[发明专利]互补金属氧化物半导体及其形成方法

权利要求书

1.一种形成互补金属氧化物半导体结构的方法，包括：

在位于半导体衬底上的栅极电介质表面上形成第一包含多晶硅的材料，所述第一包含多晶硅的材料厚度为50nm以下且与所述栅极电介质形成界面；

通过气相掺杂将掺杂剂原子引入所述第一包含多晶硅的材料；

在所述第一包含多晶硅的材料上形成掺杂的第二包含多晶硅的材料，所述掺杂的第二包含多晶硅的材料厚度大于第一包含多晶硅的材料；以及

在所述半导体衬底上形成至少一个场效应晶体管，所述至少一个场效应晶体管包括自底部向顶部包含所述电极电介质、所述第一包含多晶硅的材料和所述第二包含多晶硅的材料的图案化叠层。

2.权利要求1的方法，其中所述第一和第二包含多晶硅的材料选自由多晶硅、多晶锗硅及其多层组成的组。

3.权利要求1的方法，其中所述气相掺杂包括提供包括p型掺杂剂或n型掺杂剂的气体以及退火。

4.权利要求3的方法，其中所述退火在500℃以上的温度下执行。

5.权利要求1的方法，其中所述形成所述掺杂的第二包含多晶硅的材料包括沉积、离子注入和退火。

6.一种形成互补金属氧化物半导体结构的方法，包括：

在位于具有至少一个n型场效应晶体管器件和至少一个p型场效应晶体管器件的半导体衬底上的栅极电介质表面上形成第一包含多晶硅的材料，所述第一包含多晶硅的材料厚度为50nm以下且与所述栅极电介质形成界面；

通过气相掺杂将掺杂剂原子选择性地引入所述第一包含多晶硅的材料，其中n型掺杂剂引入位于所述至少一个n型场效应晶体管器件区域顶部上所述第一包含多晶硅的材料的区域内，p型掺杂剂引入位于所述至少一个p型场效应晶体管器件区域顶部上所述第一包含多晶硅的材料的另一个区域内；

在所述第一包含多晶硅的材料上形成第二包含多晶硅的材料，所述第二包含多晶硅的材料厚度大于第一包含多晶硅的材料；

选择性地掺杂所述第二包含多晶硅的材料，使得p型掺杂剂被提供到所述至少一个p型场效应晶体管器件区域顶部上的所述第二包含多晶硅的材料的区域内，n型掺杂剂被提供到所述至少一个n型场效应晶体管器件区域顶部上的所述第二包含多晶硅的材料的另一个区域内；以及

在所述半导体衬底上形成至少一个n型场效应晶体管和至少一个p型场效应晶体管，所述至少一个n型场效应晶体管包括自底部向顶部包含所述电极电介质、n型掺杂的所述第一包含多晶硅的材料和n型掺杂的所述第二包含多晶硅的材料的图案化叠层，所述至少一个p型场效应晶体管包括自底部向顶部包含所述电极电介质、p型掺杂的所述第一包含多晶硅的材料和p型掺杂的所述第二包含多晶硅的材料的图案化叠层。

7.权利要求6的方法，其中所述气相掺杂中使用的所述p型掺杂剂包括选自元素周期表IIIA族的至少一种原子，所述n型掺杂剂包括选自元素周期表VA族的至少一种原子。

8.权利要求6的方法，其中所述选择性掺杂包括掩模离子注入工艺。

9.权利要求6的方法，其中所述第一和第二包含多晶硅的材料选自由多晶硅、多晶锗硅及其多层组成的组。

10.权利要求6的方法，其中所述第一包含多晶硅的材料和所述栅极电介质在所述气相掺杂之后的掺杂剂浓度为10¹⁹原子/cm³以上。

11.权利要求10的方法，其中所述第一包含多晶硅的材料和所述栅极电介质之间的所述界面具有均匀分布的掺杂剂浓度。