[發(fā)明專利]MOS晶體管及其形成方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010233576.4
• 申請(qǐng)日: 2010-07-16
• 公開（公告）號(hào): CN102339859A
• 公開（公告）日: 2012-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱慧瓏;尹海洲;駱志炯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院微電子研究所;北京北方微電子基地設(shè)備工藝研究中心有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): H01L29/78
• 分類號(hào): H01L29/78;H01L21/336
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 駱蘇華

1.一種MOS晶體管，其特征在于，包括：

半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底包括基底、依次位于基底上的絕緣層和器件層；

位于器件層表面的柵堆疊、及位于柵堆疊兩側(cè)的第一柵極側(cè)墻，位于柵堆疊下方的器件層構(gòu)成MOS晶體管的溝道區(qū)；

位于所述絕緣層兩側(cè)的籽晶側(cè)墻；

位于所述溝道區(qū)和籽晶側(cè)墻兩側(cè)的源極區(qū)和漏極區(qū)，所述源極區(qū)和漏極區(qū)為外延薄膜依次經(jīng)過非晶化處理和退火處理形成，在退火處理過程中，所述外延薄膜產(chǎn)生晶化，在晶化過程中產(chǎn)生的缺陷和位錯(cuò)在外延薄膜內(nèi)延伸并停止于籽晶側(cè)墻，并且，所述外延薄膜、柵堆疊以及第一柵極側(cè)墻表面形成有應(yīng)力層，所述應(yīng)力層內(nèi)的應(yīng)力在退火過程中傳遞至所述溝道區(qū)的兩側(cè)。

2.如權(quán)利要求1所述的MOS晶體管，其特征在于，對(duì)于n型MOS晶體管，所述應(yīng)力層具有拉應(yīng)力；對(duì)于p型MOS晶體管，所述應(yīng)力層具有壓應(yīng)力。

3.如權(quán)利要求2所述的MOS晶體管，其特征在于，所述籽晶側(cè)墻由SiGe、Si或Si:C形成。

4.如權(quán)利要求1所述的MOS晶體管，其特征在于，所述籽晶側(cè)墻進(jìn)一步覆蓋所述溝道區(qū)的臨近絕緣層部分。

5.如權(quán)利要求1所述的MOS晶體管，其特征在于，所述半導(dǎo)體襯底為SOI襯底，所述絕緣層為SOI襯底中的掩埋絕緣層，所述器件層為SOI襯底中的頂層半導(dǎo)體。

6.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的MOS晶體管，其特征在于，所述外延薄膜上、所述第一柵極側(cè)墻的兩側(cè)還形成有第二柵極側(cè)墻。

7.一種MOS晶體管的形成方法，其特征在于，包括：

提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底包括基底、依次位于基底上的絕緣層和器件層；

在器件層表面形成柵堆疊、及位于柵堆疊兩側(cè)的第一柵極側(cè)墻；

刻蝕位于所述第一柵極側(cè)墻兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底至所述基底露出，柵堆疊下方的器件層形成MOS晶體管的溝道區(qū)；

在刻蝕后的絕緣層的兩側(cè)形成籽晶側(cè)墻，所述籽晶側(cè)墻覆蓋所述絕緣層的兩側(cè)；

在籽晶側(cè)墻兩側(cè)外延形成外延薄膜；

對(duì)所述外延薄膜進(jìn)行非晶化處理；

在外延薄膜、柵堆疊以及第一柵極側(cè)墻表面形成應(yīng)力層；

進(jìn)行退火，所述外延薄膜形成源極區(qū)和漏極區(qū)，并且所述應(yīng)力層內(nèi)的應(yīng)力傳遞到溝道區(qū)的兩側(cè)，而且進(jìn)行退火時(shí)，所述源極區(qū)和漏極區(qū)由于晶化產(chǎn)生的缺陷和位錯(cuò)延伸并停止于所述籽晶側(cè)墻；

去除所述應(yīng)力層。

8.如權(quán)利要求7所述的MOS晶體管的形成方法，其特征在于，對(duì)于n型MOS晶體管，所述應(yīng)力層具有拉應(yīng)力；對(duì)于p型MOS晶體管，所述應(yīng)力層具有壓應(yīng)力。

9.如權(quán)利要求7所述的MOS晶體管的形成方法，其特征在于，所述籽晶側(cè)墻由SiGe、Si或Si:C形成。

10.如權(quán)利要求7所述的MOS晶體管的形成方法，其特征在于，所述退火溫度為900～1100℃。

11.如權(quán)利要求7所述的MOS晶體管的形成方法，其特征在于，在形成籽晶側(cè)墻時(shí)，所述籽晶側(cè)墻進(jìn)一步覆蓋所述溝道區(qū)的臨近絕緣層部分。

12.如權(quán)利要求7所述的MOS晶體管的形成方法，其特征在于，在籽晶側(cè)墻兩側(cè)外延形成外延薄膜之后，還包括在所述外延薄膜上、所述第一柵極側(cè)墻兩側(cè)形成第二柵極側(cè)墻。

13.如權(quán)利要求7所述的MOS晶體管的形成方法，其特征在于，所述非晶化處理步驟包括：將Ge、Xe或者Si的原子或者原子團(tuán)注入外延薄膜內(nèi)。

14.如權(quán)利要求7至13中任一項(xiàng)所述的MOS晶體管的形成方法，其特征在于，所述半導(dǎo)體襯底為SOI。