半导体器件及其制造方法技术

技术编号:8774990 阅读:150 留言:0更新日期:2013-06-08 18:44
本发明专利技术提供一种半导体器件及其制造方法,该制造方法包括以下步骤:提供衬底(100),在所述衬底(100)之上形成伪栅堆叠和侧墙(230),在伪栅堆叠的两侧形成源/漏区(110),并形成覆盖整个半导体器件的停止层(240)以及第一层间介质层(300);去除所述停止层(240)的一部分以暴露所述伪栅堆叠,继续去除所述伪栅堆叠,暴露沟道区;刻蚀所述沟道区,形成凹槽结构;在凹槽结构中形成新沟道区,与所述衬底(100)的上表面齐平,所述新沟道区从与衬底的交界面开始依次包括缓冲层、Ge层(120)和Si帽层;形成栅极堆叠。相应地,本发明专利技术还提供一种半导体器件。本发明专利技术通过使用Ge来代替Si形成新的沟道区,有效提高了载流子迁移率,提高了半导体器件的性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体
,尤其涉及一种。
技术介绍
随着半导体行业的发展,具有更高性能和更强功能的集成电路要求更大的元件密度,而且各个部件、元件之间或各个元件自身的尺寸、大小和空间也需要进一步缩小(目前已经达到纳米级),因此半导体器件制造过程中对工艺控制的要求较高。限制金属氧化物半导体(MOS)晶体管尺寸进一步缩小的主要问题是短沟道效应(SCE),且该现象主要发生在沟道长度小于0.1微米时。器件失效包括但不仅限于DIBL (漏极感应载流子势垒降低,即低的源漏极击穿电压),亚阈值泄露,和阈值不稳定等。这些问题统称为短沟道效应,主要与界面层的等效氧化层厚度(Equivalent Oxide Thickness,EOT)有关。因此,随着器件尺寸的进一步缩小,增加载流子迁移率就成了至关重要的一环。现有技术中,通常采用材料硅作为各种半导体器件的衬底,其中沟道区即为硅材料。如果能够将沟道区的材料换成具有更高载流子迁移率的材料,且这种材料又能和硅衬底很好地结合,那么半导体器件的性能将会有大幅度提高。
技术实现思路
本专利技术提供一种目的在于提供一种,用于改善沟道区载流子迁移率,提高器件的性能。根据本专利技术的一个方面,提供一种半导体器件的制造方法,其特征在于,包括以下步骤:a)提供衬底(100),在所述衬底(100)之上形成伪栅堆叠和侧墙(230),在伪栅堆叠的两侧形成源/漏区(110),并形成覆盖整个半导体器件的停止层(240)以及第一层间介质层(300);b)去除所述停止层(240)的一部分以暴露所述伪栅堆叠,继续去除所述伪栅堆叠,暴露沟道区;c)刻蚀所述沟道区,形成凹槽结构;d)在凹槽结构中形成新沟道区,与所述衬底(100)的上表面齐平,所述新沟道区从与衬底的交界面开始依次包括缓冲层、Ge层(120)和Si帽层;e)形成栅极堆叠。根据本专利技术的另一个方面,提供一种半导体器件,包括:衬底(100),形成有沟道区凹槽,该凹槽中填充了缓冲层、Ge层(120)和Si帽层;栅极堆叠,形成于Si帽层之上;侧墙(230),形成于栅极堆叠两侧;在所述沟道区凹槽的两侧形成于所述衬底(100)之中的源/漏区(110)。本专利技术提供的半导体器件的制造方法及其结构,通过在沟道区外延生长Ge代替传统的Si,提高了载流子的迁移率。如下表所示:本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体器件的制造方法,其特征在于,包括以下步骤:a)提供衬底(100),在所述衬底(100)之上形成伪栅堆叠和侧墙(230),在伪栅堆叠的两侧形成源/漏区(110),并形成覆盖整个半导体器件的停止层(240)以及第一层间介质层(300);b)去除所述停止层(240)的一部分以暴露所述伪栅堆叠,继续去除所述伪栅堆叠,暴露沟道区;c)刻蚀所述沟道区,形成凹槽结构;d)在凹槽结构中形成新沟道区,与所述衬底(100)的上表面齐平,所述新沟道区从与衬底的交界面开始依次包括缓冲层、Ge层(120)和Si帽层;e)形成栅极堆叠。

【技术特征摘要】
1.一种半导体器件的制造方法,其特征在于,包括以下步骤: a)提供衬底(100),在所述衬底(100)之上形成伪栅堆叠和侧墙(230),在伪栅堆叠的两侧形成源/漏区(110),并形成覆盖整个半导体器件的停止层(240)以及第一层间介质层(300); b)去除所述停止层(240)的一部分以暴露所述伪栅堆叠,继续去除所述伪栅堆叠,暴露沟道区; c)刻蚀所述沟道区,形成凹槽结构; d)在凹槽结构中形成新沟道区,与所述衬底(100)的上表面齐平,所述新沟道区从与衬底的交界面开始依次包括缓冲层、Ge层(120)和Si帽层; e)形成栅极堆叠。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤a)之后包括: 对所述第一层间介质层(300)进行平坦化处理。3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤e)包括: 在所述新沟道区上形成介质层(410); 在所述介质层(410)上以及所述侧墙(230)的内壁上形成高k介质层(420); 形成金属栅极(430)。4.根据权利要求3 所述的方法,其特征在于,所述高k介质层(420)的厚度为Inm 3nm。5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述步骤e)之后还包括步骤: f)形成接触塞(620)。6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述步骤f)进一步包括: 形成覆盖整个半导体器件的第二层间介质层(500); 刻蚀去除所述第二层间介质层(500)、所述第一层间介质层(300)和所述停止层(240)的一部分形成使所述源/漏区(110)部分暴露的接触孔; 在所述接触孔中填充金属材料,以形成接触塞(620)。7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述第二层间介质层(500)的厚度为IOnm 50nmo8.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,在所述接触孔中填充金属材料之前,先形成金属娃化物(600)。9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括在形...

【专利技术属性】
技术研发人员:王桂磊
申请(专利权)人:中国科学院微电子研究所
类型:发明
国别省市:

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