TW200529367A - Method of fabricating an integrated circuit channel region - Google Patents

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TW200529367A
TW200529367A TW094100446A TW94100446A TW200529367A TW 200529367 A TW200529367 A TW 200529367A TW 094100446 A TW094100446 A TW 094100446A TW 94100446 A TW94100446 A TW 94100446A TW 200529367 A TW200529367 A TW 200529367A
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Qi Xiang
James N Pan
Jung-Suk Goo
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Description

200529367 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本1明大體上系關於積體雷枚班 、很月旦电路(1CJ裝置,以及關於製 造此積體電路裝置之方法。兮十 , / 砰3之,本發明糸關於製造具
有含結狀通道區域(fin — U haped channel region)之電晶體 或FinFET之積體電路之方法。 【先前技術】
、譬如超大型積體電路(ULSi)之積體電路⑽,能包括 夕達百萬個电B曰體或更多。ULSI電路能包括互補金屬氧 化物半導體(CMOS)場效電晶體(FET)。此等半導體能包括設 置在通道區域上方和源極與汲極區域之間之半導體間極。 源極與汲極區域-般用p型摻雜物(例如,棚)或 物(例如,磷)來高濃度摻雜(heavily牝卯…。
…當電晶體變得較小時,則希望能增加於通道區域中電 荷載子之移動率(mQbility)。增加電荷載子之移動率會增 加電晶體之切換速度。已提出由㈣之材料所形成之通道 區域’以增加電荷載子之移動率。例如,一般使用多晶矽 、道區域之ό知核電晶體形成於玻璃(例如,Si⑹基板 上之石夕鍺啦晶層(epitaxial layer)上。能藉由使 用幸I射脈波雷射束以溶化和結晶譬如無定形石夕氫化物 層 (a “Si · H)無定形錯氫化物(a_Ge : H)、或類似物之半導 體薄膜之技術,而形成3卜(^磊 於譬如金屬氧化物半導體場效電晶體(M0SFET)之整塊 型式(bulk_tyPe)後置’使用SKe材料能用來增加電荷載 92752 5 200529367 子移動率’尤其是電洞型(hde—type)載子。譬如含有錯之 石夕通運之張力應變料道區域(tensne价心以⑽ charge 1 regi on),由於減少了載子散射和由於減少了於含 鍺材料中電動之質量,而能具有較習知&通道區域大2 至5倍之載子移動率。依照用於整塊型式裝置之習知 形成技術’掺雜物植入分子束蟲晶⑽)技術形成^一以 磊晶層。然而,職技術需要非常複雜和昂貴之裝備,而 不適宜用於大量生產1C。
譬如垂直雙閘極絕緣層上覆矽(soJ)電晶體或FinFET ,雙閘極電晶體相關於高驅動電流和高度的免除短通道效 應而具有顯著之優點。 由黃(Huang)等人所提出之一篇論文,題目是“欠5〇 奈米(⑽)FinFET : p廳”(1 999年侧)討論石夕電晶體,盆 中主動層由二側之閘極所圍繞。然而,使用f知之“Μ 工具和技術可能很難製造雙閘極架構。再者,因為相關於 | =之外形構造’則可能很困難圖案化。於小的關鍵尺寸, 也許不可能圖案化。 S01 來說’轉架構能位於石夕二極體層之上,由此達成 =:構。已發現習知之FlnFET S(^置經由使用半導㉒ =木構形成裝置而具有許多之優點,包括裝置之間較佳 之、吧緣、減少漏電流、減少CM〇s元件之間之鎖住 (區^二Π)、減少晶片電容、以及減少或消除源極和汲極 之短通道。㈣^知之F1 nFET別1裝置由於 木構’比在整塊半導體基板上形叙贿心具有優 92752 200529367 點,但是FinFET之一些基 其他燃聊之那些基本= 如載子移動率,係! 汲極和通道區域—般传 5因為该FinFET源極、 (例如,石夕)製成。由写知之整塊咖ET半導體树料
FaFET SOI裝置之鳍架 該數個不同層包括光阻層、底於數個不同層之下, 矽層。以此種配置模式會在::/層(臟)、和多晶 於整個韓架構。反之,多==崎。光阻層也許要薄 常的薄。臟也許於該巧^也/於該‘_構之邊緣非 對於遞層和多晶^彳…此種配置導致 電晶體之尺寸。 而要大的過度跡此等需求增加 當製造mm結構時’希望具有高縱橫 流對:=之較高一,允 料认丄 电瓜机經相冋數量之構形區域。迄今, 尺寸2造,尚不可實施製造高縱橫比FinFET。 -,甬因=?要一種積體電路或電子裝置,其包括具有較 朴料、較〶之免除短料效應、以及較高驅動電 =之通㈣域。再者,需要—種圖案化具有小雜尺寸之 in T奴置之方法。更再者,需要一種用於 製造應變料狀通道之方法。又再者,需要—種高縱橫比 之1 nFET衣置。又再者,需要一種製造高縱橫比籍結構之 有A方法又再者,需要—種具有應變半導體鰭狀通道區 或之FinFET U。又再者’需要—種製造具有應變半導體 轉狀通道之FmFET裝置之製程。 92752 7 200529367 【發明内容】 一個實施範例係關於一種形成鰭狀通道區域之方法。 該方法包括在絕緣層上設化合物半導體層,並在化合物半 導體層中設溝渠。本方法亦包括在化合物半導體層之上和 清渠之内設應變半導體層。該溝渠係關聯於鰭狀通道區 域。該方法復包括從化合物半導體層之上去除應變半導體 層’並去除化合物半導體層而留下應變半導體層,形成縛 狀通道區域。當去除該應變半導體層時,該應變半導體層 留在溝渠内。 另一個實施範例係關於FinFET通道結構形成方法。該 方法包括在基板之上之絕緣層之上設第一層,並於該第一 層中設開口(aperture)。該第—層包括矽和鍺而該開口延 伸至絕緣層。該方法亦包括提供應變材料於開口内,並去 除該第一層而留下應變材料。 又另一個實施範例係關於製造包括以鰭為基礎之電曰£ 體之積體電路之方法。該方法包括下財驟:提供絕㈣ 料,在該絕緣材料之上設置應變引起層;以及在該應變弓 :層中設開口。該方法復包括下列步驟:藉由選擇編 ^而形成應變材料於該開口中;去除該應變引㈣之以 一部分,由此留下該應變材料作A^ ™乍為翱結構,以及設置用方 S 1、、、吉構之閘極結構。 【實施方式】 第1圖為描繪圖案化以鰭Λ其 (FinFFTW ‘s為基嶮毛晶體或場效電晶葡
UinFET)之方法或製程1〇之 <乾例插作之流程圖。該流程^ 92752 8 200529367 以例f之方式顯示一些可以施行之操作。可使用附加之我 =^乂乂之知作、或各操作之組合於各種不同之實施例中。 *私圖11◦(第12目)顯示於選用(替代)之實施例,其中於 钱刻期間使用遮罩步驟以保護源極和祕位置。流程圖 =牛(^5圖)顯示另—選用(替代)之實施例’其中使用間 隔件以增加該鰭結構之縱橫比。 物半圖中,於步驟15設有於絕源層之上包含有化合 2 ^層之晶®°該晶圓可購得或使用S刪(氧植入石夕 =火或晶圓黏結)而製得。於步驟25,圖案化化合夕 化:::!:形成通道溝渠。於步驟45,半導體層形成於 、、莫泣曰^"層之上和溝渠之中。於化合物半導體層中之 取好灭具有底部,該底部抵達絕源層之上表面。 於製程1〇之步驟55,半導體層於化合物半導體芦之 導=化、:由此而從該化合物半導體層之上表面去除料 合:;導::该+導體層留於溝渠中。於步驟65,去除化 之上H 此留下料通道結構或區域於該絕源層 來'日^ W 5 ’沒置閘極結構完成以轉為基礎之電晶體。 礎=2至4圖,使用製程1G以形成包含有以蝽為基 至^:、FlnFET之積體電路1〇〇之部分,該部分於第2 第? 14和16至17圖中未按照實際比例繪示。繪示 ^和4圖以顯示關聯於韓狀通道區域⑸ :;比其二之圖式為了方便繪示之效果,並未二高 示今等^ 勺疋弟1至10圖提供以示意方式顯 寺圖式’而並不是成比例之工料圖。於第2圖中, 92752 9 200529367 上視圖顯示了於鰭狀通道區域152之相對侧之源極區域Μ 和㈣區域24。閑極導體166設於通道區域152和開極電 介吳層160之上,該閉極電介質層16〇設於通道區域脱 =二側。如第3圖中所示,閘極導體166具有U形剖面形 狀、,,能夠圍繞韓狀通道區域152之三側。間極導體166 可以疋金屬層或能夠是多金矽層(例如,摻雜之多金矽 層)。或可遠擇使用,導體〗⑽ 之横向側。 ^16““堇,又置鄰接通道區域152 電介質層160可用任何適用於間極結構之材料製成。 電介質層160能夠具有u形剖面形狀,並能夠在導體⑽ 之下。於一個實施例中,電介質層160為熱生長之二氧化 石夕。,另一個實施例中,電介質層160為高K閘極電介質 層、鼠化石夕g、或其他的絕緣體。層16〇和閉極導體㈣ 於鰭狀通道區域1 5 2之樺肖#j彳β μ 4 蚁同側163上和上表面167之上形 成問極結構。通道區域152能夠經由從譬如錯化石夕層之化 合物半導體層長晶之磊晶生長而受到張力應變。 於第4圖中,由雷介暂s 西# 貝層16〇覆盍於源極區域22和汲 極區域2 4之所有側。於另_與 、貝轭例中,層1 6 〇僅覆蓋通道 區域152並僅設於閘極導體⑽之下。如第2圖中所示, 閘極導體166亚不重疊於源極和汲極區域㈣24。然而,
閘極導體166能設至邊界π # Q ★…土…遭"32和34,甚至若設置適當的隔 離的話,則可與邊界32和34重疊。 所具有之優點是,絲壯、* ”、、θ狀逋運&域152具有相對高之縱 較佳之情況是’區域152具有約2〇龍至120 nm 92752 10 •200529367 之間高度(例如厚度),知的ς *〆丄曰 ▲ 、力5 nm至20 nm之間寬度。鰭寬 度係由隶小轉變間極具痒^ · · 、 1 又甲]桎長度(inininnim transitlon gate length) (1/3 至 1/2 間托且 〜, ^ 閘極長度)所決定。於一個實施例中, 縱檢比是在約4至6之門。如η 王b之間。相關於區域152之高縱棒比, 經過相對小之區域設有高電流電晶體。 - 式制t好疋’鰭狀通道區域152是依照製程1Q、製程110、 ^ tilt 12G所製造之張力應變⑪材料。導體166能夠具有 ==)至⑽埃之間之厚度,而閉極電介質層1: /、\1〇 i矢(A)至50埃之間之厚度。雖然於第2至4 I ’’頁不了通迢區域152,但是通道區域152能夠使用且 有各種不同型式之閘極結構。閘極導體166和電介質層⑽ 亚未以限定之方式顯示。 較佳之情況是,從源極區域22之末端至汲極區域Μ 1末端之長度(第2圖中上端至底端)為0.5至!微米之 ΓΒ ’而源極與沒極區域24之寬度(從第2圖中通道區域152 之左邊至右邊)為’約〇.2纟〇.4微米之間。源極區域以與 :::域24包括應變之矽材料、單一結晶材料、或化合物 體材料。於-個實施例中,區域22與24係用與區域 &相同之材料製成。區域22與24最好是摻雜了 Ν型或ρ 型摻雜物達每立方公分1〇14至1G2°丨農度(10“至lG2VCm3)。 ^ f狀通道區域152設在絕緣層130之上。絕緣層130 :好:埋置之氧化物結構(buried…化structure),譬 =二氧化石夕層。於一個實施例中,層130具有約2000 矢一 2000埃之間之厚度。層13〇能夠設在任何型式之基板 92752 13 200529367 ' 之上,或其本身可以是基板。 於-個實施例中,絕緣層13〇設在譬如石夕基底層 * layer) 150之半導體基底層之上。層130和150能夠包括 •石夕或絕緣體上半導體⑽)基板。或可選擇使用,韓狀通道 ,域152能夠設在其他型式之基板或層之上。然而,較佳 s Μ例在⑦基板之上之譬如埋置之氧化物層(腿)之絕緣 層之上設有通道區域丨5 2。 φ 於區域22與24之電晶體能具有槓鈐(barbell) 形狀,即具有用於汲極區域22與源極區域24之大的墊區 域(pad region)。或可選擇使用,電晶體能夠是簡單的桿 形(W ―㈣)。第2圖中所示之方向並非揭示成限定之 弟5圖中,基板設置包括有層150和130。於第5 至11圖中,各種層和結構並未依照比例尺寸緣示,並且並 不包括關聯於第3至4圖之大高度。於第6圖中,依日召事 ㈣(第1圖)之步驟15,層14〇而設於層13〇之上。於 :::施例中,可藉由化學氣相沉積侧而將層14。沉積 在、、、邑緣層13 0之上。戎可;n埋你m 、 次了 &擇使用,將層130、140和15〇 乍為SQI基板,其中層14()包括錯切。 層14G最好是化合物半導體層或者是譬如錄切層之 ^弓=+導體層。層14〇最好是如Si] “之組成物, 用=::.2,而更一般是在。.⑴.3之範圍。可使 用口種方法來產生層14G、13卜和⑽。層⑽較好設為 0⑽至120⑽厚度,並引起應變於後續形成區域】… 92752 12 • 200529367 於第7圖中,依照製程1 〇 (第!圖)之步驟μ,開D 或溝渠142設於層140之上。較好,溝渠142具有而與層 130之上平面143共平面之底部。或可選擇使用,溝渠Η〗 ^之底部可於層130之前終止。依於用於以鰭為基礎電晶體 之設計標準和系統參數,對於溝渠142能使用各種尺寸。 於一個實施例中,溝渠142具有2〇至120⑽之高度, 和大約5至2 0 mil之見度。溝渠14 2通常關聯於鰭狀通道 區域152之尺寸。再者,溝渠142能具有大約丨· 〇至丨· 5微 米間之長度,以及1· 〇微米長度(進入及出來相關於第7 圖之頁)。 於一個實施例中,溝渠142於光學微影術中製成。於 一個此種製程中,使用抗反射塗層、硬遮罩、和光阻材料 來圖案化一層或數層於層140之上。使甩圖案化之層或數 層以選擇地姓刻層14〇而創造溝渠142。 於第8圖中,於製程1〇 (第i圖)之步驟45,層144 馨形成於層140之上。較好是,層144填滿整個溝渠142。 孝父佳之情況是,層144為由生長製程所形成之至24〇 之厚層。於一個較佳實施例中,層144為藉由使用矽烷、 乙矽烷、和/或二氯曱矽烷(使用CVD或MBE)之選擇之石夕磊 晶生長所形成。 由於層140之化合物半導體層(錯化石夕性質),層144 為應變層。溝渠142之側壁用作為用於層144之結晶生長 之晶種(seed)。關聯於層140之鍺化矽晶格得到更廣間隔 開之於層144中之空隙矽晶格,由此於層144中造成張力 92752 13 200529367 應變。結果,關聯於層144之磊晶矽受到張力應變。 應用張力應變於層144引起關連於矽晶格之6個石夕價 π (valance bands)中之4個增加能量,而其價帶之2個減 少能量。量子效應之結果,當電子通過層144中該應變矽 之較低能帶時,電子有效地減少約3〇重量%。結果,載子 移動率於層144中戲劇性地增加,提供了對於電子可能的 与加移動率80%或更多’對電動洞可能的增加移動率2〇% 更多。已發現增加移動率可維持電流場達15百萬伏特/ 公分。這些因素相信使得裝置速度能夠增加35%,而不須 更減小體積,或減少功率消耗而不會降低性能。 、 於第9圖中,於製程10 (第⑷之步驟55,層144 除步驟。於一個實施例中,可使用 =接從層13°之上去除所有之層⑷。⑽操作之:允 i;:::留在開口或溝渠142中,以形成通道區域⑸。 或可廷擇使用蝕刻制程以去除層144。 | 較佳情況是,停止CMp制护/ 底部至上表面153|^ 9衣私便層144從溝渠⑷之 表面153具有約2〇至12〇簡之間之高产。 於弟ίο圖中,依照製程1〇(第]圖)之步驟2 層140。較佳情況是 7 1 ,去除 選擇用於錯化砂。能辞由Γ/ ’乾1虫刻技術相關於石夕而 蝴支術對…向:峨 域152。或可選擇使 由此而留下鰭狀通道區 於第U二 飾刻技術來去除層】4。。 、矛11 g中,依照劁 …、、壬〇(弟1圖)之步驟175,形成 92752 14 200529367 閘電極層160。層160能夠熱生長或沉積於通道區域152 之三個曝露側,達約10至50埃間之厚度。於第3和4圖 中,設置層160而完成閘極結構。層16〇可由CVD法所沉 積之達500至1 000埃之厚多晶矽層。 苓照第1 2圖,製程11 〇相似於製程 同最後二個數位之步驟本質上是相同的。然而,製程ιι〇 包括根據源極/汲極遮罩去除化合物層140之步驟165。步 驟165能施行而替代製程1〇(第i圖)中步驟65。 / 參照第13和14圖,於製程11〇之步驟165,遮罩134 於步驟165期間保護源極和汲極區域“和2心於—個奋 施例中,源極22和汲極區域24由層14〇製成’由此而貝提 供用來維持於通道區域152上之張應力之錯化石夕材料。於 此方式中‘罩134防止層】4〇移離端點(鰭 域22和24)。或可選擇使用,區 =之£ 由遮罩134所保護之層144之^ 22=24此夠是關聯於 又丄44之材枓。遮罩134 影術遮罩、硬遮罩、或其他適當的材料。於一個實子中 遮罩m為二氧切或氮切材料。 中’ 圖中,各種之層和結構並未按照比例 1,亦未包括關聯於第3至 、·曰 至]4圖中所示的是桿之大回度。此外,於第13 夂非槓鈐(bar~bell)形狀。 麥知、罘1 5圖,制栽9 α , 牙210相似於製程10和110,1由 具有相同最後二個數位之步驟本 程210包括步驟227, 才门的然而,製 φ ^ Λ ,、中間隔件材料生長在於步驟225 中之雙形内,以窄化溝竿 1 ZZd 〃之見度。此一步驟允許對於 92752 15 ^200529367 建立之鰭狀通道區域丨 ^ , , n 円之k松比。分別於制和1 n 和110於步驟'衣#王1〇 知25和125後和於步驟45和丨4 行步驟227。 i4b之則,可施 二南件材料能夠是化合物半導體層,並能夠是盘用於 θ 同的材料。間隔件材料能夠選擇性地生長在、盖、Ε ⑷内’或生長橫過層14。之上表面以及生=渠 然後選擇性地去除。 隹屏-142之内’
第16與17圖’以下將討論製程210之步驟奶。 弟16 = 17圖並未按照尺寸比㈣製,亦未包括關聯於第 圖之大向度。於此實施例中,步驟227形成譬如具 有與層140相同鍺比例之錯切之化合物半導體材料之声 15卜層151最好生長在溝渠142之橫向側壁上,由此窄^匕 溝渠142之寬度。層151最好是超薄層。 —較佳之情況是,溝渠142具有約5至100nm間之原有 見度。旎夠藉由使用層151而減少該原有之寬度達約 至30百分比或更多。 於第17圖中,從層140之上表面去除層151。或可選 擇使用,相似於製程10和110之步驟65和165,於步驟 265中保留或去除層151。於一個實施例中,能藉由化學機 械研磨而去除層151,該化學機械研磨可去除所有之層ΐ5ι 和140部分。於步驟227後,繼續相似於製程1〇和製程 110之製程210。 月匕藉由化學氣相沉積生長、ALD、或其他如保形層 (conformal layer)之其他技術而沉積層151。第16和π 92752 16 200529367 圖之剖面圖顯示如第4至9圖之相同配置。 ^解到雖然所給予之詳細圖式、特定範例、材料型 相日兮& 7土— 卜 又月之較佳貫施範例, -疋”較乜貫轭靶例僅是為了說明之目的。本發方 和裝置並不限於所揭示之精確詳細說明和狀況^對於所揭 不之砰細說明能夠作各種改變而不會偏離 i 範圍所界定之本發明之範圍。 歹]申μ專利 【圖式簡單說明】 上文中將參照所附圖式而說明實施範例 之號碼係表示相同之元件,以及: Θ中相问 第1圖為描緣於一製程之範例操作之流程圖,用 成依照貫施範烟於㈣電路之以鰭為 / ^ ο _ ^ %曰曰艘, 乐2圖為根據實施範例依照第!圖 積體電路之部分之-般示意平面上視圖圖形;—之 -4:圖為根據實施範例沿著第2圖中剖線3 -3所示積 丨月旦弘路口 Ρ为之示意剖面圖圖形; 圖為根據實施範例沿著第2圖中剖線W所示積 月丑甩路口 Ρ分之示意剖面圖圖形; 第^圖為第3圖中所示積體電路之部分之示意剖面圖 θ':减示用於第]圖中製程之於基板之上之絕緣層; '6圖為第5圖中所示積體電路之部分之示意剖面圖 圖形,蝻不化合物半導體沉積操作; 弟7圖為第6圖中所示積體電路之部分之示意剖面圖 圖形,顯不溝渠形成操作; 92752 200529367 第8圖為第7圖 圖形,顯示磊晶生長操作不貝版電路之部分之示意剖面圖 第9圖為第§圖中—雕 圖形,示化學機械研磨:二琶路之部分之示意剖面圖 弟10圖為第9圖中所示積體 圖形,顯示選擇之敍刻操作;路之4刀之不思剖面圖 乐11圖為第5圖中所示積體電 圖形1示間極氧化物形成操作;路之^之不思剖面圖 形騎於另—製程之範·作之流程圖,用來 ^第、=施㈣用於積體電路之以轉為基礎之電晶體; 製造之積:另:實施範咖 μ貝月且甩ί之部分之一般不意平面上視圖圖形; 一生弟14圖為根據實施範例沿著第13圖中剖線ΐ4 —“所 不積體電路之部分之示意剖面圖圖形,並顯示第Μ圖中所 不製程之遮罩操作; 以/第15圖為描繪於又另一製程之範例操作之流程圖,用 來形成依照實施範例用於積體電路之以鰭為基礎曰 體; 包日日 第16圖為根據第15圖中所示製程製造之積體電路之 部分之示意剖面圖圖形,顯示間隔件材料供應操作;以及 第Π圖為第16圖中所示之部分之示意剖面圖形,顯 不間隔件材料去除操作以留間隔件於開口中。 【主要元件符號說明】 剖線 4-4 剖線 92752 18 200529367 10 方法(製程) 14-14 剖線 15、 25 > 45 、 55 、 65 、 75 步驟 22 源極區域 24 >及極區域 32、 34 邊界 100 積體電路 110 、120 製程(流程圖) 130 絕緣層 134 遮罩 140 、 144 、150 、 151 層 142 開口或溝渠 143 上平面 152 鰭狀通道區域(通道區域) 153 上表面 160 閘極電介質層 163 橫向側 165 步驟 166 閘極導體 167 上表面 210 製程(流程圖) 225、227 步驟
19 92752

Claims (1)

  1. -200529367 十、申請專利範圍: 1. 一種形成鰭狀通道區域(152)之方法,該方法包括步驟: • 在絕緣層(130)上設化合物半導體層(14〇); • 在该化合物半導體層(140)中設溝渠(142); 在該化合物半導體層(140)之上和溝渠(η〗)之内 設應變半導體層(144),該溝渠(142)係關聯於該鰭狀通 道區域(152); _ 從該化合物半導體層(140)之上去除應變半導體層 (144),由此留該應變半導體層(144)在該溝渠(142)之 内;以及 去除该化合物半導體層(14〇)留下該應變半導體層 (144),並形成該鰭狀通道區域(152)。 2·如申請專利範圍第1項之方法,復包括步驟:在鄰近該 鰭狀通道區域(15 2)之橫向側設氧化物材料(丨6 〇 ),並在 該氧化物材料(160)之上設閘極導體(166)。 春3·如申請專利範圍第!項之方法,其中該鰭狀通道區域 (152)包括矽,而該化合物半導體層(14〇)為鍺化矽層。 4·如申請專利範圍第丨項之方法,其中該第二去除步驟係 利用遮罩(134),該遮罩(134)保護用為源極區域(22) 和沒極區域(24)之該化合物半導體層(14〇)之部分。 5· —種形成FinFET通道結構形成方法,該方法包括步驟·· 在基板之上之絕緣層(13〇)之上設第一層(14〇),該 第一層(140)包括矽和鍺; 於該第一層(140)中設開口(142),該開口(142)延 92752 20 200529367 伸至該絕緣層(130); 提供應㈣料(144)於該開口(142)内;以及 去除忒第—層(14〇)而留下該應變材料⑴4)。 6 ·如申請專利範圍篦$ g ^ 乐員之方法,復包括沿著該應變材料 之侧壁和頂面形成閘極電介質層(16〇)。 7 ·如申请專利範圍第A馆 士 — 乐6員之方法,其中該應變材料(144) 糟選擇性磊晶而設於該第一層(丨4〇)之上。 8. -種製造積體電路之方法,該積體電路包括㈣為基礎 之電晶體,該方法包括下列步驟·· 提供絕緣材料(13〇); 在該絕緣材料(13〇)之上設應變引起層(140); 在該應變引起層(140)中設開口(142); 藉由選擇磊晶生長而形成應變材料(丨44)於該 (142)中; … ^去除該應變引起層(140)之至少一部分,由此留下 • 该應變材料作為鰭結構(152);以及 口又置用於該鰭結構(15 2)之閘極結構(1 6 6)。 9·如申6青專利範圍第8項之方法,其中該開口(142)係介 方;約20至120 nm之間之寬度。 1 〇· 2申%專利範圍第5或8項之方法,其中該去除步驟為 選擇用於鍺化矽之蝕刻步驟。 92752
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Families Citing this family (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7074623B2 (en) * 2002-06-07 2006-07-11 Amberwave Systems Corporation Methods of forming strained-semiconductor-on-insulator finFET device structures
KR100618852B1 (ko) 2004-07-27 2006-09-01 삼성전자주식회사 높은 동작 전류를 갖는 반도체 소자
US7393733B2 (en) 2004-12-01 2008-07-01 Amberwave Systems Corporation Methods of forming hybrid fin field-effect transistor structures
US7271448B2 (en) * 2005-02-14 2007-09-18 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Multiple gate field effect transistor structure
US9153645B2 (en) 2005-05-17 2015-10-06 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Lattice-mismatched semiconductor structures with reduced dislocation defect densities and related methods for device fabrication
US8324660B2 (en) 2005-05-17 2012-12-04 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Lattice-mismatched semiconductor structures with reduced dislocation defect densities and related methods for device fabrication
US7777250B2 (en) 2006-03-24 2010-08-17 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Lattice-mismatched semiconductor structures and related methods for device fabrication
US7365401B2 (en) * 2006-03-28 2008-04-29 International Business Machines Corporation Dual-plane complementary metal oxide semiconductor
WO2008030574A1 (en) 2006-09-07 2008-03-13 Amberwave Systems Corporation Defect reduction using aspect ratio trapping
WO2008039534A2 (en) 2006-09-27 2008-04-03 Amberwave Systems Corporation Quantum tunneling devices and circuits with lattice- mismatched semiconductor structures
WO2008039495A1 (en) 2006-09-27 2008-04-03 Amberwave Systems Corporation Tri-gate field-effect transistors formed by aspect ratio trapping
US8502263B2 (en) 2006-10-19 2013-08-06 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Light-emitter-based devices with lattice-mismatched semiconductor structures
US7772048B2 (en) * 2007-02-23 2010-08-10 Freescale Semiconductor, Inc. Forming semiconductor fins using a sacrificial fin
US8304805B2 (en) 2009-01-09 2012-11-06 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Semiconductor diodes fabricated by aspect ratio trapping with coalesced films
US8237151B2 (en) 2009-01-09 2012-08-07 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Diode-based devices and methods for making the same
US9508890B2 (en) 2007-04-09 2016-11-29 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Photovoltaics on silicon
US7825328B2 (en) 2007-04-09 2010-11-02 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Nitride-based multi-junction solar cell modules and methods for making the same
US8329541B2 (en) 2007-06-15 2012-12-11 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. InP-based transistor fabrication
DE112008002387B4 (de) 2007-09-07 2022-04-07 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Struktur einer Mehrfachübergangs-Solarzelle, Verfahren zur Bildung einer photonischenVorrichtung, Photovoltaische Mehrfachübergangs-Zelle und Photovoltaische Mehrfachübergangs-Zellenvorrichtung,
US8183667B2 (en) 2008-06-03 2012-05-22 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Epitaxial growth of crystalline material
US8274097B2 (en) 2008-07-01 2012-09-25 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Reduction of edge effects from aspect ratio trapping
US8981427B2 (en) 2008-07-15 2015-03-17 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Polishing of small composite semiconductor materials
US7872303B2 (en) * 2008-08-14 2011-01-18 International Business Machines Corporation FinFET with longitudinal stress in a channel
US20100072515A1 (en) 2008-09-19 2010-03-25 Amberwave Systems Corporation Fabrication and structures of crystalline material
JP5416212B2 (ja) 2008-09-19 2014-02-12 台湾積體電路製造股▲ふん▼有限公司 エピタキシャル層の成長によるデバイス形成
US8253211B2 (en) 2008-09-24 2012-08-28 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Semiconductor sensor structures with reduced dislocation defect densities
EP2415083B1 (en) 2009-04-02 2017-06-21 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Devices formed from a non-polar plane of a crystalline material and method of making the same
JP5666961B2 (ja) * 2011-03-31 2015-02-12 猛英 白土 半導体記憶装置
JP5667017B2 (ja) * 2011-09-03 2015-02-12 猛英 白土 半導体装置及びその製造方法
FR3029011B1 (fr) * 2014-11-25 2018-04-13 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Procede ameliore de mise en contrainte d'une zone de canal de transistor
US9362400B1 (en) 2015-03-06 2016-06-07 International Business Machines Corporation Semiconductor device including dielectrically isolated finFETs and buried stressor
US10411128B1 (en) 2018-05-22 2019-09-10 International Business Machines Corporation Strained fin channel devices

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6197641B1 (en) * 1998-08-28 2001-03-06 Lucent Technologies Inc. Process for fabricating vertical transistors
JP2002076334A (ja) * 2000-08-30 2002-03-15 Hitachi Ltd 半導体装置及びその製造方法
JP3782021B2 (ja) * 2002-02-22 2006-06-07 株式会社東芝 半導体装置、半導体装置の製造方法、半導体基板の製造方法
US6635909B2 (en) * 2002-03-19 2003-10-21 International Business Machines Corporation Strained fin FETs structure and method
CN1225799C (zh) * 2002-04-24 2005-11-02 华邦电子股份有限公司 金属氧化物半导体场效应晶体管及其制造方法
US7074623B2 (en) * 2002-06-07 2006-07-11 Amberwave Systems Corporation Methods of forming strained-semiconductor-on-insulator finFET device structures
WO2003105189A2 (en) 2002-06-07 2003-12-18 Amberwave Systems Corporation Strained-semiconductor-on-insulator device structures
JP4546021B2 (ja) * 2002-10-02 2010-09-15 ルネサスエレクトロニクス株式会社 絶縁ゲート型電界効果型トランジスタ及び半導体装置
US6645797B1 (en) * 2002-12-06 2003-11-11 Advanced Micro Devices, Inc. Method for forming fins in a FinFET device using sacrificial carbon layer
US6806534B2 (en) * 2003-01-14 2004-10-19 International Business Machines Corporation Damascene method for improved MOS transistor
US6815738B2 (en) * 2003-02-28 2004-11-09 International Business Machines Corporation Multiple gate MOSFET structure with strained Si Fin body
KR100728173B1 (ko) * 2003-03-07 2007-06-13 앰버웨이브 시스템즈 코포레이션 쉘로우 트렌치 분리법
US6855583B1 (en) * 2003-08-05 2005-02-15 Advanced Micro Devices, Inc. Method for forming tri-gate FinFET with mesa isolation
US6835618B1 (en) * 2003-08-05 2004-12-28 Advanced Micro Devices, Inc. Epitaxially grown fin for FinFET
US6955969B2 (en) * 2003-09-03 2005-10-18 Advanced Micro Devices, Inc. Method of growing as a channel region to reduce source/drain junction capacitance

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