[发明专利]带有压应变薄膜应变源的双栅p沟道MOSFET及制备方法

权利要求书

1.一种带有压应变薄膜应变源的双栅p沟道MOSFET，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；

所述导电沟道区的掺杂类型为n型，所述源区和漏区的掺杂为p型；

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；

压应变薄膜应变层，所述压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压应变；

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。

2.如权利要求1所述的带有压应变薄膜应变源的双栅p沟道MOSFET，其特征在于，所述源区、漏区和导电沟道区的材料为单晶GeSn材料，其通式为Ge_1-zSn_z，其中，0≤z≤0.25。

3.如权利要求1所述的带有压应变薄膜应变源的双栅p沟道MOSFET，其特征在于，所述压应变薄膜应变层的材料为Ge₂Sb₂Te₅。

4.如权利要求3所述的带有压应变薄膜应变源的双栅p沟道MOSFET，其特征在于，所述Ge₂Sb₂Te₅，生长时为无定型Ge₂Sb₂Te₅，生长完成后退火使之转变为多晶Ge₂Sb₂Te₅。

5.如权利要求1所述的带有压应变薄膜应变源的双栅p沟道MOSFET，其特征在于，所述压应变薄膜应变层为不连续的压应变薄膜应变层。

6.如权利要求5所述的带有压应变薄膜应变源的双栅p沟道MOSFET，其特征在于，所述压应变薄膜应变层将栅，源，漏全部覆盖；或者将栅全部覆盖并且将源区、漏区暴露。

7.如权利要求5或6所述的带有压应变薄膜应变源的双栅p沟道MOSFET，其特征在于，所述压应变薄膜应变层厚度为3nm到11nm。

8.如权利要求1所述的带有压应变薄膜应变源的双栅p沟道MOSFET，其特征在于，所述绝缘介质层为Si，SiO₂，氮化硅，氮氧化硅层之一或任意多层的组合。

9.一种制备带有压应变薄膜应变源的双栅p沟道MOSFET的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，提供衬底，在所述衬底上外延形成外延层，所述外延层为n型掺杂；

S2，光刻，在掩膜掩蔽的情况下刻蚀外延层使外延层凸出于所述衬底一定的高度，所述外延层凸台中一部分为导电沟道区；

S3，在外延层上形成栅介质层，刻蚀栅介质层，仅保留导电沟道区侧面的栅介质层；

S4，在外延层上形成伪栅极层，刻蚀伪栅极层，仅保留栅介质层侧面的栅极；

S5，光刻，在掩膜掩蔽的情况下进行离子注入，注入类型与外延层相反，并扩散形成源区和漏区；

S6，淀积形成绝缘介质层；

S7，淀积形成压应变薄膜应变层；

S8，光刻，刻蚀去掉伪栅极层；

S9，淀积形成金属栅。

10.如权利要求9所述的制备带有压应变薄膜应变源的双栅p沟道MOSFET的方法，其特征在于，所述压应变薄膜应变层的材料为Ge₂Sb₂Te₅，所述Ge₂Sb₂Te₅生长时为无定型Ge₂Sb₂Te₅，生长完成后退火使之转变为多晶Ge₂Sb₂Te₅。