发明名称 具有超薄之应变矽通道之金氧半导体场效电晶体及其制作方法
摘要 一种利用超薄之应变矽层作为通道层之金氧半导体场效电晶体,且可结合SOI技术可将超薄之应变矽层制作于绝缘层上。金氧半导体场效电晶体包括有:一矽基材;一绝缘层,系形成于矽基材之表面上;一矽层,系形成于绝缘层表面上,且具有伸张应变之晶格特性,系用作为一通道层;一闸极绝缘层,系形成于矽层之表面上;一闸极层,系定义形成于闸极绝缘层之表面上;以及一源/汲极区,系形成于闸极层两侧之矽层内。
申请公布号 TWI226704 申请公布日期 2005.01.11
申请号 TW092100857 申请日期 2003.01.16
申请人 台湾积体电路制造股份有限公司 发明人 杨育佳;杨富量;胡正明
分类号 H01L29/772 主分类号 H01L29/772
代理机构 代理人 洪澄文 台北市大安区信义路四段二七九号三楼;颜锦顺 台北市大安区信义路四段二七九号三楼
主权项 1.一种具有超薄之应变矽通道之金氧半导体场效电晶体,包括有:一矽基材;一绝缘层,系形成于该矽基材之表面上;一矽层,系直接形成于该绝缘层表面上,且具有伸张应变之晶格特性,系用作为一通道层;一闸极绝缘层,系形成于该矽层之表面上;一闸极层,系定义形成于该闸极绝缘层之表面上;以及一源/汲极区,系形成于该闸极层两侧之该矽层内。2.如申请专利范围第1项所述之具有超薄之应变矽通道之金氧半导体场效电晶体,其中该矽层之厚度小于20nm。3.如申请专利范围第1项所述之具有超薄之应变矽通道之金氧半导体场效电晶体,其中该绝缘层系由SiO2、Si3N4或其他绝缘材质所构成。4.如申请专利范围第1项所述之具有超薄之应变矽通道之金氧半导体场效电晶体,另包含有一上升式之源/汲极结构,系分别形成于该源/汲极区之上方。5.如申请专利范围第1项所述之具有超薄之应变矽通道之金氧半导体场效电晶体,另包含有一侧壁子结构,系形成于该闸极层之侧壁上。6.一种具有超薄之应变矽通道之金氧半导体场效电晶体之制作方法,包括下列步骤:提供一矽基材,其表面上包含有一SiGe层,且该SiGe层具有松弛之晶格特性;于该SiGe层上形成一Si层,且该Si层具有伸张应变之晶格特性;提供一晶圆,其表面上包含有一绝缘层;利用晶圆接合技术,将该晶圆之绝缘层与该矽基材之Si层接合;将该Si层自该SiGe层上切离,以使该Si层形成于该晶圆之绝缘层表面上。7.如申请专利范围第6项所述之具有超薄之应变矽通道之金氧半导体场效电晶体之制作方法,其中该Si层之厚度小于20nm。8.如申请专利范围第6项所述之具有超薄之应变矽通道之金氧半导体场效电晶体之制作方法,其中该绝缘层系由SiO2、Si3N4或其他绝缘材质所构成。9.如申请专利范围第6项所述之具有超薄之应变矽通道之金氧半导体场效电晶体之制作方法,另包括下列步骤:于该Si层之表面上形成一闸极绝缘层;于该闸极绝缘层上定义形成一闸极层;以及于该闸极层两侧之该Si层内形成一源/汲极区。10.如申请专利范围第9项所述之具有超薄之应变矽通道之金氧半导体场效电晶体之制作方法,另包括一步骤:于形成该源/汲极区之前,于该闸极层之侧壁上形成一侧壁子结构。11.如申请专利范围第9项所述之具有超薄之应变矽通道之金氧半导体场效电晶体之制作方法,另包括一步骤:于形成该源/汲极区之后,于该源/汲极区上方形成一上升式之源/汲结构。12.如申请专利范围第11项所述之具有超薄之应变矽通道之金氧半导体场效电晶体之制作方法,其中该上升式之源/汲结构的制作方法包括下列步骤:沉积一多晶矽层;以及回蚀刻该多晶矽层,以使该多晶矽层残留在该源/汲极区上方。13.如申请专利范围第11项所述之具有超薄之应变矽通道之金氧半导体场效电晶体之制作方法,其中该上升式之源/汲结构的制作方法是以选择性的磊晶成长方式,在该源/汲极区上方成长一磊晶层。图式简单说明:第1图显示习知以应变Si层作为通道的MOSFET的剖面示意图。第2图显示习知将应变Si层制作在绝缘层上之MOSFET的剖面示意图。第3A至3D图显示利用SOI技术制作Si层与SiGe层的剖面示意图。第4图显示本发明第一实施例之MOSFET的剖面示意图。第5A至5C图显示本发明利用SOI技术制作应变Si层的剖面示意图。第6图显示本发明第二实施例之MOSFET的剖面示意图。
地址 新竹市新竹科学工业园区园区三路一二一号