本公開內(nèi)容的實(shí)現(xiàn)方式大體上涉及半導(dǎo)體制造工藝與器件的領(lǐng)域，尤其是，涉及用于硅材料在外延膜上外延生長的方法。

背景技術(shù)：

隨著對(duì)于下一代器件的電路密度增加，互連件(諸如穿孔、溝槽、接觸件、柵極結(jié)構(gòu)與其他特征)的寬度以及于互連件之間的介電材料減小至22nm或更小的尺寸，但是介電層的厚度保持實(shí)質(zhì)不變，而有特征的深寬比(aspectratio)增加的結(jié)果。近來，互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體(cmos)finfet器件已經(jīng)廣泛地用于許多邏輯與其他應(yīng)用中并整合入半導(dǎo)體器件的各式不同類型。

finfet器件通常包括帶有高深寬比的半導(dǎo)體鰭片(fin)，其中用于晶體管的通道與源極/漏極區(qū)域于半導(dǎo)體鰭片上形成。利用通道與源極/漏極區(qū)域的增加的表面積的優(yōu)勢而接著于鰭片(fin)器件的部分的側(cè)面之上且沿著鰭片器件的部分的側(cè)面形成而產(chǎn)生更快、更可靠的且更好控制的半導(dǎo)體晶體管器件。finfets的進(jìn)一步優(yōu)勢包括減少短通道效應(yīng)以及提供更高的電流流動(dòng)。

為了改善晶體管性能，應(yīng)力源(stressor)材料可填充源極/漏極區(qū)域，且該應(yīng)力源材料可通過外延而于源極/漏極區(qū)域中生長。外延膜由{111}平面刻面(facet)且沿著晶體管通道方向而具有金剛石形狀。隨著晶體管的縮減，對(duì)于形成finfet的改善方法總是有所需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本公開內(nèi)容的實(shí)現(xiàn)方式一般地涉及用于硅材料在外延膜上外延生長的方法。在一個(gè)實(shí)現(xiàn)方式中，該方法包括于半導(dǎo)體鰭片之上形成外延膜，該半導(dǎo)體鰭片在該基板上形成，其中外延膜包含具有第一刻面與第二刻面的頂表面，以及通過在約375℃至約450℃的溫度與約5torr至約20torr的腔室壓力處將頂表面交替暴露于第一前驅(qū)物氣體與第二前驅(qū)物氣體而至少在外延膜的頂表面上形成外延層，該第一前驅(qū)物氣體包含一或多個(gè)硅烷，該第二前驅(qū)物氣體包含一或多個(gè)氯化硅烷。

在另一個(gè)實(shí)現(xiàn)方式中，該方法包括將半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)裝載入處理腔室中，其中半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包含基板、于基板上形成的多個(gè)半導(dǎo)體鰭片以及設(shè)置于基板上的半導(dǎo)體鰭片之間的介電材料，于多個(gè)半導(dǎo)體鰭片上形成外延膜，其中各外延膜包括具有第一刻面與第二刻面的頂表面，及通過在小于約450℃的溫度與約5torr至約20torr的腔室壓力處將頂表面交替暴露于第一前驅(qū)物氣體與第二前驅(qū)物氣體而在外延膜的頂表面上形成硅層，該第一前驅(qū)物氣體包含一或多個(gè)硅烷，該第二前驅(qū)物氣體包含一或多個(gè)氯化硅烷。

在又另一個(gè)實(shí)現(xiàn)方式中，該方法包括(a)于半導(dǎo)體鰭片之上形成外延膜，該半導(dǎo)體鰭片于該基板上形成，其中各外延膜包括具有第一刻面與第二刻面的頂表面，(b)在小于約450℃溫度與約5torr至約20torr的腔室壓力處將外延膜暴露于第一前驅(qū)物氣體，該第一前驅(qū)物氣體包含硅烷(sih4)或乙硅烷(si2h6)，(c)在(b)步驟之后，用脈沖輸送(pulse)第一前驅(qū)物氣體第一周期時(shí)間，(d)在(c)步驟之后，將凈化氣體引入處理腔室中，(e)在(d)步驟之后，在小于約450℃的溫度與約5torr至約20torr的腔室壓力處將外延膜暴露于第二前驅(qū)物氣體，該第二前驅(qū)物氣體包含一或多個(gè)氯化硅烷，(f)在(e)步驟之后，用脈沖輸送第一前驅(qū)物氣體第二周期時(shí)間，以及(g)在(f)步驟之后，將凈化氣體引入處理腔室中。在各式實(shí)施例中，該方法進(jìn)一步包括重復(fù)(b)至(g)步驟約10個(gè)循環(huán)或300個(gè)循環(huán)直至所需的硅層厚度生長于外延膜的頂表面上。

附圖說明

以上簡要概述的本公開內(nèi)容的上述詳述特征能夠被詳細(xì)理解的方式，以及實(shí)施方式的更特定描述，可以參考實(shí)現(xiàn)方式而獲得，實(shí)現(xiàn)方式中的一些實(shí)現(xiàn)方式繪示于附圖中。然而，值得注意的是，附圖只繪示了本公開內(nèi)容的典型實(shí)現(xiàn)方式，因而不應(yīng)視為對(duì)本發(fā)明范圍的限制，因?yàn)楸竟_內(nèi)容可允許其他等同有效的實(shí)現(xiàn)方式。

圖1是根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)現(xiàn)方式的用于制造半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的示例性方法的流程圖。

圖2a至2c圖示在根據(jù)圖1的流程圖的制造某些階段期間簡化的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的截面圖。

為了便于理解，盡可能地，使用相同的附圖標(biāo)號(hào)指示附圖中共通的元件?？紤]到，一個(gè)實(shí)現(xiàn)方式中公開的元件在沒有特定描述下可有益地用于其它實(shí)現(xiàn)方式中。

具體實(shí)施方式

圖1為根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)現(xiàn)方式的用于制造半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的示例性方法的流程圖。圖2a至2c圖示在根據(jù)圖1的流程圖的制造某些階段期間簡化的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的截面圖。本領(lǐng)域技術(shù)人員將進(jìn)一步了解用于形成半導(dǎo)體器件與相關(guān)結(jié)構(gòu)的全部處理過程未繪示于附圖中或于此發(fā)明中描述。反之，為求簡單清楚，只繪示與描述了對(duì)于本公開內(nèi)容獨(dú)特或?qū)τ诹私獗竟_內(nèi)容必要的用于形成半導(dǎo)體器件與相關(guān)結(jié)構(gòu)的某些處理過程。此外，雖然各式步驟繪示于附圖中及描述于本說明書中，但是沒有暗示對(duì)這些步驟的順序或中間步驟存在與否有所限制。除非明確指示，否則所繪示與描述的步驟僅用作解釋用途依序繪示與描述，如果沒完全實(shí)施的話，不排除個(gè)別的步驟實(shí)際上以同時(shí)或重疊的方式至少部分地施行的可能性。

方法100在方塊102通過將半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)200裝載入處理腔室而開始。半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)200包括基板202、多個(gè)半導(dǎo)體鰭片203(只顯示了兩個(gè))以及設(shè)置于基板202上的半導(dǎo)體鰭片203之間的介電材料206，如圖2a所示。處理腔室可為ale(原子層外延)或ald(原子層沉積)、cvd(化學(xué)氣相沉積)或等離子體輔助處理技術(shù)領(lǐng)域中公知的任何適合的沉積處理腔室。

本說明書所用術(shù)語“基板”意欲廣泛涵蓋可以在處理腔室中處理的任何物件。例如，基板202可為能夠具有材料沉積于基板上的任何基板，諸如硅基板，例如硅(摻雜的或未摻雜的)、結(jié)晶硅(例如si<100>或si<111>)、氧化硅、應(yīng)變硅、摻雜或未摻雜的多晶硅或類似物，鍺、iii-v族化合物的基板，硅鍺(sige)基板，碳化硅鍺(sigec)基板，氧化硅鍺(sigeo)基板，氮氧化硅鍺(sigeon)基板，碳化硅(sic)基板，碳氮化硅(sicn)基板，碳氧化硅(sico)，外延基板，硅上絕緣體(soi)基板，碳摻雜氧化物，氮化硅，例如液晶顯示器(lcd)的顯示基板，等離子體顯示器，電致發(fā)光(el)燈顯示器，太陽能陣列，太陽能板，發(fā)光二極管(led)基板，圖案化或非圖案化的半導(dǎo)體晶片，玻璃，藍(lán)寶石，或任何其它材料，例如金屬、金屬合金和其它導(dǎo)電材料?；?02可為平坦基板或圖案化基板。圖案化基板包括在基板的處理表面中或上形成的電子特征的基板。基板202可包括多個(gè)層或包括例如部分制造的器件，諸如晶體管、快閃存儲(chǔ)器件及其類似物)。

在一個(gè)實(shí)現(xiàn)方式中，基板202為單晶體硅，諸如p摻雜硅。半導(dǎo)體鰭片203可包括與基板202相同或不同的材料。在所示實(shí)現(xiàn)方式中，半導(dǎo)體鰭片203與基板202由相同材料形成。介電材料206可形成隔離區(qū)域，例如淺溝槽隔離(sti)區(qū)域，且可包括sio、sin、sicn或任何適合的介電材料。

半導(dǎo)體鰭片203可實(shí)施在用于較后面階段中的finfet晶體管的形成通道中。各半導(dǎo)體鰭片203可包括第一部分204與第二部分205，第一部分204具有與介電材料206的表面209共面的表面207，第二部分205自第一部分204向上突出。第二部分205可作為源極或漏極區(qū)域的功能。因此，半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)200的頂表面包括一或多個(gè)半導(dǎo)體區(qū)域(即半導(dǎo)體鰭片203的第一部分204和/或第二部分205)以及一或多個(gè)介電區(qū)域(即介電材料206)。

在方塊104，外延應(yīng)力源膜214、215于第二部分205(即源極/漏極區(qū)域)上的各半導(dǎo)體鰭片203上生長以改善晶體管性能。外延應(yīng)力源膜214、215可為源極或漏極區(qū)域的部分。外延應(yīng)力源膜214、215可密封或覆蓋半導(dǎo)體鰭片203的第二部分205所暴露的表面，如圖2a所示?；蛘撸雽?dǎo)體鰭片203的第二部分205可被移除且外延應(yīng)力源膜214、215可于半導(dǎo)體鰭片203的第一部分204上形成。

外延應(yīng)力源膜214、215可包括si:p、sige、sige:b、si:cp或其他合適的半導(dǎo)體材料。在一個(gè)實(shí)現(xiàn)方式中，外延應(yīng)力源膜214、215包括sige材料。在某些應(yīng)用中，其中需要高濃度的鍺，例如用于導(dǎo)電節(jié)點(diǎn)先進(jìn)7nm及更進(jìn)一步中使用的pmos源極與漏極材料，在硅中的鍺的濃度可在約30％之上，例如約45％或更多，舉例而言，約70％至約100％。

外延應(yīng)力源膜214、215可使用選擇性沉積處理形成，而使得外延應(yīng)力源膜214、215于半導(dǎo)體鰭片203上生長而不是在介電材料206上生長。生成的外延應(yīng)力源膜214可具有單晶體結(jié)構(gòu)?？赏ㄟ^將蝕刻劑與前驅(qū)物氣體共同流入沉積腔室而達(dá)成選擇性沉積處理。蝕刻劑的實(shí)施例可為hcl、cl2或任何適合的鹵素氣體。前驅(qū)物氣體可包括任何適合的含硅氣體，如硅烷、乙硅烷、有機(jī)硅烷或鹵化硅烷，以及任何合適的含鍺氣體，如鍺烷。

外延應(yīng)力源膜214、215可于半導(dǎo)體鰭片203上外延生長，且由于在不同表面平面上的不同生長速率，刻面經(jīng)形成以導(dǎo)致當(dāng)沿著晶體管通道方向(該通道沿著半導(dǎo)體鰭片203的頂與相對(duì)側(cè)壁延伸)觀察刻面時(shí)，外延應(yīng)力源膜214、215具有金剛石形狀。外延應(yīng)力源膜214、215由{111}平面刻面、固定在頂角落與側(cè)壁角落處。例如，外延應(yīng)力源膜214可包括多個(gè)刻面216、218、220、222(為求清楚，半導(dǎo)體鰭片203中只有一個(gè)標(biāo)示于圖2a中)?？堂?16、218可接觸半導(dǎo)體鰭片203?？堂?16與刻面220可互相接觸，且角(corner)224可在接觸點(diǎn)處形成?？堂?18與刻面222可互相接觸，且角226可在接觸點(diǎn)處形成?？堂?20與刻面222可互相接觸，且角228可在接觸點(diǎn)處形成。

在方塊106，外延應(yīng)力源膜214、215的部分可選擇性地在側(cè)向維度上移除。具體言之，外延應(yīng)力源膜214的相對(duì)側(cè)上的部分經(jīng)移除以增加半導(dǎo)體鰭片上的外延應(yīng)力源膜214與鄰近半導(dǎo)體鰭片上生長的外延應(yīng)力源膜215之間的距離。接觸點(diǎn)處的角228的部分可選擇性地被移除，如圖2b所示。隨著晶體管縮減，鰭片間距(finpitch，兩鄰近鰭片之間的距離)變得更小。因此，源極/漏極上生長的外延應(yīng)力源膜可以被碰觸(touched)或合并(merged)。一旦合并產(chǎn)生，(晶體管通道上的應(yīng)變上的)應(yīng)力源的效應(yīng)減小且缺陷容易在合并區(qū)域的連接點(diǎn)處形成，這對(duì)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的性能以及晶體管性能有負(fù)面影響。由于鄰近外延膜之間的距離增加，而防止外延應(yīng)力源膜214與鄰近應(yīng)力源膜215互相碰觸或合并?？赏ㄟ^蝕刻、研磨或其他適合的移除處理而達(dá)成外延應(yīng)力源膜的部分的選擇性移除。蝕刻處理可在用于沉積的相同腔室中實(shí)施，或在分開但整合的腔室中實(shí)施。

在方塊108，硅帽層217、219保形地(conformally)于外延應(yīng)力源膜214、215上分別形成以鈍化外延應(yīng)力源膜214、215，使得例如柵極介電的后續(xù)的層可以輕易地于半導(dǎo)體鰭片203的部分之上形成，柵極介電，諸如二氧化硅、摻雜碳的硅氧化物、硅鍺氧化物、或高k介電材料。硅帽層可在應(yīng)力源膜214、215的至少頂表面(即刻面220、222)上形成。硅帽層217、219可通過化學(xué)氣相沉積(cvd)工藝、原子層外延(ale)或原子層沉積(ald)工藝而生長。在一個(gè)實(shí)現(xiàn)方式中，硅帽層217、219由ale工藝形成。ale是一種周期性沉積工藝，它運(yùn)用化學(xué)吸附(chemisorption)技術(shù)以將前驅(qū)物分子依順序周期傳送于加熱的基板表面上。在各式實(shí)現(xiàn)方式中，外延應(yīng)力源膜214、215依序暴露于第一前驅(qū)物氣體、凈化氣體、第二前驅(qū)物氣體與凈化氣體。第一與第二前驅(qū)物氣體反應(yīng)以于外延應(yīng)力源膜214、215的表面上形成作為膜的化學(xué)化合物。重復(fù)此周期以一層一層的方式生長硅帽層217、219直到所需的厚度達(dá)到。在一個(gè)實(shí)現(xiàn)方式中，其中下面的sige外延應(yīng)力源膜214、215為約3-6nm厚度，硅帽層217、219可具有約1nm至約5nm的厚度，例如約2nm至約3nm。硅帽層的沉積可于相同腔室中實(shí)施以用于沉積外延應(yīng)力源膜214、215，或是在分開但整合的腔室中實(shí)施。

在各式實(shí)現(xiàn)方式中，第一前驅(qū)物氣體與第二前驅(qū)物氣體可為含硅氣體。適合的含硅氣體可包括硅烷、鹵化硅烷或有機(jī)硅烷中的一或多個(gè)。硅烷可包括硅烷(sih4)與帶有經(jīng)驗(yàn)方程式sixh(2x+2)的更高階的硅烷(highersilanes)，例如乙硅烷(si2h6)、丙硅烷(si3h8)與四硅烷(si4h10)，或其他更高階的硅烷，如聚氯硅烷。鹵化硅烷可包括帶有經(jīng)驗(yàn)化學(xué)式的化合物x’ysixh(2x+2-y)，其中x’＝f,cl,br或i，例如六氯二硅烷(si2cl6)、四氯硅烷(sicl4)、二氯硅烷(cl2sih2)與三氯硅烷(cl3sih)。有機(jī)硅烷可包括帶有經(jīng)驗(yàn)化學(xué)式rysixh(2x+2-y)的化合物，其中r＝甲基、乙基、丙基或丁基，例如甲基硅烷((ch3)sih3)、二甲基硅烷(ch3)2sih2)、乙基硅烷(ch3ch2)sih3)、甲基二硅烷(ch3)si2h5)、二甲基二硅烷((ch3)2si2h4)與六甲基二硅烷((ch3)6si2)。合適的含鍺氣體可包括但不限于鍺烷(geh4)、二鍺烷(ge2h6)、三鍺烷(ge3h8)或以上兩個(gè)或更多個(gè)的組合。在某些實(shí)現(xiàn)方式中，四乙氧基硅烷(teos)亦可用作第一或第二前驅(qū)物氣體。

在一個(gè)示例的實(shí)現(xiàn)方式中，第一前驅(qū)物氣體為硅基前驅(qū)物氣體，諸如硅烷(sih4)與帶有經(jīng)驗(yàn)化學(xué)式sixh(2x+2)的更高階的硅烷如乙硅烷(si2h6)、丙硅烷(si3h8)或四硅烷(si4h10)。如需要的話，第一前驅(qū)物氣體可包括本發(fā)明所述的硅基前驅(qū)物氣體中的一或多個(gè)。第二前驅(qū)物氣體為鹵化硅烷，例如氯化硅烷，如一氯硅烷(sih3cl,mcs)、二氯硅烷(si2h2cl2,dcs)、三氯硅烷(sihcl3,tcs)、六氯二硅烷(si2cl6,hcds)、八氯三硅烷(si3cl8,octs)或四氯化硅(stc)。如需要的話，第二前驅(qū)物氣體可包括本發(fā)明所述的鹵化硅烷中的一或多個(gè)。合適的凈化氣體可包括氦、氬、氮、氫、形成氣體或以上各者的組合。

在使用ale工藝的一個(gè)示例性實(shí)施例中，第一前驅(qū)物氣體為乙硅烷而第二前驅(qū)物氣體系hcds。ale工藝在約350℃至約550℃的溫度范圍(諸如375℃至約450℃，舉例而言，約425℃)以及約1torr至約40torr(諸如約5torr至約20torr，舉例而言，約10torr)腔室壓力處實(shí)施。在下面外延應(yīng)力源膜214、215于硅中具有高濃度ge(例如30％或以上，舉例而言，40％或以上)的情況下，使用較低沉積溫度(例如約425℃或更低，舉例而言，350℃至約375℃)可我有優(yōu)勢的，以避免外延應(yīng)力源膜的變形。

在操作中，外延應(yīng)力源膜214、215暴露于使用乙硅烷的第一前驅(qū)物氣體。第一前驅(qū)物氣體以約5sccm至約35sccm范圍的流動(dòng)速率被引入處理腔室中，例如約10sccm至約25sccm，舉例而言，約20sccm。接著用脈沖輸送(pulse)第一前驅(qū)物氣體約5秒至約25秒，如約15秒。下一步，凈化氣體以約5sccm至約25sccm范圍的流動(dòng)速率被引入處理腔室中，例如約10sccm至約20sccm，舉例而言，約15sccm。下一步，外延應(yīng)力源膜214、215暴露于使用hcds的第二前驅(qū)物氣體。第二前驅(qū)物氣體以約250sccm至約550sccm范圍的流動(dòng)速率被引入處理腔室中，例如約350sccm至約450sccm，舉例而言，約400sccm。第二前驅(qū)物氣體稀釋于氮?dú)饣驓錃廨d體氣體中，氮?dú)饣驓錃廨d體氣體以約1slm至約30slm的流動(dòng)速率流動(dòng)入處理腔室中，例如約3slm。接著用脈沖輸送(pulse)第二前驅(qū)物氣體約5秒至約25秒，例如約15秒。之后，凈化氣體以約5sccm至約25sccm范圍的流動(dòng)速率被引入處理腔室中，例如約10sccm至約20sccm，舉例而言，約15sccm。通過上述工藝狀況交替乙硅烷與hcds而將硅帽層保形地且均勻地生長于外延應(yīng)力源膜上。加入六氯二硅烷(si2cl6,hcds)而在表面處將-h配位基(ligand)換成cl終端(termination)并在其上形成額外的硅層。此處理過程以約/周期的生長速率重復(fù)約300個(gè)周期以達(dá)到所需的厚度。

在使用ale工藝的另一個(gè)示例實(shí)施例中，第一前驅(qū)物氣體仍為乙硅烷而第二前驅(qū)物氣體仍為hcds。然而，調(diào)整為較長的脈沖時(shí)間(pulsetime)。在此實(shí)施例中，ale工藝在約350℃至約550℃的溫度范圍(例如約375℃至約450℃，舉例而言，約425℃)以及約1torr至約40torr(例如約5torr至約20torr，舉例而言，約10torr)的腔室壓力處實(shí)施。在下面的外延應(yīng)力源膜214、215于硅中具有高濃度ge(例如30％或以上，舉例而言，40％或以上)的情況下，使用較低沉積溫度(例如約425℃或更低，舉例而言，350℃至約375℃)可為有優(yōu)勢的，以避免外延應(yīng)力源膜的變形。

在操作中，外延應(yīng)力源膜214、215暴露于使用乙硅烷的第一前驅(qū)物氣體。第一前驅(qū)物氣體以約5sccm至約35sccm范圍的流動(dòng)速率被引入處理腔室中，例如約10sccm至約25sccm，舉例而言，約20sccm。接著用脈沖輸送(pulse)第一前驅(qū)物氣體約350秒至約550秒，例如約450秒。下一步，凈化氣體以約5sccm至約25sccm范圍的流動(dòng)速率被引入處理腔室中，例如約10sccm至約20sccm，舉例而言，約15sccm。下一步，外延應(yīng)力源膜214、215暴露于使用hcds的第二前驅(qū)物氣體。第二前驅(qū)物氣體以約250sccm至約550sccm范圍的流動(dòng)速率被引入處理腔室中，例如約350sccm至約450sccm，舉例而言，約400sccm。第二前驅(qū)物氣體稀釋于氮?dú)饣驓錃廨d體氣體中，氮?dú)饣驓錃廨d體氣體以約1slm至約30slm的流動(dòng)速率流動(dòng)入處理腔室中，例如約3slm。接著用脈沖輸送(pulse)第二前驅(qū)物氣體約350秒至約550秒，例如約450秒。之后，凈化氣體以約5sccm至約25sccm范圍的流動(dòng)速率被引入處理腔室中，例如約10sccm至約20sccm，舉例而言，約15sccm。通過上述工藝狀況交替乙硅烷與hcds而將單層的硅保形地且均勻地生長于外延應(yīng)力源膜上。此處理過程以約/周期的生長速率重復(fù)約10個(gè)周期以達(dá)到所需的厚度。

在使用ale工藝的又另一個(gè)示例實(shí)施例中，第一前驅(qū)物氣體為硅烷而第二前驅(qū)物氣體為hcds。因?yàn)楣柰樵诎雽?dǎo)體鰭片203的側(cè)壁上顯示有較少的側(cè)向膜生長，所以觀察到硅烷在某些應(yīng)用中是有優(yōu)勢的。在此示例實(shí)施例中，ale工藝在約350℃至約550℃的溫度范圍(例如375℃至約450℃，舉例而言，約425℃)以及約1torr至約40torr(例如約5torr至約20torr，舉例而言，約10torr)的腔室壓力處實(shí)施。在下面外延應(yīng)力源膜214、215于硅中具有高濃度ge(例如30％或以上，舉例而言，40％或以上)的情況下，使用較低沉積溫度(例如約425℃或更低，舉例而言，350℃至約375℃)可為有優(yōu)勢的，以避免外延應(yīng)力源膜的變形。

在操作中，外延應(yīng)力源膜214、215暴露于使用硅烷的第一前驅(qū)物氣體。第一前驅(qū)物氣體以約25sccm至約55sccm范圍的流動(dòng)速率被引入處理腔室中，例如約30sccm至約45sccm，舉例而言，約40sccm。接著用脈沖輸送(pulse)第一前驅(qū)物氣體約650秒至約1200秒，例如約900秒。下一步，凈化氣體以約5sccm至約25sccm范圍的流動(dòng)速率被引入處理腔室中，例如約10sccm至約20sccm，舉例而言，約15sccm。下一步，外延應(yīng)力源膜214、215暴露于使用hcds的第二前驅(qū)物氣體。第二前驅(qū)物氣體以約250sccm至約550sccm范圍的流動(dòng)速率被引入處理腔室中，例如約350sccm至約450sccm，舉例而言，約400sccm。第二前驅(qū)物氣體稀釋于氮?dú)饣驓錃廨d體氣體中，氮?dú)饣驓錃廨d體氣體以約1slm至約30slm的流動(dòng)速率流動(dòng)入處理腔室中，例如約3slm。接著用脈沖輸送(pulse)第二前驅(qū)物氣體約350秒至約550秒，例如約450秒。之后，凈化氣體以約5sccm至約25sccm范圍的流動(dòng)速率被引入處理腔室中，例如約10sccm至約20sccm，舉例而言，約15sccm。通過上述工藝狀況交替硅烷與hcds而將單層的硅保形地且均勻地生長于外延應(yīng)力源膜上。此處理過程以約/周期的生長速率重復(fù)約10個(gè)周期以達(dá)到所需的厚度。

在硅帽層217、219以所需的厚度生長于外延應(yīng)力源膜214、215上后，柵極介電層(未圖示)可于硅帽層217、219上形成。柵極電極接著于半導(dǎo)體鰭片203的部分上且沿著半導(dǎo)體鰭片203的部分的側(cè)面形成以形成finfet的一般結(jié)構(gòu)。

本公開內(nèi)容的實(shí)現(xiàn)方式中所述的概念亦適用于其他外延材料。某些實(shí)施例可包括si:cp、純ge、gesn、gep、geb或gesnb等，可用于邏輯與存儲(chǔ)器的應(yīng)用。在這些情況中，可能的硅前驅(qū)物可包括如上所述的鹵化硅化合物與選擇性的含硅化合物，而可能的鍺前驅(qū)物可包括如上所述的鹵化鍺化合物與選擇性的含鍺化合物。例如，如果硅鍺用作為帽層，可通過將外延應(yīng)力源膜交替暴露于第一前驅(qū)物氣體與第二前驅(qū)物氣體而達(dá)到硅鍺的外延生長，第一前驅(qū)物氣體包括本公開內(nèi)容中所述的含硅氣體中的一或多個(gè)，第二前驅(qū)物氣體包括鹵化鍺氣體中的一或多個(gè)，鹵化鍺氣體諸如氯化鍺烷氣體、含鍺氣體或含硅氣體。凈化氣體與任何所需的摻雜氣體可依以上相對(duì)于硅帽層所述的方式引入處理腔室中。在一個(gè)示例性實(shí)現(xiàn)方式中，第一前驅(qū)物氣體可為硅烷或乙硅烷，而第二前驅(qū)物氣體可為氯化鍺烷氣體，如四氯化鍺(gecl4)、二氯鍺烷(geh2cl2)或鍺烷(geh4)。

本公開內(nèi)容的好處包括通過使用第一前驅(qū)物氣體與第二前驅(qū)物氣體的原子層外延(ale)而于sige外延應(yīng)力源層上直接生長薄硅帽層，第一前驅(qū)物氣體包括硅烷，第二前驅(qū)物氣體包括氯化硅烷。已經(jīng)觀察到通過交替硅烷或乙硅烷與hcds可以在較低生長溫度達(dá)到硅帽層于包含sige的外延應(yīng)力源膜上的生長。具體言之，因?yàn)橥ㄟ^使用自我限制一層一層的方式(self-limitinglayer-by-layerfashion)的ale工藝生長硅帽層，所以硅帽層可以均勻且保形地生長于外延應(yīng)力源膜而不失電介質(zhì)(例如硅氧化物與硅氮化物)生長的選擇性。使用硅烷與氯化硅烷的硅外延生長以鈍化應(yīng)力源膜而允許后續(xù)柵極電介質(zhì)有更好的生長，而使得用于finfet的外延材料有更好的整合與表面形狀控制(surfacemorphology)。

雖然前述針對(duì)本公開內(nèi)容的實(shí)現(xiàn)方式，但在不背離本發(fā)明基本范圍下，可設(shè)計(jì)本公開內(nèi)容的其他的與進(jìn)一步的實(shí)現(xiàn)方式，而本發(fā)明范圍由以下權(quán)利要求來確定。