[发明专利]MOS管及其形成方法

权利要求书

1.一种MOS管的形成方法，其特征在于，包括：

提供半导体衬底，所述半导体衬底表面覆盖有应力衬垫层，所述应力衬垫层表面覆盖有外延半导体层，所述外延半导体层表面具有绝缘层，所述绝缘层内具有贯穿其厚度的第一栅极结构以及位于所述第一栅极结构侧壁的侧墙；

去除所述第一栅极结构、与第一栅极结构对应的外延半导体层和应力衬垫层，形成暴露出所述半导体衬底表面的开口；

形成位于所述开口底部的电压控制层，所述电压控制层与所述应力衬垫层表面齐平；

在所述开口内形成位于所述电压控制层表面的外延本征层，所述外延本征层表面高于外延半导体层表面、或与所述外延半导体层表面齐平，所述外延本征层和电压控制层内掺杂的离子具有浓度梯度，且所述外延本征层的离子浓度小于所述电压控制层的离子浓度；

在所述开口的外延本征层表面形成第二栅极结构，所述第二栅极结构与所述绝缘层表面齐平。

2.如权利要求1所述的MOS管的形成方法，其特征在于，所述电压控制层的形成工艺为选择性外延沉积工艺。

3.如权利要求1所述的MOS管的形成方法，其特征在于，所述电压控制层的厚度为5nm-50nm。

4.如权利要求1所述的MOS管的形成方法，其特征在于，当形成PMOS管时，所述电压控制层的材料为单晶硅或硅锗；当形成NMOS管时，所述电压控制层的材料为单晶硅或碳化硅。

5.如权利要求1所述的MOS管的形成方法，其特征在于，所述电压控制层内掺杂离子的浓度大于5E17atoms/cm³，小于5E18atoms/cm³。

6.如权利要求5所述的MOS管的形成方法，其特征在于，当形成NMOS管时，所述电压控制层内的掺杂离子为p型离子，所述电压控制层内还掺杂有碳离子，且掺杂的碳离子占电压控制层的总掺杂离子的体积比小于4%；当形成PMOS管时，所述电压控制层内的掺杂离子为n型离子，所述电压控制层内还掺杂锗离子，且掺杂的锗离子占电压控制层的总掺杂离子的体积比小于3%。

7.如权利要求6所述的MOS管的形成方法，其特征在于，所述掺杂的碳离子占电压控制层的总掺杂离子的体积比小于0.1%。

8.如权利要求1所述的MOS管的形成方法，其特征在于，去除所述与第一栅极结构对应的外延半导体层的工艺为原子层刻蚀工艺。

9.如权利要求8所述的MOS管的形成方法，其特征在于，所述原子层刻蚀工艺的刻蚀速率为1-10nm/min。

10.如权利要求1所述的MOS管的形成方法，其特征在于，去除与所述第一栅极结构对应的应力衬垫层的工艺为湿法刻蚀，且所述湿法刻蚀采用氯化氢作为腐蚀试剂。

11.如权利要求1所述的MOS管的形成方法，其特征在于，所述外延本征层内不具有掺杂离子；或所述外延本征层内掺杂的离子浓度小于1E16atoms/cm³。

12.如权利要求1所述的MOS管的形成方法，其特征在于，所述外延本征层的厚度为10nm-50nm。

13.如权利要求1所述的MOS管的形成方法，其特征在于，所述应力衬垫层的厚度为5nm-50nm。

14.如权利要求1所述的MOS管的形成方法，其特征在于，所述外延半导体层的厚度为5nm-50nm。

15.如权利要求1所述的MOS管的形成方法，其特征在于，当形成PMOS管时，所述应力衬垫层的材料为SiGe；当形成NMOS管时，所述应力衬垫层的材料为SiC。

16.如权利要求15所述的MOS管的形成方法，其特征在于，当形成PMOS管时，所述应力衬垫层中锗的体积百分比小于45%；当形成NMOS管时，所述应力衬垫层中碳的体积百分比小于30%。

17.如权利要求1所述的MOS管的形成方法，其特征在于，所述半导体衬底内具有掺杂离子，所述掺杂离子的浓度大于1E18atoms/cm³，小于1E19atoms/cm³。