晶体管的源极/漏极外延层

技术领域

本公开涉及半导体器件领域，更具体地涉及晶体管的源极/漏极外延层。

背景技术

形成在鳍式场效应晶体管(finFET)中的源极/漏极外延层在随后的处理操作(例如，清洁操作、蚀刻操作和热处理操作)期间可能遭受材料损失。由于上述材料损失，源极/漏极外延层会经历尺寸减小，从而使鳍式结构的部分暴露。这进而导致晶体管性能下降、晶体管性能变化和可靠性问题。

发明内容

根据本公开的第一方面，提供了一种半导体结构，包括：衬底；鳍结构，在所述衬底上，所述鳍结构包括第一部分和高于所述第一部分的第二部分；隔离层，所述隔离层在所述衬底上，所述隔离层覆盖所述鳍结构的第二部分的底部侧壁和所述鳍结构的第一部分的侧壁；以及源极/漏极(S/D)外延结构，所述S/D外延结构生长在所述鳍结构的第一部分上，使得靠近所述鳍结构的第二部分的顶角的所述S/D外延结构的小平面之间的距离大于约2nm。

根据本公开的第二方面，提供了一种用于形成半导体结构的方法，包括：形成鳍结构，所述鳍结构包括第一部分和靠近所述第一部分的第二部分；在所述鳍结构的第一部分上形成栅极结构；使所述鳍结构的第二部分凹陷；以及在所述鳍结构的凹陷的第二部分上生长源极/漏极(S/D)外延结构，其中，生长所述S/D外延结构包括：将所述鳍结构的凹陷的第二部分暴露于前体和一种或多种反应气体以形成所述S/D外延结构的部分；将所述S/D外延结构的部分暴露于蚀刻化学物质；以及将所述S/D外延结构的部分暴露于氢处理以增强所述S/D外延结构的生长。

根据本公开的第三方面，提供了一种用于形成半导体结构的方法，包括：在衬底上形成鳍结构；在所述鳍结构的部分上形成栅极结构；蚀刻所述鳍结构中与所述栅极结构相邻的部分；以及在所述鳍结构的蚀刻部分上生长源极/漏极(S/D)外延结构，其中，生长所述S/D外延结构包括：在所述鳍结构的蚀刻部分上部分地生长所述S/D外延结构；将部分生长的S/D外延结构暴露于蚀刻化学物质，其中，所述蚀刻化学物质用氯原子来端接所述部分生长的S/D外延结构的表面；以及利用氢来处理所述部分生长的S/D外延结构以在垂直于(111)晶面的方向上提高所述部分生长的S/D外延结构的生长速率。

附图说明

当结合附图阅读时，根据以下详细描述可以最好地理解本公开的各方面。

图1A和图1B是根据一些实施例的在两个鳍结构之间形成的源极/漏极外延结构的等距(isometric)视图。

图1C是根据一些实施例的在鳍结构的端部处形成的源极/漏极外延结构的等距视图。

图1D是根据一些实施例的在鳍结构的端部处形成的源极/漏极外延结构的截面图。

图1E是根据一些实施例的在两个鳍结构之间形成的源极/漏极外延结构的等距视图，其中一个鳍结构具有在其上形成的栅极结构。

图2是根据一些实施例的用于形成六边形形状的源极/漏极外延结构的方法的流程图。

图3和图4是根据一些实施例的在制造源极/漏极外延结构期间的中间结构的等距视图。

图5-图7是根据一些实施例的在制造具有六边形形状的源极/漏极外延结构期间的中间结构的截面图。

具体实施方式

下面的公开内容提供了用于实现所提供主题的不同特征的许多不同的实施例或示例。下文描述了组件和布置的具体示例以简化本公开。当然，这些仅仅是示例而不旨在限制。例如，在下面的描述中，在第二特征上形成第一特征可以包括以直接接触的方式形成第一特征和第二特征的实施例，并且还可以包括可以在第一特征和第二特征之间形成附加特征以使得第一特征和第二特征不直接接触的实施例。

此外，在本文中可能使用空间相关术语(例如“下方”、“之下”、“低于”、“以上”、“上部”等)，以易于描述图中所示的一个元件或特征相对于另一个(一些)元件或特征的关系。这些空间相关术语旨在涵盖器件在使用或操作中除了图中所示朝向之外的不同朝向。装置可以以其他方式定向(旋转90度或处于其他朝向)，并且本文使用的空间相对描述符同样可以被相应地解释。

如本文所用，术语“标称”是指在产品或过程的设计阶段期间设置的、用于组件或工艺操作的特性或参数的期望值或目标值，以及高于和/或低于所需值的值的范围。值的范围通常是由于制造工艺或公差的微小变化而导致的。

在一些实施例中，术语“大约”和“基本上”可以表示给定数量的值，该给定数量的值在该值的5％之内(例如，该值的±1％、±2％、±3％、±4％、±5％)变化。这些值仅是示例，并不旨在进行限制。术语“大约”和“基本上”可以指代根据本文的教导，由(一个或多个)相关领域的技术人员解释的值的百分比。

如本文所用，术语“垂直”是指标称地垂直于衬底的表面。

在基于鳍的场效应晶体管(“finFET”)中，与晶体管的鳍结构的端部物理接触地生长源极/漏极(S/D)外延结构，使得鳍结构的每个端部基本上被S/D外延结构的侧表面覆盖。由于S/D外延结构包括多个晶体外延层并且可以具有比其他晶体学取向更高的生长速率的晶体学取向，所以S/D外延结构的最终形状由沿着每个晶体学取向实现的生长速率来控制。例如，S/D外延结构生长为菱形形状，因为在垂直于(100)硅晶面的方向上的生长速率(例如，GR

S/D外延结构在后续处理(例如，清洁工艺、蚀刻工艺、热工艺等)期间易于遭受材料损失。作为后续处理的结果，S/D外延结构经历了尺寸减小，这可以保留鳍结构的端部的顶角被暴露。前述尺寸减小在每个S/D外延结构上可能不是均匀的。例如，一些S/D外延结构可能比其他S/D外延结构遭受更大的材料损失。通过工艺引入的这种材料损失的不均匀性会改变S/D外延结构的最终尺寸，并最终导致整个晶体管的性能变化。此外，鳍结构的暴露的端部成为潜在的缺陷位置。

为了解决上前述挑战，本文描述的实施例涉及用于形成具有六边形形状的S/D外延结构的方法。本文描述的六边形形状的S/D外延结构可以优于其他S/D外延结构(例如，菱形形状的S/D外延结构)，因为六边形形状的S/D外延结构即使在遭受了由后续处理操作引起的材料损失之后也足以覆盖鳍结构的端部。在一些实施例中，生长六边形形状的S/D外延结构，使得与鳍结构的端部邻接的六边形形状的S/D外延结构的顶角相对于鳍结构的顶角升高。在一些实施例中，靠近鳍结构的顶角的六边形形状的S/D外延结构的角在鳍结构的顶角之上升高约2nm或更多。在一些实施例中，通过在生长期间引入氢处理来实现六边形形状的S/D外延结构的生长。根据一些实施例，氢处理可以提高在垂直于(111)硅晶面的方向上的生长速率(例如，GR

根据一些实施例，图1A是分别形成在衬底130上的位于相邻鳍结构110和120之间的六边形形状的S/D外延结构100(“S/D外延结构100”)的等距视图。如图1A所示，S/D外延结构100基本上覆盖鳍结构110和120的端表面110s和120s。图1A所示的其他结构元件包括隔离层140和S/D间隔件150。

在一些实施例中，鳍结构110和120是由S/D外延结构100隔开的单个鳍结构160的端部。例如，S/D外延结构100生长在单个鳍结构160的凹陷部分上。在图1A中，未示出的单个鳍结构160的凹陷部分位于隔离层140的顶表面下方。例如，图1B示出了不具有S/D间隔件150的图1A的结构，使得在单个鳍160的凹陷部分上的S/D外延结构100的底部100b是可见的。如图1B所示，S/D外延结构100穿过隔离层140延伸到鳍结构160的端部110和120的端表面110s和120s上。

在一些实施例中，S/D外延结构100生长在鳍结构(如图1C所示的鳍结构170)的凹陷端部上。

基于上述内容，S/D外延结构100可以在如图1A所示的鳍结构之间，在如图1B所示的单个鳍结构的凹陷中间部分上，在如图1C所示的单个鳍结构的凹陷端部上，或前述的组合。前述组合不是限制性的，并且另外的组合在本公开的精神和范围内。

在一些实施例中，图1A、图1B和图1C中所示的每个鳍结构可以具有在其上形成的栅极结构。为了便于描述，这些栅极结构未在图1A、图1B和图1C中示出。通过示例而非限制性的方式，图1E示出了图1A的结构，其中示例性栅极结构190形成在鳍结构120上。在一些实施例中，相似的栅极结构(未示出)形成在鳍结构110上。在一些实施例中，栅极结构190是牺牲栅极结构，其包括栅极电极190a、栅极电介质190b、栅极间隔件190c和覆盖层190d。在一些实施例中，S/D外延结构100邻接栅极结构190的栅极间隔件190c。栅极间隔件190c将栅极电极190a与S/D外延结构100电隔离。在一些实施例中，栅极结构190在形成S/D外延结构100之后被金属栅极结构代替。仅仅为了便于描述，在鳍结构上形成的栅极结构将不在后续附图中示出。然而，本文呈现的鳍结构上的栅极结构(例如，栅极结构190)在本公开的精神和范围内。

在一些实施例中，图1A、图1B和图1C中所示的鳍结构160和170包括单个晶体材料或以纳米片形式的晶体层的堆叠。前述晶体材料(或晶体纳米片层)可以包括硅(Si)、锗(Ge)、化合物半导体(例如，碳化硅、砷化镓(GaAs)、磷化镓(GaP)、磷化铟(InP)、砷化铟(InAs)、锑化铟(InSb))、合金半导体(例如，硅锗SiGe、磷化镓砷(GaAsP)、砷化铝铟(AlInAs)、砷化铝镓(AlGaAs)、砷化镓铟(GaInAs)、磷化镓铟(GaInP)、砷化镓铟磷(GaInAsP))或前述的组合。类似地，衬底130可以包括与鳍结构110和120或单个鳍结构160和170的晶体材料相似或不同的晶体材料。

鳍结构可以通过任何合适的方法经由图案化形成。例如，鳍结构可以使用一种或多种光刻工艺(包括双图案化或多图案化工艺)来图案化。双图案化或多图案化工艺可以组合光刻和自对准工艺，从而允许创建具有例如比使用单个直接光刻工艺可获得的间距更小的间距的图案。例如，使用光刻工艺对形成在衬底130之上的牺牲层进行图案化。使用自对准工艺在经图案化的牺牲层旁边形成间隔件。然后去除牺牲层，并且然后可以使用剩余的间隔件来图案化鳍结构。

为了示例的目的和便于描述，将在单片晶体硅鳍结构的上下文中描述本文讨论的衬底130和鳍结构。基于本文的公开内容，可以使用如上所述的其他材料和/或纳米片层。这些其他材料和层在本公开的精神和范围内。

在一些实施例中，并且参考图1C，S/D外延结构100具有平行于硅晶面(100)的基本上平坦的顶表面100t。在一些实施例中，硅晶面(100)平行于x-y平面—例如，平行于衬底130的顶表面和鳍结构170的顶表面。与菱形形状的S/D结构相比，S/D外延结构100的顶表面100t为在其上形成的S/D接触提供了更大的接触面积。因此，根据一些实施例，与菱形形状的S/D外延结构相比，S/D外延结构100提供了较低的接触电阻。

垂直于硅晶面(100)的方向表示为[100]，并且平行于垂直方向z。根据一些实施例，S/D外延结构100的小平面100f平行于硅晶面(111)或平行于其等效晶面{111}。在一些实施例中，小平面100f被称为“(111)小平面”。垂直于硅晶面(111)或垂直于其等效晶面{111}的方向表示为[111]，如图1C所示。在一些实施例中，硅晶面(110)平行于x-z平面—例如，平行于鳍结构170的侧壁表面170s。垂直于(110)的方向表示为[110]，并且平行于y-z平面，如图1C所示。

在一些实施例中，图1D是图1C沿着线AB的截面图。如上所述，S/D外延结构100基本上覆盖鳍结构170的端部170e。更具体地，如上所述平行于(111)硅晶面的小平面100f形成角度θ，使得顶部小平面100f(靠近鳍结构的顶角)与鳍结构170的顶角之间的最短距离d

在一些实施例中，S/D外延结构100的宽度W

如图1D所示，S/D外延结构100的顶表面100t的宽度Wt平行于宽度W

在一些实施例中，在S/D外延结构100的小平面100f之间形成的角度θ在约109°与180°之间。根据一些实施例，角度θ大于由菱形形状的S/D外延结构的小平面形成的角度。这是因为由菱形形状的S/D外延结构的小平面形成的角度被限制在约40°与约70°之间的范围内。由于该约束，菱形形状的S/D外延结构的小平面在鳍结构170的顶表面170t上方相交并形成与平面顶表面100t相对的边缘。这继而将小平面与鳍结构170的顶角之间的距离限制为小于约2nm，即使当S/D宽度基本上等于W

如上所述，S/D外延结构100形成在鳍结构170的凹陷部分上。例如，参考图1D，S/D外延结构100生长在鳍结构170的凹陷部分170r上。在外延生长的初始阶段，S/D外延结构100的S/D外延层由S/D间隔件150限制。因此，S/D外延结构100的底部是无小平面的，并且在垂直方向上(例如，沿着z方向)生长并且横向生长被S/D间隔件150限制。在一些实施例中，在使得鳍结构170凹陷之前形成S/D间隔件150，并且S/D间隔件150具有高度150

根据一些实施例，图2是方法200的流程图，该方法200描述了图1C和图1D所示的S/D外延结构100的制造工艺。方法200不限于图1C和图1D所示的S/D外延结构100并且可以用于形成图1A和图1B所示的S/D外延结构100。可以在方法200的各种操作之间执行其他制造操作，并且可以仅为了清楚的目的而将其省略。这些各种操作在本公开的精神和范围内。另外，并非需要所有操作来执行本文提供的公开。某些操作可以同时执行，或者以与图2所示的顺序不同的顺序执行。本公开的实施例不限于方法200。将参考图3至图7来描述示例性方法200。

在参考图2时，方法200开始于操作210和在具有围绕鳍结构的底部的隔离层的衬底上形成鳍结构(如图3所示的鳍结构300)的过程。在一些实施例中，鳍结构300类似于图1C所示的鳍结构170以及图1A和图1B所示的鳍结构160。如以上关于鳍结构170和160所讨论的，鳍结构300可以是单片的(例如，由单晶材料制成)，或者可以包括不同材料的交替层(例如，交替外延生长的纳米片层)。例如，鳍结构300可以由晶体硅(C-Si)制成或可以包括交替层的堆叠，例如交替的C-Si和晶体硅锗(SiGe)纳米片层。

尽管图3仅包括单个鳍结构，但是这不是限制性的。例如，如上所述，可以在衬底130上形成诸如鳍结构300之类的附加鳍结构。例如，可以根据芯片布局而在衬底130的不同区域上形成两个或更多个鳍结构的组。

鳍结构300通过隔离层140与相邻的鳍结构(未示出)分离。在一些实施例中，隔离层140是沉积在鳍结构300和衬底130之上的硅基电介质，随后通过化学机械抛光(CMP)工艺将其平坦化，并通过各向同性蚀刻工艺将其凹陷到覆盖鳍结构300的底部的高度。图3和后续附图中使用虚线示出了鳍结构300中被隔离层140覆盖的部分。如图3所示，鳍结构300形成为与衬底130物理接触，并且隔离层140形成为使得其覆盖鳍结构300的底部侧壁表面和底部端部。在一些实施例中，并且在前述凹陷操作之后，鳍结构300在凹陷的隔离层140上方具有高度H，该高度H在约30nm与约35nm之间的范围内。此外，鳍结构300具有在约3.5nm与5nm之间的范围内的宽度W。

在一些实施例中，鳍结构300的部分被图3中由阴影区域310表示的栅极结构覆盖(例如，掩盖)。通过示例而非限制性的方式，栅极结构覆盖鳍结构300的中间部分，并且将鳍结构300分成两个暴露的端部300A和300B，如图3所示。鳍结构300的掩盖部分包括鳍结构300的顶部和侧壁部分。此外，栅极结构(如阴影区域310所示)在隔离层140上延伸。在一些实施例中，栅极结构在图3中未示出的相邻鳍结构上延伸。通过示例而非限制性的方式，类似于鳍结构300的相邻鳍结构可以共享单个栅极结构。在一些实施例中，由阴影区域310表示的栅极结构用作后续蚀刻操作的掩模层。

在参考图2时，方法200继续操作220和在鳍结构300的底部侧壁表面上(例如，在如图3所示的暴露的端部300A和300B上)形成S/D间隔件150的工艺。通过示例而非限制性的方式，S/D间隔件150可以如下形成。可以将S/D间隔件材料毯式沉积在端部300A和300B、由阴影区域310表示的栅极结构和隔离层140上。随后，使用各向异性蚀刻工艺来蚀刻S/D间隔件材料以从水平表面(例如，平行于x-y平面的表面，例如端部300A和300B、隔离层140和阴影区域310的水平表面)去除S/D间隔件材料。结果，端部300A和300B的底部侧壁表面上的剩余的S/D间隔件材料形成S/D间隔件150。在一些实施例中，如果需要的话，可以通过附加光刻和蚀刻操作来去除未从栅极结构的垂直侧壁表面去除的S/D间隔件材料。

如上所述，S/D间隔件150的高度在约3nm与约5nm之间的范围内。通过示例而非限制性的方式，S/D间隔件材料可以包括可以以下氮化物：可以相对于鳍结构300(例如，硅)和隔离层140(例如，基于氧化硅的电介质)而选择性地蚀刻的氮化物(例如，氮化硅、碳氮化硅、氮氧化硅等)。

在参考图2时，方法200继续操作230和在S/D间隔件150之间蚀刻鳍结构300以相对于隔离层140来凹陷鳍结构300(例如，凹陷端部300A和300B)的工艺，如图4所示。在一些实施例中，鳍结构300中未被栅极结构(例如，阴影区域310)掩盖的部分没有被凹陷，如图4所示。在一些实施例中，在操作230中用于使得鳍结构300凹陷的蚀刻化学物质包括基于氯或基于氟的气体，其可以相对于氮化物或氧化物而选择性地蚀刻硅。如上所述，鳍结构300在隔离层140的顶表面下方凹陷在约5nm与约10nm之间的范围内的凹陷量200(例如，图1D所示)。根据一些实施例，操作230在S/D间隔件150之间形成凹陷开口400，如图4所示。

在一些实施例中，如果鳍结构300包括交替的纳米片层，例如硅纳米片层和硅锗纳米片层，则蚀刻工艺可以是干法蚀刻工艺、湿法蚀刻工艺或前述的组合。在一些实施例中，蚀刻化学物质对Si纳米片层和SiGe纳米片层具有选择性。在一些实施例中，干法蚀刻工艺可以包括具有以下气体的蚀刻剂：含氧气体、含氟气体(例如，四氟化碳(CF

在一些实施例中，图5是图4所示的鳍结构300沿着线CD的截面图。在图5中，鳍结构300的未凹陷部分(例如，鳍结构300中被栅极结构掩盖的部分)位于鳍结构300的凹陷部分300r的后面。

在参考图2时，方法200继续操作240和在S/D间隔件150之间的鳍结构300的凹陷部分300r上生长S/D外延结构100的工艺。在一些实施例中，n型finFET的S/D外延结构包括应变碳掺杂硅(Si：C)、磷掺杂硅(Si：P)或砷掺杂硅(Si：As)。用于p型finFET的S/D外延结构包括应变硼掺杂SiGe(SiGe：B)，硼掺杂Ge(Ge：B)或硼掺杂锗锡(GeSn：B)。通过示例而非限制性的方式，掺入到n型finFET的S/D外延结构中的P的量可以为约3×10

在一些实施例中，S/D外延结构可以包括依次形成的具有不同掺杂剂和/或原子浓度的一层或多层。根据一些实施例，如图1C和图1D中的S/D外延结构100所示，S/D外延结构生长为具有六边形形状。通过示例而非限制性的方式，S/D外延结构可以通过化学气相沉积(CVD)在以下温度下沉积：对于Si：P和Si：As，温度为约680℃；对于Si：C，温度介于约600℃与约700℃之间；对于SiGe，温度为约620℃；对于GeSn，温度介于约300℃与约400℃之间；以及对于Ge，温度介于约500℃与约600℃之间。

在一些实施例中，当存在H

如上所述，在生长过程的早期，S/D间隔件150抑制了S/D外延结构的横向生长并促进了垂直生长，如图6中的S/D外延结构100所示。一旦S/D外延结构100升高到S/D间隔件150上方，小平面就开始形成。在一些实施例中，并且在参考图1C时，如果沿着[100]方向的生长速率(GR

在一些实施例中，在方法200中的S/D外延结构100的生长过程中引入盐酸(HCl)蒸汽，以从周围层的表面(例如，隔离层140、S/D间隔件150和由阴影区域310表示的栅极结构的表面)去除S/D外延材料的核心(nuclei)。因此，HCl蒸汽从鳍结构300的凹陷端部300r外部的表面去除(例如，蚀刻)S/D外延材料的任何生长。在HCl蒸汽暴露期间，氯原子被化学吸附在S/D外延材料的暴露表面上，并且S/D外延结构的表面变成了氯端接的(chlorine-terminated)(例如，S/D外延结构的表面被氯原子化学钝化)。在一些实施例中，{111}表面上的化学吸附的氯原子的密度高于其他表面，例如{100}表面。在一些实施例中，当前体和反应气体被重新引入并且生长过程恢复时，与顶表面100t相比，氯端接的表面抑制了小平面100f的生长。换句话说，通过化学吸附在S/D外延结构的表面上的氯原子而人为地抑制了沿着[111]方向的生长速率(GR

在一些实施例中，为了形成具有一致的宽度和小平面角的S/D外延结构，在暴露于HCl蒸汽之后引入氢处理(“H处理”)以提高沿着[111]方向的生长速率(GR

在一些实施例中，H处理导致氢-氯交换过程，在该过程期间，S/D外延结构的表面上的氯原子被氢原子替换以形成氢端接(H端接)的表面(例如，S/D外延结构的表面被氢原子化学钝化)。H端接的表面导致在[111]和[100]方向之间的有利的生长速率偏移。在一些实施例中，H处理包括将氯端接的表面暴露于原子氢(H

在一些实施例中，S/D外延结构的生长过程可以描述为如下。生长过程始于将前体和反应气体引入图5的结构，以启动S/D外延结构100的生长，如图6所示。在该操作期间，S/D外延材料的较厚层形成在凹陷部分300r上，并且较薄的层基本上形成在周围表面上，例如隔离层140、S/D间隔件150以及由阴影区域310表示的栅极结构的表面。随后，生长被中断并且将该结构暴露于HCl蒸汽以从凹陷部分300r外部的周围表面去除S/D外延材料的薄层。在HCl蒸汽暴露期间，也从部分制造的S/D外延结构100中去除(例如，蚀刻)S/D外延材料的部分。然而，由于S/D外延材料的厚度在凹陷部分300r上较厚，并且在其他表面上较薄，因此在HCl蒸汽暴露操作之后，足够的S/D外延材料保留在部分300r上。如上所述，在HCl蒸汽暴露之后，部分制造的S/D外延结构100的暴露表面变为氯端接的。

随后，将部分制造的S/D外延结构100暴露于包括分子氢或无离子氢自由基的H处理，以便可以将Cl端接的表面转化为H端接的表面。在一些实施例中，当前体和反应气体被重新引入以恢复S/D外延结构100的生长时，与沿着[100]的生长速率(例如，GR

可以在N个循环中重复进行前体暴露、HCl蒸汽暴露和H处理的上述工艺操作，以生产图7所示的六边形形状的S/D外延结构100。在一些实施例中，每次循环N中的H处理时间(也称为“暴露时间”)在约1s与约100s(例如，约10s)之间。在一些实施例中，一个循环中的暴露时间可以与其他循环的暴露时间相同或不同。例如，在一个循环中，H处理时间可以为约10s，并且在后续循环中，H处理时间可以为约10s、长于约10s、或短于约10s。图7中的虚线表示处于不同生长阶段的S/D外延结构100。当图1D所示的d

在一些实施例中，H处理的工艺参数(例如，暴露时间、氢剂量和等离子体功率)可以用于调整图1D所示的小平面100f之间的角度θ。例如，随着在每次循环中的H处理的暴露时间增加，角度θ增加。

如上所述，前体暴露、HCl蒸汽暴露和H处理的操作以N个循环连续地执行。在一些实施例中，N大于约9(例如，N>9)以产生图7中所示的六边形形状的S/D外延结构100。此外，N个循环中的每一个包括具有在约1s与约100s之间的暴露时间的H处理。

本文所述的实施例涉及具有六边形形状的S/D外延结构。本文所述的六边形形状的S/D外延结构比其他S/D外延结构(例如，菱形形状的S/D外延结构)具有优势，因为六边形形状的S/D外延结构即使在后续处理操作中遭受材料损失之后也足以覆盖鳍结构的端部。在一些实施例中，生长六边形形状的S/D外延结构，使得与鳍结构的端部邻接的六边形形状的S/D外延结构的顶角相对于鳍结构的顶角升高。在一些实施例中，六边形形状的S/D外延结构的角在鳍结构的顶角上方升高至少2nm。在一些实施例中，在S/D外延结构的生长期间引入H处理以促进平行于(111)硅晶面的小平面的生长。在一些实施例中，在HCl蒸汽暴露之后引入H处理。H处理可以将S/D外延结构的氯端接的表面转化为氢端接的表面，这在垂直于(111)硅晶面的方向上提高了生长速率。

在一些实施例中，一种结构包括衬底，该衬底具有鳍结构，该鳍结构还包括第一部分和高于第一部分的第二部分。该结构还包括隔离层，该隔离层在衬底，该隔离层覆盖鳍结构的第二部分的底部侧壁和鳍结构的第一部分的侧壁。此外，该结构包括S/D外延结构，该S/D外延结构生长在鳍结构的第一部分上，使得靠近鳍结构的第二部分的顶角的S/D外延结构的小平面之间的距离大于约2nm。

在一些实施例中，一种方法包括形成鳍结构，该鳍结构包括第一部分和靠近第一部分的第二部分，在鳍结构的第一部分上形成栅极结构，以及使鳍结构的第二部分凹陷。该方法还包括在鳍结构的凹陷的第二部分上生长S/D外延结构，其中，生长S/D外延结构包括将鳍结构的凹陷的第二部分暴露于前体和一种或多种反应气体以形成S/D外延结构的部分。生长S/D外延结构还包括将S/D外延结构的该部分暴露于蚀刻化学物质以及将S/D外延结构的该部分暴露于氢处理以增强S/D外延结构的生长。

在一些实施例中，一种方法包括：在衬底上形成鳍结构，在鳍结构的部分上形成栅极结构，以及蚀刻鳍结构中与栅极结构相邻的部分。该方法还包括在鳍结构的蚀刻部分上生长S/D外延结构，其中，生长S/D外延结构包括在鳍结构的蚀刻部分上部分地生长S/D外延结构。生长S/D外延结构还包括将部分生长的S/D外延结构暴露于蚀刻化学物质以用氯原子来端接部分生长的S/D外延结构的表面，以及利用氢来处理部分生长的S/D外延结构以在垂直于(111)晶面的方向上提高部分生长的S/D外延结构的生长速率。

应当理解，详细描述部分而非公开部分的摘要旨在用于解释权利要求。如(一个或多个)发明人所预期的，公开部分的摘要可以阐述本公开的一个或多个实施例而并非所有可能的实施例，并且因此，不旨在以任何方式限制从属权利要求。

前述内容概述了若干实施例的特征，使得本领域技术人员可以更好地理解本公开的各方面。本领域技术人员应当理解，他们可以容易地使用本公开作为设计或修改其他工艺和结构的基础，以实现相同的目的和/或实现本文介绍的实施例的相同优点。本领域技术人员还应该认识到，这样的等同构造不脱离本公开的精神和范围，并且在不脱离本公开的精神和范围的情况下，他们可以在本文中进行各种改变、替换和变更。

示例1.一种半导体结构，包括：衬底；鳍结构，在所述衬底上，所述鳍结构包括第一部分和高于所述第一部分的第二部分；隔离层，所述隔离层在所述衬底上，所述隔离层覆盖所述鳍结构的第二部分的底部侧壁和所述鳍结构的第一部分的侧壁；以及源极/漏极(S/D)外延结构，所述S/D外延结构生长在所述鳍结构的第一部分上，使得靠近所述鳍结构的第二部分的顶角的所述S/D外延结构的小平面之间的距离大于约2nm。

示例2.根据示例1所述的半导体结构，其中，靠近所述鳍结构的第二部分的顶角的所述小平面平行于(111)晶面。

示例3.根据示例1所述的半导体结构，其中，所述S/D外延结构具有六边形形状。

示例4.根据示例1所述的半导体结构，其中，所述S/D外延结构的顶表面基本上是平坦的并且平行于所述鳍结构的顶表面。

示例5.根据示例1所述的半导体结构，其中，所述S/D外延结构的侧表面与所述鳍结构的第二部分的侧表面接触。

示例6.根据示例1所述的半导体结构，其中，所述S/D外延结构的另一小平面邻接所述小平面并且与所述小平面形成大于约70°的角度。

示例7.根据示例1所述的半导体结构，其中，所述S/D外延结构的沿着垂直于(110)晶面的方向的宽度在约5nm与约100nm之间。

示例8.根据示例1所述的结构，其中，所述S/D外延结构包括具有沿着垂直于(110)晶面的方向的宽度的顶表面，所述宽度在约2nm与约80nm之间的范围内。

示例9.根据示例1所述的半导体结构，还包括：间隔件，所述间隔件在所述隔离层上，所述间隔件邻接所述S/D外延结构的底部侧壁；以及栅极结构，所述栅极结构在所述鳍结构的第二部分上，其中，所述栅极结构邻接所述S/D外延结构的侧表面中不与所述鳍结构的第二部分的侧表面重叠的部分。

示例10.一种用于形成半导体结构的方法，包括：形成鳍结构，所述鳍结构包括第一部分和靠近所述第一部分的第二部分；在所述鳍结构的第一部分上形成栅极结构；使所述鳍结构的第二部分凹陷；以及在所述鳍结构的凹陷的第二部分上生长源极/漏极(S/D)外延结构，其中，生长所述S/D外延结构包括：将所述鳍结构的凹陷的第二部分暴露于前体和一种或多种反应气体以形成所述S/D外延结构的部分；将所述S/D外延结构的部分暴露于蚀刻化学物质；以及将所述S/D外延结构的部分暴露于氢处理以增强所述S/D外延结构的生长。

示例11.根据示例10所述的方法，其中，将所述S/D外延结构的部分暴露于所述蚀刻化学物质，包括：将所述鳍结构暴露于盐酸蒸汽以去除所述鳍结构的凹陷的第二部分之外的表面上的S/D外延材料。

示例12.根据示例10所述的方法，其中，将所述S/D外延结构的部分暴露于所述氢处理，包括：将所述S/D外延结构的部分暴露于氢气或由无离子远程等离子体生成的氢自由基。

示例13.根据示例10所述的方法，其中，将所述S/D外延结构的部分暴露于所述氢处理，包括：将所述S/D外延结构的氯端接的表面转化为氢端接的表面。

示例14.根据示例10所述的方法，其中，生长所述S/D外延结构包括重复生长所述S/D外延结构超过9个循环，并且其中，针对每次循环的所述氢处理包括在约1秒与约100秒之间的暴露时间。

示例15.一种用于形成半导体结构的方法，包括：在衬底上形成鳍结构；在所述鳍结构的部分上形成栅极结构；蚀刻所述鳍结构中与所述栅极结构相邻的部分；以及在所述鳍结构的蚀刻部分上生长源极/漏极(S/D)外延结构，其中，生长所述S/D外延结构包括：在所述鳍结构的蚀刻部分上部分地生长所述S/D外延结构；将部分生长的S/D外延结构暴露于蚀刻化学物质，其中，所述蚀刻化学物质用氯原子来端接所述部分生长的S/D外延结构的表面；以及利用氢来处理所述部分生长的S/D外延结构以在垂直于(111)晶面的方向上提高所述部分生长的S/D外延结构的生长速率。

示例16.根据示例15所述的方法，其中，处理所述部分生长的S/D外延结构，包括：将所述部分生长的S/D外延结构暴露于氢气或无离子氢自由基。

示例17.根据示例15所述的方法，其中，生长所述S/D外延结构，包括：形成具有邻接(111)小平面的六边形形状的S/D外延结构，所述邻接(111)小平面形成大于约70°的角度。

示例18.根据示例15所述的方法，其中，生长所述S/D外延结构，包括：生长具有顶部(111)小平面的六边形形状的S/D外延结构，所述顶部(111)小平面与由所述栅极结构覆盖的所述鳍结构的顶角的距离大于约2nm。

示例19.根据示例15所述的方法，其中，处理所述部分生长的S/D外延结构，包括：用氢原子来端接所述部分生长的S/D外延结构的表面。

示例20.根据示例15所述的方法，其中，处理所述部分生长的S/D外延结构，包括：将所述部分生长的S/D外延结构的氯端接的表面转化为氢端接的表面。