[发明专利]具有部分凹陷的栅极的绝缘体上硅器件

权利要求书

1.一种晶体管，包括：

抬升的掺杂的源极区域，在衬底的有源区的顶表面之上延伸并且向下延伸到掩埋氧化层；

抬升的掺杂的漏极区域，在所述衬底的所述有源区的所述顶表面之上延伸并且向下延伸到所述掩埋氧化层；以及

栅极堆叠，部分凹陷到在所述衬底的所述有源区的所述顶表面之下的凹陷深度，所述栅极堆叠包括：

外延沟道，在所述抬升的源极和漏极区域之间延伸；

高k栅极电介质，与所述外延沟道接触，所述高k栅极电介质具有电介质长度；

金属栅极，所述金属栅极具有栅极长度，所述栅极长度超过所述电介质长度一距离，所述距离限定底切区域；和

单个连续封料，与所述金属栅极的顶表面、侧壁和底侧接触，所述单个连续封料填充所述底切区域。

2.根据权利要求1所述的晶体管，进一步包括：

到所述抬升的源极和漏极区域的金属接触。

3.根据权利要求1所述的晶体管，其中所述凹陷深度决定所述晶体管的一个或者多个电容。

4.根据权利要求1所述的晶体管，其中所述外延沟道由硅锗制成。

5.根据权利要求2所述的晶体管，其中所述单个连续封料决定所述晶体管的栅极至源极/漏极电容。

6.根据权利要求1所述的晶体管，其中所述凹陷深度决定所述晶体管的开关速度。

7.根据权利要求1所述的晶体管，其中所述凹陷深度决定所述晶体管的关态电流泄露的程度。

8.根据权利要求1所述的晶体管，其中所述高k栅极电介质由具有大于4.0的介电常数的材料制成。

9.根据权利要求1所述的晶体管，其中所述金属栅极包括金属阻挡籽晶层，所述金属阻挡籽晶层由包括钛、氮化钛、碳化钛、钛钨、钽或氮化钽中的一个或者多个的金属硅化物制成。

10.根据权利要求1所述的晶体管，其中所述金属栅极包括铝、钨、银、铂、金或铜中的一个或者多个。

11.根据权利要求1所述的晶体管，其中所述抬升的掺杂的源极和漏极区域由带负电荷的离子掺杂以形成N型晶体管。

12.根据权利要求1所述的晶体管，其中所述抬升的掺杂的源极和漏极区域由带正电荷的离子掺杂以形成P型晶体管，并且所述晶体管进一步包括与所述高k栅极电介质接触的功函数材料，所述功函数材料包括氮化钛、碳化钛或钛钨中的一个或者多个。

13.根据权利要求11所述的晶体管，其中所述抬升的掺杂的源极和漏极区域由外延SiC制成。

14.根据权利要求12所述的晶体管，其中所述抬升的掺杂的源极和漏极区域由外延SiGe制成。

15.一种制作晶体管的方法，所述方法包括：

掺杂其中具有掩埋氧化层的硅衬底的有源区，以形成掺杂的源极和漏极区域；

形成在所述源极和漏极区域之间延伸的平面外延沟道，所述平面外延沟道至少部分凹陷在所述衬底的有源区的上表面之下；

形成与所述平面外延沟道相接触的高k栅极电介质，所述高k栅极电介质具有电介质长度；

在所述高k栅极电介质之上形成金属栅极，所述金属栅极在三个侧面上被金属阻挡籽晶层包围，所述金属栅极具有栅极长度，栅极长度超过所述电介质长度一距离，所述距离限定底切区域；

利用单个连续封料包封所述金属栅极，所述单个连续封料与所述金属栅极的顶表面、侧壁和底侧接触，所述单个连续封料填充所述底切区域；

通过形成与所述源极和漏极区域接触的附加的掺杂外延层来抬升所述掺杂的源极和漏极区域；

用绝缘体覆盖所述晶体管；以及

形成到所述金属栅极以及所述源极和漏极区域的金属接触。