[发明专利]晶体管及其形成方法

权利要求书

1.一种MOS晶体管的形成方法，包括：提供半导体衬底；在所述半导体衬底表面形成介质层，所述介质层具有开口，所述开口暴露半导体衬底，所述开口两侧形成有源、漏区；其特征在于，还包括：在所述开口底部形成半导体填充层；形成填充满所述开口的栅极结构。

2.依据权利要求1所述的MOS晶体管的形成方法，其特征在于，在所述半导体衬底表面形成具有开口的介质层的步骤包括：在所述半导体衬底表面形成栅极结构；以所述栅极结构为掩膜，对半导体衬底进行掺杂，形成源、漏区；形成覆盖所述栅极结构的介质层，并对所述介质层进行平坦化处理，直至暴露所述栅极结构；去除所述栅极结构，形成具有开口的介质层。

3.依据权利要求1所述的MOS晶体管的形成方法，其特征在于，所述MOS晶体管为PMOS晶体管，所述半导体填充层的材料是n型Si_xGe_y。

4.依据权利要求3所述的MOS晶体管的形成方法，其特征在于，所述n型Si_xGe_y中，x∶y的范围是50-90∶50-10。

5.依据权利要求3所述的MOS晶体管的形成方法，其特征在于，所述Si_xGe_y是Si₅₅Ge₄₅。

6.依据权利要求1所述的MOS晶体管的形成方法，其特征在于，所述半导体填充层的厚度小于10nm。

7.依据权利要求3所述的MOS晶体管的形成方法，其特征在于，还包括形成所述半导体填充层后，对半导体衬底进行退火处理或者快速高温热氧化处理。

8.依据权利要求3所述的MOS晶体管的形成方法，其特征在于，还包括形成所述半导体填充层后，在惰性气体环境中，在600-800摄氏度的退火温度中对半导体衬底进行退火处理。

9.依据权利要求8所述的MOS晶体管的形成方法，其特征在于，所述退火温度为650-750摄氏度，退火时长为30-60分钟。

10.依据权利要求3所述的MOS晶体管的形成方法，其特征在于，还包括形成所述半导体填充层后，在950-1050摄氏度的退火温度中进行激光退火，退火时长为0.1-0.5秒。

11.依据权利要求3所述的MOS晶体管的形成方法，其特征在于，在形成半导体填充层的过程中，半导体填充层表面会有氧化层形成，采用稀氢氟酸去除所形成的氧化层。

12.依据权利要求1所述的MOS晶体管的形成方法，其特征在于，形成填充满所述开口的栅极结构的步骤包括：在填充层表面形成高k介质层，并对所述高k介质层进行退火处理。

13.依据权利要求12所述的MOS晶体管的形成方法，其特征在于，所述退火处理的温度是600-700摄氏度，退火时长为1小时。

14.一种由上述权利要求中任一项所形成的MOS晶体管，包括：半导体衬底，所述半导体衬底表面形成有具有开口的介质层；其特征在于，还包括：位于所述开口底部的半导体填充层；填充满所述开口的栅极结构，位于所述栅极结构两侧半导体衬底内的源、漏区。

15.一种CMOS晶体管形成方法，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底包括NMOS区域和PMOS区域，以及隔离相邻NMOS区域和PMOS区域的隔离结构；在所述半导体衬底表面形成介质层，所述介质层具有暴露位于PMOS区域的半导体衬底的开口，所述开口两侧形成有源、漏区；其特征在于，还包括：

在所述开口底部形成n型填充层；

在所述n型填充层表面形成填充满所述开口的栅极结构。

16.依据权利要求15所述的CMOS晶体管形成方法，其特征在于，在所述n型填充层表面形成填充满所述开口的栅极结构包括：在所述NMOS区域形成开口，所述开口暴露位于NMOS区域的半导体衬底；在暴露位于NMOS区域的半导体衬底的开口的表面，和暴露位于PMOS区域的半导体衬底的开口的表面形成高k介质层，并对所述高k介质层进行退火处理。