[发明专利]带有张应变薄膜应变源的双栅场效应晶体管及其制备方法

摘要

本发明提出了一种带有张应变薄膜应变源的双栅场效应晶体管及其制备方法，该双栅场效应晶体管包括半导体材料，栅介质层，栅极，张应变薄膜应变层，该张应变薄膜应变层形成在所述绝缘介质层上，用于在导电沟道区引入沿沟道方向上的张应变，源区电极和漏区电极。本发明在器件表面覆盖一层张应变薄膜应变层，在制备过程中张应变薄膜膨胀在沟道区域引入沿沟道方向上较大的张应变，从而在源沟道界面及附近区域引入双轴张应变，该应变有利于沟道的GeSn导带Γ点下降，由间接带隙转变为直接带隙，增大电流，提高器件工作电流，导通电阻降低。

主权项

一种带有张应变薄膜应变源的双栅场效应晶体管，其特征在于，包括：半导体材料，所述半导体材料具有第一表面和第二表面，在所述半导体材料的第一表面上形成源区、漏区和导电沟道区，所述源区、漏区和导电沟道区的连接线与所述半导体材料的第一表面平行，所述源区、漏区和导电沟道区均凸出于所述半导体材料相同的高度，所述导电沟道区位于所述源区和漏区之间，所述导电沟道具有第一导电面和第二导电面；栅介质层，所述栅介质层形成在所述半导体材料的第一表面上，且位于所述导电沟道区的第一导电面的侧面和第二导电面的侧面；栅极，所述栅极形成在所述半导体材料的第一表面上，且位于所述栅介质层的侧面；绝缘介质层，所述绝缘介质层形成在所述栅极、源极和漏极的侧壁上；张应变薄膜应变层，所述张应变薄膜应变层形成在所述绝缘介质层上，用于在导电沟道区引入沿沟道方向上的张应变，所述张应变薄膜应变层的材料为Ca₂SiO₄，Ca₂SiO₄张应变薄膜生长时为单斜晶相，生长完成后在空气的氛围下，在490℃下退火1小时，从单斜晶相转变成菱形晶相；源区电极和漏区电极，所述源区电极与所述源区接触，所述漏区电极与所述漏区接触。