一个种子层。最后通过数个孤岛逐渐增大,并和底部外延的种子层合并后形成完全的源极和漏极,然而种子层合并时回很客易形成错位或空隙,难以形成高质量外延。因此,亟需一种新型的环栅器件及其外延方法以改善上述问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种环栅器件及其外延方法,该方法用于形成无错位或空隙的源漏外延,提升环栅器件的质量。
2、第一方面,本专利技术提供一种环栅器件及其外延方法,包括:s1,提供一衬底,在垂直于所述衬底的方向上形成交替堆叠的n层沟道层和n层鳍片层,n为任意大于1的整数;s2,基于所述衬底和所述鳍片层进行第一次外延生长,以形成底部种子层和岛状种子层;所述底部种子层生成于所述衬底的表面,所述岛状种子层形成于所述n层鳍片层的表面;s3,刻蚀所述底部种子层和所述岛状种子层,以消除未与所述底部种子层合并的岛状种子层;s4
3、本专利技术的方法有益效果为:本专利技术通过刻蚀底部种子层和岛状种子层,以消除未与所述底部种子层合并的岛状种子层;基于所述底部种子层和鳍片层进行第m次外延生长,以使底部种子层增厚,并覆盖位于底侧的岛状种子层,直至所述底部种子层覆盖位于顶侧的岛状种子层,避免岛状种子层之间合并形成错位或空隙,有利于生长出高质量外延,提升环栅器件的源漏极质量。
4、可选的,刻蚀所述底部种子层和所述岛状种子层,以消除未与所述底部种子层合并的岛状种子层,包括:向反应腔内通入刻蚀性气体,以使所述刻蚀性气体同时刻蚀所述底部种子层和所述岛状种子层,以消除未与所述底部种子层合并的岛状种子层;所述岛状种子层的刻蚀速率小于所述底部种子层的刻蚀速率。
5、可选的,所述岛状种子层的暴露表面积大于所述底部种子层的暴露表面积;或所述岛状种子层的可刻蚀角度大于所述底部种子层的可刻蚀角度。
6、可选的,所述交替重复s3-s4,直至所述底部种子层与位于顶侧的岛状种子层合并,以形成源极外延层和漏极外延层,包括:交替重复s3-s4,直至所述底部种子层与位于顶侧的岛状种子层合并,以使所述底部种子层形成致密的源极外延层和漏极外延层,形成的所述源极外延层和漏极外延层分别位于所述鳍片层的两端,以使所述源极外延层和漏极外延层互不接触。
7、可选的,提供一衬底,在垂直于所述衬底的方向上形成交替堆叠的n层沟道层和n层鳍片层,n为任意大于1的整数,还包括:提供一衬底,在垂直于所述衬底的方向上形成交替堆叠的n层沟道层和n层鳍片层,n为任意大于1的整数;在位于顶侧的所述鳍片层上形成伪栅(dummy poly)层,在所述沟道层和伪栅层的外缘形成保护层(spacer)。
8、可选的,基于所述底部种子层和所述鳍片层进行第m次外延生长,以使所述底部种子层增厚,以合并暴露于底侧的岛状种子层,m为任意大于1的整数,包括:基于所述底部种子层和所述鳍片层进行第m次外延生长,以使所述底部种子层增厚,以合并暴露于底侧的岛状种子层,m为任意大于1的整数;在每次外延生长时,相邻的所述岛状种子层互不接触。
9、第二方面,本专利技术提供一种环栅器件,包括衬底、源极外延层、漏极外延层、n层沟道层和n层鳍片层;所述n层沟道层和所述n层鳍片层在垂直于所述衬底的方向上呈交替堆叠状设置;所述衬底连接有底部种子层,每层所述鳍片层均对应连接有岛状种子层;所述源极外延层和漏极外延层均由底部种子层与岛状种子层合并形成。
10、可选的,所述环栅器件还包括伪栅层,所述伪栅层与位于顶侧的所述鳍片层连接;所述沟道层和伪栅层的外缘连接有保护层。
11、可选的,所述底部种子层用于形成致密的源极外延层和漏极外延层;每层所述鳍片层的两端分别与所述源极外延层和漏极连接外延层,所述源极外延层和漏极外延层互不接触。
12、可选的,相邻的所述岛状种子层互不接触。
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1.一种环栅器件的源漏外延方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,刻蚀所述底部种子层和所述岛状种子层,以消除未与所述底部种子层合并的岛状种子层,包括:
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述岛状种子层的暴露表面积大于所述底部种子层的暴露表面积;
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述交替重复S3-S4,直至所述底部种子层与位于顶侧的岛状种子层合并,以形成源极外延层和漏极外延层,包括:
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,提供一衬底,在垂直于所述衬底的方向上形成交替堆叠的N层沟道层和N层鳍片层,N为任意大于1的整数,还包括:
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,基于所述底部种子层和所述鳍片层进行第M次外延生长,以使所述底部种子层增厚,以合并暴露于底侧的岛状种子层,M为任意大于1的整数,包括:
7.一种环栅器件,其特征在于,包括衬底、源极外延层、漏极外延层、N层沟道层和N层鳍片层;
8.根据权利要求7所述的环栅器件,其特征在于,所述环栅器件还包括
9.根据权利要求7所述的环栅器件,其特征在于,所述底部种子层用于形成致密的源极外延层和漏极外延层;
10.根据权利要求7所述的环栅器件,其特征在于,相邻的所述岛状种子层互不接触。
...【技术特征摘要】
1.一种环栅器件的源漏外延方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,刻蚀所述底部种子层和所述岛状种子层,以消除未与所述底部种子层合并的岛状种子层,包括:
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述岛状种子层的暴露表面积大于所述底部种子层的暴露表面积;
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述交替重复s3-s4,直至所述底部种子层与位于顶侧的岛状种子层合并,以形成源极外延层和漏极外延层,包括:
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,提供一衬底,在垂直于所述衬底的方向上形成交替堆叠的n层沟道层和n层鳍片层,n为任意大于1的整数,还包括:
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