向沟道中引入应变的方法和使用该方法制作的器件

摘要

本发明涉及向MOS器件的沟道中引入应力的方法及使用该方法制作的器件。所述方法包括提供半导体衬底；在半导体衬底上形成沟道；在沟道上形成第一栅介电层；在所述第一栅介电层上形成多晶硅栅极层；在所述多晶硅栅极层中掺杂或注入第一元素；去除部分第一栅介电层和多晶硅栅极层从而形成第一栅极结构；在沟道中形成源漏极延伸区；在第一栅极结构两侧形成侧墙；在沟道中形成源漏极；以及进行退火，使得掺杂或注入有第一元素的多晶硅在高温结晶过程中发生晶格变化，从而在所述多晶硅栅极层中产生第一应力，并将第一应力透过栅介质层引入到沟道。本方法具有较强的工艺灵活性，较简单的工艺复杂度，并且没有附加的工艺成本。

主权项

一种向MOS器件的沟道中引入应变的方法，包括提供半导体衬底；在半导体衬底上形成沟道；在沟道上形成第一栅介电层；在所述第一栅介电层上形成多晶硅栅极层；在所述多晶硅栅极层中掺杂或注入第一元素；去除部分第一栅介电层和多晶硅栅极层从而形成第一栅极结构；在沟道中形成源漏极延伸区；在第一栅极结构两侧形成侧墙；在沟道中形成源漏极；进行退火，使得掺杂或注入有第一元素的多晶硅在高温结晶过程中发生晶格变化，从而在所述多晶硅栅极层中产生包括沿沟道方向的应变和垂直沟道方向的应变的第一应变，并将第一应变透过栅介质层引入到沟道，引起沟道区表层中半导体晶格大小的变化，使得所述第一应变被保持在沟道中；通过使用湿法或干法蚀刻工艺，去除多晶硅栅极层以形成开口；以及用金属栅极层填充所述开口，从而通过后栅工艺形成所述MOS器件。