| 主权项 |
1.一种具有升起式源极与汲极结构之MOS电晶体的 制造方法,包括: 于一基底上提供一牺牲闸极图案; 邻接于该牺牲闸极图案之该基底上提供一磊晶层; 邻接于该牺牲闸极图案之该磊晶层上提供一第一 绝缘层与一第二绝缘层; 移除该牺牲闸极图案,以暴露出该基底之部分与该 磊晶层的一侧壁部分; 于该基底暴露出之该部分以及沿着该磊晶层的该 侧壁部分提供一闸极介电层; 于该闸极介电层上提供一闸极电极; 移除该第二绝缘层与该第一绝缘层; 使用该闸极电极作为一幕罩并以杂质掺杂该磊晶 层以在紧接于该闸极介电层之该磊晶层内形成多 数个源极/汲极延伸区; 于该闸极电极之一上半部的侧壁上提供多数个绝 缘间隙壁;以及 使用该闸极电极与该些绝缘间隙壁作为一幕罩并 以杂质掺杂该磊晶层,在邻接于该些源极/汲极延 伸区形成多数个深源极/汲极区。 2.如申请专利范围第1项所述之具有升起式源极与 汲极结构之MOS电晶体的制造方法,其中在使用杂质 掺杂该磊晶层以形成该些源极/汲极延伸区之后包 括于该磊晶层上提供一氮化矽层与一氧化矽层。 3.如申请专利范围第1项所述之具有升起式源极与 汲极结构之MOS电晶体的制造方法,其中提供该牺牲 闸极图案包括相继地形成一氧化矽层与一氮化矽 层并将其图案化,以形成该牺牲闸极图案。 4.如申请专利范围第1项所述之具有升起式源极与 汲极结构之MOS电晶体的制造方法,其中该基底系选 自包含矽、绝缘层上有矽(silicon-on-insulator,SOI)、 锗化矽、绝缘层上有锗化矽(SiGe-on-insulator,SGOI)、 应变的矽、绝缘层上有应变的矽以及砷化镓之族 群的同一种类。 5.如申请专利范围第1项所述之具有升起式源极与 汲极结构之MOS电晶体的制造方法,更包括于该磊晶 层上形成一垫氧化层。 6.如申请专利范围第1项所述之具有升起式源极与 汲极结构之MOS电晶体的制造方法,其中邻接于该牺 牲闸极图案之该磊晶层上提供该第一绝缘层与该 第二绝缘层的步骤包括: 于该磊晶层与该牺牲闸极图案上相继地提供一氮 化矽层与一氧化矽层;以及 平坦化该氮化矽层、该氧化矽层与该牺牲闸极图 案以暴露出该牺牲闸极图案之一上表面。 7.如申请专利范围第6项所述之具有升起式源极与 汲极结构之MOS电晶体的制造方法,其中平坦化的步 骤包括一化学机械研磨法(CMP)或一回蚀刻处理。 8.如申请专利范围第1项所述之具有升起式源极与 汲极结构之MOS电晶体的制造方法,其中移除该牺牲 闸极图案的步骤包括蚀刻该牺牲闸极图案,以暴露 出该基底之一上表面。 9.如申请专利范围第1项所述之具有升起式源极与 汲极结构之MOS电晶体的制造方法,其中移除该牺牲 闸极图案的步骤包括蚀刻该牺牲闸极图案,以于该 基底内形成一凹陷处。 10.如申请专利范围第9项所述之具有升起式源极与 汲极结构之MOS电晶体的制造方法,其中提供该闸极 介电层的步骤包括于该基底之该凹陷处的侧壁与 底部上提供该闸极介电层。 11.如申请专利范围第9项所述之具有升起式源极与 汲极结构之MOS电晶体的制造方法,其中该凹陷处的 深度小于50nm。 12.如申请专利范围第1项所述之具有升起式源极与 汲极结构之MOS电晶体的制造方法,其中在移除该牺 牲闸极图案的步骤之后,更包括以杂质掺杂该基底 暴露出之该部分,以形成一通道区。 13.如申请专利范围第1项所述之具有升起式源极与 汲极结构之MOS电晶体的制造方法,其中于该基底上 提供该牺牲闸极图案之前,更包括以杂质掺杂该基 底之一通道区。 14.如申请专利范围第1项所述之具有升起式源极与 汲极结构之MOS电晶体的制造方法,其中该闸极介电 层包括一材质,其系选自包含氧化矽层、氮氧化矽 (SiON)、氧化钽及一高介电常数的材质之材质族群 。 15.如申请专利范围第1项所述之具有升起式源极与 汲极结构之MOS电晶体的制造方法,其中提供该闸极 介电层的步骤包括使用一沈积制程或热氧化制程, 以形成该闸极介电层。 16.如申请专利范围第1项所述之具有升起式源极与 汲极结构之MOS电晶体的制造方法,其中提供该闸极 电极的步骤包括: 于该闸极介电层与该氧化矽层上形成一闸极电极 材料层;以及 平坦化该闸极电极材料层与该氧化矽层。 17.如申请专利范围第16项所述之具有升起式源极 与汲极结构之MOS电晶体的制造方法,其中平坦化的 步骤包括一化学机械研磨法或一回蚀刻处理。 18.如申请专利范围第1项所述之具有升起式源极与 汲极结构之MOS电晶体的制造方法,其中该闸极电极 包括一材质,其系选自于包含一多晶矽层、一锗化 矽层、一矽化金属层、一金属层及一积层(laminate film)之材质族群。 19.如申请专利范围第1项所述之具有升起式源极与 汲极结构之MOS电晶体的制造方法,其中移除该第二 绝缘层与该第一绝缘层的步骤包括使用一湿式蚀 刻制程。 20.如申请专利范围第1项所述之具有升起式源极与 汲极结构之MOS电晶体的制造方法,其中于该闸极电 极之该上半部的侧壁上提供该些绝缘间隙壁之步 骤包括: 于该闸极电极、该磊晶层、该些源极/汲极延伸区 以及该基底上提供一氮化矽层;以及 非等向性蚀刻该氮化矽层。 21.如申请专利范围第20项所述之具有升起式源极 与汲极结构之MOS电晶体的制造方法,更包括提供该 氮化矽层之前,于该闸极电极、该磊晶层、该些源 极/汲极延伸区以及该基底上提供一氧化矽缓冲层 。 22.如申请专利范围第1项所述之具有升起式源极与 汲极结构之MOS电晶体的制造方法,更包括于该些源 极/汲极区及该闸极电极上形成一矽化金属层。 23.如申请专利范围第22项所述之具有升起式源极 与汲极结构之MOS电晶体的制造方法,其中该矽化金 属层包括一材质,其系选自于包含钴、镍、钨、钛 及其组合之族群。 24.如申请专利范围第1项所述之具有升起式源极与 汲极结构之MOS电晶体的制造方法,其中该些源极/ 汲极延伸区的深度小于该些深源极/汲极区的深度 。 25.如申请专利范围第1项所述之具有升起式源极与 汲极结构之MOS电晶体的制造方法,其中该些深源极 /汲极区延伸至该基底内。 26.如申请专利范围第1项所述之具有升起式源极与 汲极结构之MOS电晶体的制造方法,其中该些源极/ 汲极延伸区延伸至该基底内。 27.一种具有升起式源极与汲极结构之MOS电晶体,包 括: 一闸极介电层,位于一基底上; 一闸极电极,位于该闸极介电层上; 一磊晶层,邻接于该基底上之该闸极介电层; 多数个第一源极/汲极区,在该闸极电极之一下侧 部分邻接于该闸极介电层的该磊晶层内;以及 多数个绝缘间隙壁,在该闸极介电层的一上侧部分 之该磊晶层上。 28.如申请专利范围第27项所述之具有升起式源极 与汲极结构之MOS电晶体,其中该闸极介电层延伸穿 过该闸极电极的底部与该下侧部分。 29.如申请专利范围第27项所述之具有升起式源极 与汲极结构之MOS电晶体,其中该些第一源极/汲极 区系以杂质掺杂该磊晶层而形成。 30.如申请专利范围第27项所述之具有升起式源极 与汲极结构之MOS电晶体,更包括多数个第二源极/ 汲极区相对于该闸极电极而邻接于该些第一源极/ 汲极区。 31.如申请专利范围第30项所述之具有升起式源极 与汲极结构之MOS电晶体,其中该些第二源极/汲极 区系使用该闸极电极与该些绝缘间隙壁作为一幕 罩,以杂质掺杂暴露的表面而形成。 32.如申请专利范围第30项所述之具有升起式源极 与汲极结构之MOS电晶体,其中该些第一源极/汲极 区包括多数个源极/汲极延伸区并且该些第二源极 /汲极区包括深源极/汲极区。 33.如申请专利范围第30项所述之具有升起式源极 与汲极结构之MOS电晶体,其中该些第一源极/汲极 区的深度小于该些第二源极/汲极区的深度。 34.如申请专利范围第30项所述之具有升起式源极 与汲极结构之MOS电晶体,其中该些第二源极/汲极 区延伸至该基底之部分内。 35.如申请专利范围第29项所述之具有升起式源极 与汲极结构之MOS电晶体,其中该些第一源极/汲极 区延伸至该基底之部分内。 36.如申请专利范围第27项所述之具有升起式源极 与汲极结构之MOS电晶体,其中该基底系选自包含矽 、绝缘层上有矽(silicon-on-insulator,SOI)、锗化矽、 绝缘层上有锗化矽(SiGe-on-insulator,SGOI)、应变的矽 、绝缘层上有应变的矽以及砷化镓之族群的同一 种类。 37.如申请专利范围第27项所述之具有升起式源极 与汲极结构之MOS电晶体,其中该磊晶层包括矽或锗 化矽。 38.如申请专利范围第27项所述之具有升起式源极 与汲极结构之MOS电晶体,其中该闸极介电层与该闸 极电极延伸至一沟渠内,该沟渠系形成于该基底之 上部内。 39.如申请专利范围第38项所述之具有升起式源极 与汲极结构之MOS电晶体,其中该沟渠的深度小于50 nm。 40.如申请专利范围第27项所述之具有升起式源极 与汲极结构之MOS电晶体,更包括一通道区,位于该 闸极电极下方之该基底内且邻接于该闸极电极之 该下侧部分。 41.如申请专利范围第27项所述之具有升起式源极 与汲极结构之MOS电晶体,其中该闸极介电层包括一 材质,其系选自包含氧化矽层、氮氧化矽(SiON)、氧 化钽及一高介电常数的材质之材质族群。 42.如申请专利范围第27项所述之具有升起式源极 与汲极结构之MOS电晶体,其中该闸极介电层系使用 一沈积制程或热氧化制程而形成的。 43.如申请专利范围第27项所述之具有升起式源极 与汲极结构之MOS电晶体,其中该闸极电极包括一材 质,其系选自包含一多晶矽层、一锗化矽层、一矽 化金属层、一金属层及一积层之材质族群。 44.如申请专利范围第27项所述之具有升起式源极 与汲极结构之MOS电晶体,更包括一氧化矽缓冲层, 位于该闸极电极与该些绝缘间隙壁之间。 45.如申请专利范围第27项所述之具有升起式源极 与汲极结构之MOS电晶体,更包括一矽化金属层,位 于该些源极/汲极区与该闸极电极上。 46.如申请专利范围第45项所述之具有升起式源极 与汲极结构之MOS电晶体,其中该矽化金属层包括一 材质其系选自于包含钴、镍、钨、钛及其组合之 族群。 47.一种具有升起式源极与汲极结构之MOS电晶体,包 括: 一闸极介电层,位于一基底上; 一闸极电极,位于该闸极介电层上,其中该闸极介 电层系延伸穿过该闸极电极的底部并延伸至该闸 极电极的下侧部; 一磊晶层,邻接于该基底上之该闸极介电层; 多数个第一源极/汲极区,位于该磊晶层内,邻接于 该闸极电极下侧部份的该闸极介电层;以及 多数个第二源极/汲极区,相对于该闸极电极而邻 接于该些第一源极/汲极区。 48.如申请专利范围第47项所述之具有升起式源极 与汲极结构之MOS电晶体,其中该些第一源极/汲极 区系以杂质掺杂该磊晶层而形成。 49.如申请专利范围第47项所述之具有升起式源极 与汲极结构之MOS电晶体,更包括多数个绝缘间隙壁 位于该闸极电极之上侧部份的该磊晶层上,其中该 些第二源极/汲极区系使用该闸极电极与该些绝缘 间隙壁作为一幕罩,以杂质掺杂其暴露的表面而形 成。 50.如申请专利范围第49项所述之具有升起式源极 与汲极结构之MOS电晶体,其中该些第一源极/汲极 区包括源极/汲极延伸区并且该些第二源极/汲极 区包括深源极/汲极区。 51.如申请专利范围第47项所述之具有升起式源极 与汲极结构之MOS电晶体,其中该基底系选自于包含 矽、绝缘层上有矽(silicon-on-insulator,SOI)、锗化矽 、绝缘层上有锗化矽(SiGe-on-insulator,SGOI)、应变的 矽、绝缘层上有应变的矽以及砷化镓之族群的同 一种类。 52.如申请专利范围第47项所述之具有升起式源极 与汲极结构之MOS电晶体,其中该些第一源极/汲极 区在该磊晶层内形成一第一深度,而该些第二源极 /汲极区在该磊晶层内形成一第二深度,且该第一 深度小于该第二深度。 53.如申请专利范围第47项所述之具有升起式源极 与汲极结构之MOS电晶体,其中该些第二源极/汲极 区延伸至该基底之部分内。 54.一种具有升起式源极与汲极结构之MOS电晶体,包 括: 一基底,具有一沟渠在其上部内; 一闸极介电层,衬着该沟渠; 一闸极电极,位于该闸极介电层上,且该闸极电极 系延伸于该沟渠内,其中该闸极介电层系延伸穿过 该闸极电极的底部与一下侧部份; 一磊晶层,邻接于该基底上之该闸极介电层; 多数个第一源极/汲极区,位于该磊晶层内,邻接于 该闸极电极之该下侧部份的该闸极介电层;以及 多数个第二源极/汲极区,相对于该闸极电极而邻 接于该些第一源极/汲极区。 55.如申请专利范围第54项所述之具有升起式源极 与汲极结构之MOS电晶体,其中该些第一源极/汲极 区系以杂质掺杂该磊晶层而形成。 56.如申请专利范围第54项所述之具有升起式源极 与汲极结构之MOS电晶体,更包括多数个绝缘间隙壁 于该磊晶层上,且位于该闸极电极之上侧部份,其 中该些第二源极/汲极区系使用该闸极电极与该些 绝缘间隙壁作为一幕罩,以杂质掺杂其暴露的表面 而形成。 57.如申请专利范围第56项所述之具有升起式源极 与汲极结构之MOS电晶体,其中该些第一源极/汲极 区包括源极/汲极延伸区且该些第二源极/汲极区 包括深源极/汲极区。 58.如申请专利范围第54项所述之具有升起式源极 与汲极结构之MOS电晶体,其中该基底系选自于包含 矽、绝缘层上有矽(silicon-on-insulator,SOI)、锗化矽 、绝缘层上有锗化矽(SiGe-on-insulator,SGOI)、应变的 矽、绝缘层上有应变的矽以及砷化镓之族群的同 一种类。 59.如申请专利范围第54项所述之具有升起式源极 与汲极结构之MOS电晶体,其中该些第一源极/汲极 区在该磊晶层内形成一第一深度,而该些第二源极 /汲极区在该磊晶层内形成一第二深度,且该第一 深度小于该第二深度。 60.如申请专利范围第54项所述之具有升起式源极 与汲极结构之MOS电晶体,其中该些第二源极/汲极 区系延伸至该基底之部分内。 61.如申请专利范围第54项所述之具有升起式源极 与汲极结构之MOS电晶体,其中该些第一源极/汲极 区系延伸至该基底之部分内。 62.一种具有升起式源极与汲极结构之MOS电晶体,包 括: 一闸极介电层,位于一基底上; 一闸极电极,位于该闸极介电层上,其中该闸极介 电层系延伸穿过该闸极电极的底部与一下侧部份; 一磊晶层,邻接于该基底上之该闸极介电层; 多数个源极/汲极延伸区,位于该磊晶层内,邻接于 该闸极电极之该下侧部份的该闸极介电层,其系以 杂质掺杂该磊晶层而形成的; 多数个绝缘间隙壁,在该磊晶层上,且位于该闸极 电极之上侧部份;以及 多数个深源极/汲极区,邻接于该些源极/汲极延伸 区并相对于该闸极电极,其中该些深源极/汲极区 系使用该闸极电极与该些绝缘间隙壁作为一幕罩, 以杂质掺杂该磊晶层而形成的。 63.如申请专利范围第62项所述之具有升起式源极 与汲极结构之MOS电晶体,其中该基底系选自于包含 矽、绝缘层上有矽(silicon-on-insulator,SOI)、锗化矽 、绝缘层上有锗化矽(SiGe-on-insulator,SGOI)、应变的 矽、绝缘层上有应变的矽以及砷化镓之族群的同 一种类。 64.如申请专利范围第62项所述之具有升起式源极 与汲极结构之MOS电晶体,其中该些深源极/汲极区 系延伸至该基底内且位于该磊晶层下。 65.如申请专利范围第62项所述之具有升起式源极 与汲极结构之MOS电晶体,其中该些源极/汲极延伸 区系延伸至该基底之部分内。 66.如申请专利范围第62项所述之具有升起式源极 与汲极结构之MOS电晶体,其中该闸极电极系延伸至 一沟渠,其形成于该基底之上部内。 67.一种具有升起式源极与汲极结构之MOS电晶体,包 括: 一基底,具有一沟渠在其上部内; 一闸极介电层,衬着该沟渠; 一闸极电极,位于该闸极介电层上,且该闸极电极 系延伸于该沟渠内,其中该闸极介电层系延伸穿过 该闸极电极的底部及下侧部份; 一磊晶层,邻接于该基底上之该闸极介电层; 多数个源极/汲极延伸区,位于该磊晶层内,邻接于 该闸极电极之该下侧部份的该闸极介电层,其以杂 质掺杂该磊晶层而形成的; 多数个绝缘间隙壁,在该磊晶层上,且位于该闸极 电极之上侧部份;以及 多数个深源极/汲极区,邻接于该些源极/汲极延伸 区并相对于该闸极电极,其中该些深源极/汲极区 系使用该闸极电极与该些绝缘间隙壁作为一幕罩, 以杂质掺杂该磊晶层而形成。 68.如申请专利范围第67项所述之具有升起式源极 与汲极结构之MOS电晶体,其中该基底系选自于包含 矽、绝缘层上有矽(silicon-on-insulator,SOI)、锗化矽 、绝缘层上有锗化矽(SiGe-on-insulator,SGOI)、应变的 矽、绝缘层上有应变的矽以及砷化镓之族群的同 一种类。 69.如申请专利范围第67项所述之具有升起式源极 与汲极结构之MOS电晶体,其中该些深源极/汲极区 系延伸至该基底内且位于该磊晶层下。 70.如申请专利范围第67项所述之具有升起式源极 与汲极结构之MOS电晶体,其中该些源极/汲极延伸 区系延伸至该基底内且位于该磊晶层下。 71.如申请专利范围第67项所述之具有升起式源极 与汲极结构之MOS电晶体,其中该沟渠的深度小于50 nm。 72.一种具有升起式源极与汲极结构之MOS电晶体,包 括: 一闸极介电层,位于一基底上; 一闸极电极,位于该闸极介电层上,其中该闸极介 电层系延伸穿过该闸极电极的底部及一下侧部份; 一磊晶层,邻接于该基底上之该闸极介电层;以及 多数个第一源极/汲极区,位于该磊晶层内,邻接于 该闸极电极之该下侧部份的该闸极介电层。 73.如申请专利范围第72项所述之具有升起式源极 与汲极结构之MOS电晶体,更包括多数个绝缘间隙壁 于该磊晶层上,其位于该闸极电极上侧部份。 74.如申请专利范围第72项所述之具有升起式源极 与汲极结构之MOS电晶体,其中该闸极介电层系延伸 穿过该闸极电极的底部及该下侧部份。 75.如申请专利范围第72项所述之具有升起式源极 与汲极结构之MOS电晶体,其中该些第一源极/汲极 区系以杂质掺杂该磊晶层而形成。 76.如申请专利范围第72项所述之具有升起式源极 与汲极结构之MOS电晶体,更包括多数个第二源极/ 汲极区,邻接于该些第一源极/汲极区并相对于该 闸极电极。 77.如申请专利范围第76项所述之具有升起式源极 与汲极结构之MOS电晶体,其中该些第二源极/汲极 区系使用该闸极电极与该些绝缘间隙壁作为一幕 罩,以杂质掺杂多数个暴露的表面而形成。 78.如申请专利范围第76项所述之具有升起式源极 与汲极结构之MOS电晶体,其中该些第一源极/汲极 区包括多数个源极/汲极延伸区并且该些第二源极 /汲极区包括多数个深源极/汲极区。 79.如申请专利范围第76项所述之具有升起式源极 与汲极结构之MOS电晶体,其中该些第一源极/汲极 区的深度小于该些第二源极/汲极区的深度。 80.如申请专利范围第76项所述之具有升起式源极 与汲极结构之MOS电晶体,其中该些第二源极/汲极 区系延伸至该基底之部分内。 81.如申请专利范围第76项所述之具有升起式源极 与汲极结构之MOS电晶体,其中该些第一源极/汲极 区系延伸至该基底之部分内。 82.如申请专利范围第72项所述之具有升起式源极 与汲极结构之MOS电晶体,其中该基底系选自于包含 矽、绝缘层上有矽(silicon-on-insulator,SOI)、锗化矽 、绝缘层上有锗化矽(SiGe-on-insulator,SGOI)、应变的 矽、绝缘层上有应变的矽以及砷化镓之族群的同 一种类。 83.如申请专利范围第72项所述之具有升起式源极 与汲极结构之MOS电晶体,其中该磊晶层之材质包括 矽及锗化矽其中之一。 84.如申请专利范围第72项所述之具有升起式源极 与汲极结构之MOS电晶体,其中该闸极介电层与该闸 极电极系延伸至一沟渠,形成于该基底之上部内。 85.如申请专利范围第84项所述之具有升起式源极 与汲极结构之MOS电晶体,其中该沟渠的深度小于50 nm。 86.如申请专利范围第72项所述之具有升起式源极 与汲极结构之MOS电晶体,更包括一通道区,位于在 该闸极电极的下方且邻接于该闸极电极之该下侧 部份的该基底内。 87.如申请专利范围第72项所述之具有升起式源极 与汲极结构之MOS电晶体,其中该闸极介电层包括一 材质,其系选自于包含氧化矽层、氮氧化矽(SiON)、 氧化钽及一高介电常数的材质之材质族群。 88.如申请专利范围第72项所述之具有升起式源极 与汲极结构之MOS电晶体,其中该闸极介电层系使用 一沈积法及一热氧化法其中之一而形成的。 89.如申请专利范围第72项所述之具有升起式源极 与汲极结构之MOS电晶体,其中该闸极电极包括一材 质,其系选自于包含一多晶矽层、一锗化矽层、一 矽化金属层、一金属层及一积层之材质族群。 90.如申请专利范围第72项所述之具有升起式源极 与汲极结构之MOS电晶体,更包括一氧化矽缓冲层, 位于该闸极电极与该绝缘间隙壁之间。 91.如申请专利范围第72项所述之具有升起式源极 与汲极结构之MOS电晶体,更包括一矽化金属层,位 于该些源极/汲极区与该闸极电极上。 92.如申请专利范围第91项所述之具有升起式源极 与汲极结构之MOS电晶体,其中该矽化金属层系选自 于一材质,其包括钴、镍、钨、钛及其组合之材质 族群。 图式简单说明: 第1图绘示为习知的一种MOS电晶体之横剖面图。 第2图绘示为习知的一种具有升起式源极/汲极结 构的MOS电晶体之横剖面图。 第3图绘示为本发明第一实施例之一种具有升起式 源极/汲极结构的MOS电晶体之横剖面图。 第4图绘示为本发明第二实施例之一种具有升起式 源极/汲极结构的MOS电晶体之横剖面图。 第5、6及7图绘示为本发明较佳实施例之一种具有 升起式源极/汲极结构的MOS电晶体之横剖面图,其 中源极/汲极区与源极/汲极延伸区具有不同的深 度。 第8A及8B图绘示为本发明第一实施例与第二实施例 之一种具有升起式源极/汲极结构的MOS电晶体之横 剖面图,其形成于一绝缘层上有矽的基底上。 第9A至9L图绘示为本发明第一实施例之一种MOS电晶 体制造方法之横剖面图。 第10A至10C图绘示为本发明第二实施例之一种MOS电 晶体艋造方法之横剖面图。 |
