[發明專利]晶體管及其形成方法

有效

• 申請號: 201310224085.7
• 申請日: 2013-06-05
• 公開（公告）號: CN104217957B
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 發明（設計）人: 洪中山
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L29/06
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 駱蘇華

1.一種晶體管的形成方法，其特征在于，包括：

提供襯底，所述襯底包括絕緣層、以及位于絕緣層表面的半導體層，所述半導體層表面具有若干柵極結構；

刻蝕相鄰柵極結構之間的半導體層直至暴露出絕緣層為止，形成開口；

在所述開口的側壁表面形成第一應力層，所述第一應力層的形成工藝為選擇性外延沉積工藝，所述第一應力層的外延方向與半導體層的表面平行；

在形成第一應力層之后，在所述開口內填充介質層，所述介質層的表面低于半導體層表面；

在形成介質層之后，在所述第一應力層和介質層表面形成填充滿開口的第二應力層，所述第二應力層的形成工藝為選擇性外延沉積工藝。

2.如權利要求1所述晶體管的形成方法，其特征在于，所述第一應力層包括第一部分和第二部分，所述第二部分到開口底部的距離大于第一部分到開口底部的距離，所述第一部分表面到開口側壁的距離小于或等于第二部分表面到開口側壁的距離。

3.如權利要求2所述晶體管的形成方法，其特征在于，所述第一應力層的第一部分表面相對于絕緣層表面傾斜，所述第一應力層的第二部分表面相對于絕緣層表面垂直。

4.如權利要求3所述晶體管的形成方法，其特征在于，所述第一部分表面的晶向為<111>。

5.如權利要求1所述晶體管的形成方法，其特征在于，所述第一應力層的表面相對于絕緣層表面傾斜，使開口底部的寬度尺寸大于開口頂部的寬度尺寸。

6.如權利要求5所述晶體管的形成方法，其特征在于，所述第一應力層表面的晶向為<111>。

7.如權利要求1、2或5所述晶體管的形成方法，其特征在于，所述第一應力層暴露出開口底部的部分側壁表面。

8.如權利要求1所述晶體管的形成方法，其特征在于，所述第一應力層或第二應力層的材料為硅鍺、硅、碳化硅、鍺或III-V族化合物。

9.如權利要求8所述晶體管的形成方法，其特征在于，所述第一應力層或第二應力層的形成工藝為選擇性外延沉積工藝。

10.如權利要求1所述晶體管的形成方法，其特征在于，所述介質層的材料的介電常數大于2.0，所述介質層的形成工藝為：采用流體化學氣相沉積工藝在開口內、第一應力層表面、柵極結構表面以及半導體層表面形成介質薄膜；采用回刻蝕工藝去除第一應力層頂部表面、柵極結構表面以及半導體層表面的介質薄膜。

11.如權利要求10所述晶體管的形成方法，其特征在于，所述介質層的材料為氧化硅。

12.如權利要求1所述晶體管的形成方法，其特征在于，所述開口的形成工藝為各向異性的干法刻蝕工藝，所述開口的側壁相對于半導體層表面垂直。

13.如權利要求1所述晶體管的形成方法，其特征在于，所述襯底為絕緣體上硅襯底，所述半導體層的材料為單晶硅，所述半導體層表面的晶向為<100>或<110>。

14.如權利要求1所述晶體管的形成方法，其特征在于，所述柵極結構包括：位于半導體層表面的柵介質層、位于柵介質層表面的柵電極層以及位于柵介質層和柵電極層兩側的半導體層表面的側墻。

15.如權利要求1所述晶體管的形成方法，其特征在于，還包括：在第二應力層表面形成接觸層，在襯底、柵極結構和接觸層表面形成層間介質層，在所述層間介質層內形成與接觸層電連接的導電插塞。

16.一種采用如權利要求1至15任一項方法所形成的晶體管，其特征在于，包括：

襯底，所述襯底包括絕緣層、以及位于絕緣層表面的半導體層，所述半導體層表面具有若干柵極結構；

位于相鄰柵極結構之間的半導體層的開口，所述開口暴露出絕緣層；

位于所述開口側壁表面的第一應力層；

位于側壁表面具有第一應力層的開口內的介質層，所述介質層的表面低于半導體層表面；

位于所述第一應力層和介質層表面的第二應力層，所述第二應力層填充滿開口。