[發(fā)明專利]CMOS晶體管的形成方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201310259920.0 | 申請日: | 2013-06-26 |
| 公開(公告)號: | CN104253090B | 公開(公告)日: | 2017-11-03 |
| 發(fā)明(設計)人: | 涂火金 | 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: | H01L21/8238 | 分類號: | H01L21/8238 |
| 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 |
| 地址: | 201203 *** | 國省代碼: | 上海;31 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | cmos 晶體管 形成 方法 | ||
技術領域
本發(fā)明涉及半導體制造領域,特別涉及一種CMOS晶體管的形成方法。
背景技術
互補型金屬氧化物半導體(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor,CMOS)晶體管已成為集成電路中常用的半導體器件。所述CMOS晶體管包括:P型金屬氧化物半導體(PMOS)晶體管和N型金屬氧化物半導體(NMOS)晶體管。
隨著半導體器件的元件密度和集成度的提高,PMOS晶體管或NMOS晶體管的柵極尺寸變得比以往更短。然而,PMOS晶體管或NMOS晶體管的柵極尺寸變短會產生短溝道效應,進而產生漏電流,影響CMOS晶體管的電學性能。現(xiàn)有技術主要通過提高晶體管溝道區(qū)的應力來提高載流子遷移率,進而提高晶體管的驅動電流,減少晶體管中的漏電流。
現(xiàn)有技術中,為了提高PMOS晶體管或NMOS晶體管的溝道區(qū)的應力,在PMOS晶體管或NMOS晶體管的源區(qū)和漏區(qū)形成應力層。其中,PMOS晶體管的應力層的材料為鍺硅(SiGe),硅和鍺硅之間因晶格失配形成的壓應力,從而提高PMOS晶體管的性能;NMOS晶體管的應力層的材料為碳化硅(SiC),硅和碳化硅之間因晶格失配形成的拉應力,從而提高NMOS晶體管的性能。
但是,現(xiàn)有技術形成的CMOS晶體管性能差且工藝步驟復雜。
發(fā)明內容
本發(fā)明解決的問題是提供一種優(yōu)化的CMOS晶體管的形成方法。
為解決上述問題,本發(fā)明提供一種CMOS晶體管的形成方法,包括:提供半導體襯底,所述半導體襯底包括第一區(qū)域和第二區(qū)域;在所述第一區(qū)域的半導體襯底表面形成第一柵極結構,在所述第二區(qū)域的半導體襯底表面形成第二柵極結構;在所述第一柵極結構兩側的半導體襯底內形成第一凹槽;在所述第一凹槽內填充滿第一應力層;在所述第二柵極結構兩側的半導體襯底內形成第二凹槽;在所述第二凹槽內填充滿第二應力層,所述第二應力層的應力類型與第一應力層相反;在所述第一應力層表面形成第一帽層,同時在第二應力層表面形成第二帽層。
可選的,所述第一帽層或第二帽層的材料為硅。
可選的,所述第一帽層或第二帽層的厚度為50埃至350埃。
可選的,所述第一帽層或第二帽層的形成工藝為:溫度700度至800度,壓強1托至100托,反應氣體包括硅源氣體,硅源氣體為SiH4或SiH2Cl2,反應氣體還包括H2、HCl、CH4、CH3Cl或CH2Cl2中的一種或幾種,硅源氣體、HCl、CH4、CH3Cl或CH2Cl2的氣體流量為1sccm至1000sccm,H2氣體流量為100sccm至50000sccm。
可選的,在形成所述第一帽層和所述第二帽層后,對第一帽層或第二帽層進行摻雜。
可選的,對所述第一帽層或第二帽層進行p型摻雜。
可選的,對所述第一帽層或第二帽層進行n型摻雜。
可選的,所述第一應力層或第二應力層的材料為SiGe或SiC。
可選的,第一應力層或第二應力層的形成步驟包括:依次在第一凹槽或第二凹槽內形成阻擋層、漸變層、體層。
可選的,所述第一應力層或第二應力層材料為SiGe,所述阻擋層的材料為SiGe,厚度為5埃至300埃,鍺的質量百分比為0至20%;所述漸變層的材料為SiGe,厚度為10埃至200埃,鍺的質量百分比從0逐漸增加到體層中鍺的質量百分比值;所述體層的材料為SiGe,鍺的質量百分比為20%至55%。
可選的,所述第一應力層或第二應力層材料為SiC,所述阻擋層的材料為SiC,厚度為5埃至300埃,碳的質量百分比為0至1%;所述漸變層的材料為SiC,厚度為10埃至200埃,碳的質量百分比從0逐漸增加到體層中碳的質量百分比值;所述體層的材料為SiC,碳的質量百分比為1%至25%。
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H01L 半導體器件;其他類目中不包括的電固體器件
H01L21-00 專門適用于制造或處理半導體或固體器件或其部件的方法或設備
H01L21-02 .半導體器件或其部件的制造或處理
H01L21-64 .非專門適用于包含在H01L 31/00至H01L 51/00各組的單個器件所使用的除半導體器件之外的固體器件或其部件的制造或處理
H01L21-66 .在制造或處理過程中的測試或測量
H01L21-67 .專門適用于在制造或處理過程中處理半導體或電固體器件的裝置;專門適合于在半導體或電固體器件或部件的制造或處理過程中處理晶片的裝置
H01L21-70 .由在一共用基片內或其上形成的多個固態(tài)組件或集成電路組成的器件或其部件的制造或處理;集成電路器件或其特殊部件的制造





