[发明专利]半导体器件和制造半导体器件的方法

权利要求书

1.一种半导体器件，其特征在于包括：

栅电极，其经由栅绝缘膜设置在半导体衬底上；以及

应力施加层，其用于将应力施加到所述栅电极下的通道部分；

其中，所述应力施加层设置在比所述半导体衬底在所述栅电极两侧的表面更深的位置处，

在填充通过下挖所述半导体衬底在所述应力施加层之间的表面而形成的部分的状态下设置所述栅绝缘膜和所述栅电极，

所述通道部分相对于所述半导体衬底的表面的深度位置比所述应力施加层的深度位置浅，并且

所述应力施加层由格子常数与所述半导体衬底不同的半导体材料形成，并且是在通过下挖所述半导体衬底在所述栅电极的两侧的表面所获得的部分中通过外延生长而形成的半导体层。

2.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于：

所述半导体衬底由单晶硅形成，并且

通过使硅包括格子常数与硅不同的元素材料来形成所述半导体层。

3.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于：

以所述半导体衬底作为底表面的槽图案设置在覆盖所述半导体衬底和所述应力施加层的夹层绝缘膜中的所述应力施加层之间，所述槽图案通过下挖所述半导体衬底形成，并且

在经由覆盖至少所述半导体衬底的露出表面的所述栅绝缘膜来填充所述槽图案的状态下形成所述栅电极。

4.根据权利要求3所述的半导体器件，其特征在于：

在覆盖包括所述槽图案的所述底表面的内壁的状态下设置所述栅绝缘膜。

5.根据权利要求3所述的半导体器件，其特征在于：

在露出所述槽图案的内壁的上部的状态下设置所述栅绝缘膜。

6.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于：

所述栅绝缘膜具有包括从铝(Al)、钇(Y)、锆(Zr)、镧(La)、铪(Hf)和钽(Ta)中选择的至少一种的氧化物、氧化硅化物、氮化氧化物或者氧化氮化硅化物。

7.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于：

所述栅电极具有包括用于调节所述栅电极的功函数的功函数控制层的层叠结构。

8.根据权利要求7所述的半导体器件，其特征在于：

设置所述功函数控制层以与所述栅绝缘膜接触。

9.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于：

包括所述栅绝缘膜、所述栅电极和所述应力施加层的p型场效应晶体管和n型场效应晶体管设置在所述半导体衬底上，并且

所述p型场效应晶体管和所述n型场效应晶体管中至少一者的所述栅电极包括用于调节所述栅电极的功函数的功函数控制层的层叠结构。

10.根据权利要求9所述的半导体器件，其特征在于：

所述p型场效应晶体管和所述n型场效应晶体管的所述栅电极具有各自不同的功函数。

11.一种制造半导体器件的方法，所述方法特征在于包括：

第一步骤：在半导体衬底上形成伪栅电极，并通过以所述伪栅电极作为掩膜进行蚀刻来下挖所述半导体衬底的表面；

第二步骤：通过外延生长在所述半导体衬底的所述下挖表面上形成格子常数与所述半导体衬底不同的半导体材料的应力施加层；

第三步骤：在覆盖所述伪栅电极和所述应力施加层的状态下形成夹层绝缘膜，使所述伪栅电极从所述夹层绝缘膜露出，然后去除所述伪栅电极，由此在所述夹层绝缘膜中形成槽图案，并且露出所述半导体衬底；

第四步骤：下挖所述半导体衬底在所述槽图案的底部处露出的露出表面，所述半导体衬底被下挖的深度比所述应力施加层的深度位置浅；并且

第五步骤：在其中所述半导体衬底的露出表面被下挖的所述槽图案内经由栅绝缘膜来填充并形成新的栅电极。

12.根据权利要求11所述的制造半导体器件的方法，其特征在于：

在所述第一步骤中，侧壁形成在所述伪栅电极的侧壁上，并且通过以所述伪栅电极和所述侧壁作为掩膜进行蚀刻来下挖所述半导体衬底的所述表面，并且

在所述第二步骤中，所述应力施加层形成在所述侧壁的外侧。

13.根据权利要求11所述的制造半导体器件的方法，其特征在于：

在所述第五步骤中，形成包括用于调节功函数的功函数控制层的层叠结构的所述栅电极。