[發(fā)明專利]帶有壓應(yīng)變薄膜應(yīng)變源的雙柵p溝道MOSFET及制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410244145.6
• 申請日: 2014-06-04
• 公開（公告）號: CN104022152B
• 公開（公告）日: 2017-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉艷;韓根全;趙斌;張慶芳
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L21/336
• 代理公司: 重慶市前沿專利事務(wù)所(普通合伙)50211
• 代理人: 郭云

1.一種帶有壓應(yīng)變薄膜應(yīng)變源的雙柵p溝道MOSFET，特征在于，包括：

半導(dǎo)體材料，所述半導(dǎo)體材料具有第一表面和第二表面，在所述半導(dǎo)體材料的第一表面上形成源區(qū)、漏區(qū)和導(dǎo)電溝道區(qū)，所述源區(qū)、漏區(qū)和導(dǎo)電溝道區(qū)的連接線與所述半導(dǎo)體材料的第一表面平行，所述源區(qū)、漏區(qū)和導(dǎo)電溝道區(qū)均凸出于所述半導(dǎo)體材料相同的高度，所述導(dǎo)電溝道區(qū)位于所述源區(qū)和漏區(qū)之間，所述導(dǎo)電溝道具有第一導(dǎo)電面和第二導(dǎo)電面；

所述導(dǎo)電溝道區(qū)的摻雜類型為n型，所述源區(qū)和漏區(qū)的摻雜為p型；

柵介質(zhì)層，所述柵介質(zhì)層形成在所述半導(dǎo)體材料的第一表面上，且位于所述導(dǎo)電溝道區(qū)的第一導(dǎo)電面的側(cè)面和第二導(dǎo)電面的側(cè)面；

柵極，所述柵極形成在所述半導(dǎo)體材料的第一表面上，且位于所述柵介質(zhì)層的側(cè)面；

絕緣介質(zhì)層，所述絕緣介質(zhì)層形成在所述柵極、源極和漏極的側(cè)壁上；

壓應(yīng)變薄膜應(yīng)變層，所述壓應(yīng)變薄膜應(yīng)變層形成在所述絕緣介質(zhì)層上，用于在導(dǎo)電溝道區(qū)引入沿溝道方向上的壓應(yīng)變；

源區(qū)電極和漏區(qū)電極，所述源區(qū)電極與所述源區(qū)接觸，所述漏區(qū)電極與所述漏區(qū)接觸。

2.如權(quán)利要求1所述的帶有壓應(yīng)變薄膜應(yīng)變源的雙柵p溝道MOSFET，其特征在于，所述源區(qū)、漏區(qū)和導(dǎo)電溝道區(qū)的材料為單晶GeSn材料，其通式為Ge_1-zSn_z，其中，0≤z≤0.25。

3.如權(quán)利要求1所述的帶有壓應(yīng)變薄膜應(yīng)變源的雙柵p溝道MOSFET，其特征在于，所述壓應(yīng)變薄膜應(yīng)變層的材料為Ge₂Sb₂Te₅。

4.如權(quán)利要求3所述的帶有壓應(yīng)變薄膜應(yīng)變源的雙柵p溝道MOSFET，其特征在于，所述Ge₂Sb₂Te₅，生長時(shí)為無定型Ge₂Sb₂Te₅，生長完成后退火使之轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗑e₂Sb₂Te₅。

5.如權(quán)利要求1所述的帶有壓應(yīng)變薄膜應(yīng)變源的雙柵p溝道MOSFET，其特征在于，所述壓應(yīng)變薄膜應(yīng)變層為不連續(xù)的壓應(yīng)變薄膜應(yīng)變層。

6.如權(quán)利要求5所述的帶有壓應(yīng)變薄膜應(yīng)變源的雙柵p溝道MOSFET，其特征在于，所述壓應(yīng)變薄膜應(yīng)變層將柵，源，漏全部覆蓋；或者將柵全部覆蓋并且將源區(qū)、漏區(qū)暴露。

7.如權(quán)利要求5或6所述的帶有壓應(yīng)變薄膜應(yīng)變源的雙柵p溝道MOSFET，其特征在于，所述壓應(yīng)變薄膜應(yīng)變層厚度為3nm到11nm。

8.如權(quán)利要求1所述的帶有壓應(yīng)變薄膜應(yīng)變源的雙柵p溝道MOSFET，其特征在于，所述絕緣介質(zhì)層為Si，SiO₂，氮化硅，氮氧化硅層之一或任意多層的組合。

9.一種制備帶有壓應(yīng)變薄膜應(yīng)變源的雙柵p溝道MOSFET的方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1，提供襯底，在所述襯底上外延形成外延層，所述外延層為n型摻雜；

S2，光刻，在掩膜掩蔽的情況下刻蝕外延層使外延層凸出于所述襯底一定的高度，所述外延層凸臺中一部分為導(dǎo)電溝道區(qū)；

S3，在外延層上形成柵介質(zhì)層，刻蝕柵介質(zhì)層，僅保留導(dǎo)電溝道區(qū)側(cè)面的柵介質(zhì)層；

S4，在外延層上形成偽柵極層，刻蝕偽柵極層，僅保留柵介質(zhì)層側(cè)面的柵極；

S5，光刻，在掩膜掩蔽的情況下進(jìn)行離子注入，注入類型與外延層相反，并擴(kuò)散形成源區(qū)和漏區(qū)；

S6，淀積形成絕緣介質(zhì)層；

S7，淀積形成壓應(yīng)變薄膜應(yīng)變層；

S8，光刻，刻蝕去掉偽柵極層；

S9，淀積形成金屬柵。

10.如權(quán)利要求9所述的制備帶有壓應(yīng)變薄膜應(yīng)變源的雙柵p溝道MOSFET的方法，其特征在于，所述壓應(yīng)變薄膜應(yīng)變層的材料為Ge₂Sb₂Te₅，所述Ge₂Sb₂Te₅生長時(shí)為無定型Ge₂Sb₂Te₅，生長完成后退火使之轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗑e₂Sb₂Te₅。