[發(fā)明專利]帶應(yīng)變?cè)鰪?qiáng)結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體應(yīng)變MOS器件及制備工藝

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110308925.9
• 申請(qǐng)日: 2011-10-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102339865A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 嚴(yán)利人;周衛(wèi);付軍;王玉東;劉志弘;張偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號(hào): H01L29/78
• 分類號(hào): H01L29/78;H01L29/06;H01L21/336
• 代理公司: 北京眾合誠(chéng)成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 史雙元

1.一種帶有應(yīng)變?cè)鰪?qiáng)結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體應(yīng)變MOS器件，在MOS器件中央的溝道區(qū)(6)兩邊的是源漏淺結(jié)區(qū)(5)，與源漏淺結(jié)區(qū)(5)相連接的是源漏接觸區(qū)(7)；在溝道區(qū)(6)上面依次為柵介質(zhì)層(3)及柵電極(2)，柵介質(zhì)層(3)及柵電極(2)兩邊為側(cè)墻(4)，在柵介質(zhì)層(3)、柵電極(2)和側(cè)墻(4)的外面包裹應(yīng)變帽層(1)；其特征在于，在MOS器件源漏接觸區(qū)(7)兩側(cè)制作開(kāi)槽結(jié)構(gòu)(8)，阻斷或者減弱來(lái)自源漏兩側(cè)的對(duì)溝道區(qū)(6)的作用，從而使得器件溝道區(qū)(6)只受應(yīng)變帽層的應(yīng)力作用，使得應(yīng)力作用的效果做到最大化，而提升器件的性能。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述帶有應(yīng)變?cè)鰪?qiáng)結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體應(yīng)變MOS器件，其特征在于，所述開(kāi)槽結(jié)構(gòu)(8)不需要用多晶硅或二氧化硅介質(zhì)材料填充。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述帶有應(yīng)變?cè)鰪?qiáng)結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體應(yīng)變MOS器件，其特征在于，所述開(kāi)槽結(jié)構(gòu)(8)制作于MOS器件的源漏接觸區(qū)的外側(cè)，或制作于與源漏區(qū)連線相平行的方向上，或制作成圍繞MOS器件四周的封閉、半封閉的槽環(huán)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述帶有應(yīng)變?cè)鰪?qiáng)結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體應(yīng)變MOS器件，其特征在于，所述開(kāi)槽結(jié)構(gòu)(8)既適用于需要壓應(yīng)力的MOS器件，也適用于需要張應(yīng)力的MOS器件。

5.一種帶有應(yīng)變?cè)鰪?qiáng)結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體應(yīng)變MOS器件制備工藝，其特征在于，具體制作步驟如下：

(1)準(zhǔn)備襯底半導(dǎo)體晶圓片，晶圓片采用加工制造或通過(guò)購(gòu)買方式獲得；

(2)制作必要的N阱或P阱隔離結(jié)構(gòu)，并在調(diào)節(jié)溝道區(qū)摻雜濃度后，進(jìn)入常規(guī)MOS器件制造環(huán)節(jié)，生長(zhǎng)器件的柵介質(zhì)層，柵介質(zhì)層采用二氧化硅或采用氧化鉿的高介電常數(shù)材料；

(3)生長(zhǎng)制作柵電極，柵電極采用多晶材料或采用金屬柵材料；

(4)通過(guò)光刻和干法刻蝕的方法得到柵結(jié)構(gòu)圖形；

(5)對(duì)器件的源漏淺結(jié)區(qū)(5)注入摻雜，如果是NMOS管，則進(jìn)行N型摻雜，如果是PMOS管則進(jìn)行P型摻雜；摻雜及隨后的退火激活工藝中需要控制結(jié)深值在25-50納米范圍內(nèi)；

(6)通過(guò)薄膜淀積和干法刻蝕，在MOS器件的柵的兩側(cè)形成側(cè)墻(4)；

(7)對(duì)器件的源漏接觸區(qū)(7)進(jìn)行摻雜，制作出MOS器件源漏；

(8)淀積應(yīng)力薄膜層并進(jìn)行圖形化刻蝕，得到應(yīng)力帽層(1)；此應(yīng)力帽層(1對(duì)于MOS器件的溝道(6)產(chǎn)生應(yīng)力作用，造成溝道(6)發(fā)生應(yīng)變，應(yīng)力薄膜層則成為應(yīng)變的半導(dǎo)體的應(yīng)力帽薄膜；

(9)采用光刻和刻蝕的方法，在MOS器件源漏的左右兩側(cè)制作開(kāi)槽結(jié)構(gòu)(8)，由此減弱或者撤除左右兩側(cè)材料對(duì)于溝道區(qū)(6)中材料的橫向作用，增強(qiáng)應(yīng)力帽層的作用效果，得到應(yīng)變進(jìn)一步增強(qiáng)性能的MOS器件；

(10)上一步驟所形成的開(kāi)槽結(jié)構(gòu)(8)，在之后的工藝過(guò)程中不做填充處理。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述帶有應(yīng)變?cè)鰪?qiáng)結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體應(yīng)變MOS器件制備工藝，其特征在于，所述金屬柵材料為鈦、鎳或它們的硅化物。