[發(fā)明專利]具有改善的載流子遷移率的場效應(yīng)晶體管器件及制造方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 200910244632.1 | 申請日： | 2009-12-31 |
| 公開（公告）號： | CN102117808A | 公開（公告）日： | 2011-07-06 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 朱慧瓏;駱志炯;尹海洲 | 申請（專利權(quán)）人： | 中國科學(xué)院微電子研究所 |
| 主分類號： | H01L27/092 | 分類號： | H01L27/092;H01L29/78;H01L29/49;H01L21/8238;H01L21/336;H01L21/28 |
| 代理公司： | 北京市立方律師事務(wù)所 11330 | 代理人： | 張磊 |
| 地址： | 100029 *** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 具有 改善 載流子 遷移率 場效應(yīng) 晶體管 器件 制造 方法 | ||
1.一種具有改善的載流子遷移率的柵替代工藝場效應(yīng)晶體管器件，所述器件包括：
具有NMOS區(qū)域和PMOS區(qū)域的半導(dǎo)體襯底，其中所述NMOS區(qū)域與所述PMOS區(qū)域相互隔離；
在所述半導(dǎo)體襯底中形成的屬于NMOS區(qū)域的源極區(qū)和漏極區(qū)以及屬于PMOS區(qū)域的源極區(qū)和漏極區(qū)；
在所述半導(dǎo)體襯底上的層間介質(zhì)層和在所述層間介質(zhì)層中形成的分別屬于NMOS區(qū)域和PMOS區(qū)域的第一開口和第二開口；
形成于所述第一開口中的第一柵堆疊和形成于所述第二開口中的第二柵堆疊，其中，所述第一柵堆疊包括：第一柵介質(zhì)層；在所述第一柵介質(zhì)層上的第一金屬柵極層和具有壓應(yīng)力性質(zhì)的第一應(yīng)力層，所述第一應(yīng)力層填充所述第一柵堆疊中間的間隙；所述第二柵堆疊包括：第二柵介質(zhì)層；在所述第二柵介質(zhì)層上的第二金屬柵極層和具有拉應(yīng)力性質(zhì)的第二應(yīng)力層，所述第二應(yīng)力層填充所述第二柵堆疊中間的間隙；
在所述第一柵堆疊側(cè)壁的具有拉應(yīng)力性質(zhì)的第三應(yīng)力側(cè)墻；以及在所述第二柵堆疊的側(cè)壁形成的具有壓應(yīng)力性質(zhì)的第四應(yīng)力側(cè)墻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的場效應(yīng)晶體管器件，其中所述第三應(yīng)力側(cè)墻后于所述第一柵堆疊形成，所述第四應(yīng)力側(cè)墻后于所述第二柵堆疊形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的場效應(yīng)晶體管器件，其中，所述第一柵堆疊中的第一應(yīng)力層包括壓應(yīng)力性質(zhì)的TiAl。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的場效應(yīng)晶體管器件，其中所述壓應(yīng)力性質(zhì)的TiAl通過濺射TiAl來形成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的場效應(yīng)晶體管器件，其中所述第二柵堆疊中的第二應(yīng)力層包括拉應(yīng)力性質(zhì)的TiAl。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的場效應(yīng)晶體管器件，其中所述拉應(yīng)力性質(zhì)的TiAl通過在第二柵堆疊中間的間隙中沉積Ti和Al，并進(jìn)行熱退火來形成。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的場效應(yīng)晶體管器件，其中所述熱退火溫度為300-500℃。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的場效應(yīng)晶體管器件，其中所述第三應(yīng)力側(cè)墻包括具有拉應(yīng)力性質(zhì)的氮化物。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的場效應(yīng)晶體管器件，其中所述第四應(yīng)力側(cè)墻包括具有壓應(yīng)力性質(zhì)的氮化物。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的場效應(yīng)晶體管器件，其中所述層間介質(zhì)層包括氮化物層和氧化物層。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的場效應(yīng)晶體管器件，其中所述第三應(yīng)力側(cè)墻還包括位于所述NMOS區(qū)域的源極區(qū)和漏極區(qū)的上方覆蓋所述層間介質(zhì)層和所述第一柵堆疊的部分；所述第四應(yīng)力側(cè)墻還包括位于所述PMOS區(qū)域的源極區(qū)和漏極區(qū)的上方覆蓋所述層間介質(zhì)層和所述第二柵堆疊的部分。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的場效應(yīng)晶體管器件，還包括在所述NMOS區(qū)域和PMOS區(qū)域的源極區(qū)和漏極區(qū)上方的襯底表面形成的金屬硅化物。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的場效應(yīng)晶體管器件，其中所述金屬硅化物包括NiPtSi。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的場效應(yīng)晶體管器件，其中所述金屬硅化物通過在襯底上沉積大約3-12nm的NiPt，在大約300-500℃下進(jìn)行熱退火，并在退火后將未反應(yīng)的NiPt刻蝕掉來形成。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的場效應(yīng)晶體管器件，還包括在所述NMOS區(qū)域和PMOS區(qū)域的源極區(qū)和漏極區(qū)上方的層間介質(zhì)層中形成的接觸孔。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的場效應(yīng)晶體管器件，還包括在所述接觸孔中形成的TiN層和鎢接觸材料。
17.一種具有改善的載流子遷移率的柵替代工藝的N型場效應(yīng)晶體管器件，所述器件包括：
半導(dǎo)體襯底；
在所述半導(dǎo)體襯底中形成的源極區(qū)和漏極區(qū)；
在所述半導(dǎo)體襯底上的層間介質(zhì)層和在所述層間介質(zhì)層中形成的開口；
在所述開口中形成的柵堆疊，其中，所述柵堆疊包括：柵介質(zhì)層；在所述柵介質(zhì)層上的金屬柵極層和具有壓應(yīng)力性質(zhì)的應(yīng)力層，所述應(yīng)力層填充所述柵堆疊中間的間隙；
在所述柵堆疊側(cè)壁的具有拉應(yīng)力性質(zhì)的應(yīng)力側(cè)墻。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的N型場效應(yīng)晶體管器件，其中所述應(yīng)力側(cè)墻后于所述柵堆疊形成。
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H01L 半導(dǎo)體器件；其他類目中不包括的電固體器件
H01L27-00 由在一個共用襯底內(nèi)或其上形成的多個半導(dǎo)體或其他固態(tài)組件組成的器件
H01L27-01 .只包括有在一公共絕緣襯底上形成的無源薄膜或厚膜元件的器件
H01L27-02 .包括有專門適用于整流、振蕩、放大或切換的半導(dǎo)體組件并且至少有一個電位躍變勢壘或者表面勢壘的；包括至少有一個躍變勢壘或者表面勢壘的無源集成電路單元的
H01L27-14 . 包括有對紅外輻射、光、較短波長的電磁輻射或者微粒子輻射并且專門適用于把這樣的輻射能轉(zhuǎn)換為電能的，或適用于通過這樣的輻射控制電能的半導(dǎo)體組件的
H01L27-15 .包括專門適用于光發(fā)射并且包括至少有一個電位躍變勢壘或者表面勢壘的半導(dǎo)體組件
H01L27-16 .包括含有或不含有不同材料結(jié)點(diǎn)的熱電元件的；包括有熱磁組件的
