[發明專利]具有SiGeSn溝道的MOSFET及其形成方法

在審

• 申請號: 201410063273.0
• 申請日: 2014-02-25
• 公開（公告）號: CN103839828A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發明（設計）人: 王敬;肖磊;趙梅;梁仁榮;許軍
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L21/265;H01L29/78;H01L29/10
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張大威

1.一種具有SiGeSn溝道的MOSFET的形成方法，其特征在于，包括以下步驟：

提供頂部具有Ge層的襯底；

向所述Ge層表層注入同時含有Si和Sn元素的原子、分子、離子或等離子體，以形成SiGeSn層；

在所述SiGeSn層之上形成柵堆疊結構，并在所述柵堆疊結構兩側形成源和漏。

2.如權利要求1所述的具有SiGeSn溝道的MOSFET的形成方法，其特征在于，還包括：在所述注入之前在所述襯底之上形成掩膜，在掩膜中形成器件區的開口，在所述開口位置露出所述Ge層。

3.如權利要求1或2所述的具有SiGeSn溝道的MOSFET的形成方法，其特征在于，還包括：在所述柵堆疊兩側形成柵側墻。

4.如權利要求1-3任一項所述的具有SiGeSn溝道的MOSFET的形成方法，其特征在于，所述注入的方法包括離子注入。

5.如權利要求4所述的具有SiGeSn溝道的MOSFET的形成方法，其特征在于，所述離子注入包括等離子體源離子注入和等離子體浸沒離子注入。

6.如權利要求1-3任一項所述的具有SiGeSn溝道的MOSFET的形成方法，其特征在于，所述注入的方法包括磁控濺射。

7.如權利要求6所述的具有SiGeSn溝道的MOSFET的形成方法，其特征在于，在利用所述磁控濺射注入的過程中，在所述襯底上加載負偏壓。

8.如權利要求6或7所述的具有SiGeSn溝道的MOSFET的形成方法，其特征在于，還包括：去除所述磁控濺射在所述SiGeSn層之上形成的Si-Sn薄膜。

9.如權利要求8所述的具有SiGeSn溝道的MOSFET的形成方法，其特征在于，利用對SiGeSn和Si-Sn具有高腐蝕選擇比的溶液清洗以去除所述Si-Sn薄膜。

10.如權利要求1-3任一項所述的具有SiGeSn溝道的MOSFET的形成方法，其特征在于，所述注入的過程中對所述襯底加熱，加熱溫度為100-600℃。

11.如權利要求1-3任一項所述的具有SiGeSn溝道的MOSFET的形成方法，其特征在于，還包括：在所述注入之后，對SiGeSn層退火，退火溫度為100-600℃。

12.如權利要求1-3任一項所述的具有SiGeSn溝道的MOSFET的形成方法，其特征在于，所述SiGeSn層為應變SiGeSn層。

13.如權利要求12所述的具有SiGeSn溝道的MOSFET的形成方法，其特征在于，所述應變SiGeSn層的厚度為0.5-100nm。

14.如權利要求12所述的具有SiGeSn溝道的MOSFET的形成方法，其特征在于，所述應變SiGeSn層中Sn的原子百分含量小于20%。

15.如權利要求1-14任一項所述的具有SiGeSn溝道的MOSFET的形成方法，其特征在于，所述頂部具有Ge層的襯底包括：純Ge襯底、絕緣體上Ge襯底、具有Ge表面的Si襯底。

16.一種具有SiGeSn溝道的MOSFET，其特征在于，包括：

襯底；

形成在襯底的頂部的SiGeSn溝道；

形成在所述SiGeSn溝道之上的柵堆疊結構；以及

形成在所述柵堆疊結構兩側的源和漏。