[发明专利]具有凹陷沟道膜和突变结的MOSFET

权利要求书

1.一种制造金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）的方法，包括：

提供绝缘体上半导体层（SOI层）；

在所述SOI层上形成虚设栅极；

通过掺杂所述SOI层以形成掺杂的SOI-源极-漏极，形成多个第一结；

在所述SOI层之上形成绝缘层；

除去所述虚设栅极，形成所述SOI层的暴露部分；

蚀刻所述SOI层的所述暴露部分，其中所述蚀刻：

（i）在所述SOI层中形成凹陷；

（ii）在所述凹陷下方留下所述SOI层的剩余部分；以及

（iii）除去所述第一结的至少一部分；

使用膜至少部分填充所述凹陷以形成沟道膜以及在所述沟道膜与所述掺杂的SOI-源极-漏极之间的多个第二结；

在所述沟道膜之上沉积高介电常数材料；以及

形成与所述高介电常数材料接触的金属栅极叠层。

2.根据权利要求1的方法，其中所述多个第一结位于所述掺杂的SOI-源极-漏极与所述SOI层相遇的位置处。

3.根据权利要求1的方法，其中所述MOSFET是多栅极器件。

4.根据权利要求1的方法，其中所述MOSFET具有约5nm到约25nm并且在其间变化的栅极宽度。

5.根据权利要求1的方法，还包括：

在形成所述第一结之前形成偏移间隔物。

6.根据权利要求1的方法，其中除去所述虚设栅极暴露所述第一结的至少一部分。

7.根据权利要求1的方法，其中蚀刻是各向同性的以产生底切。

8.一种绝缘体上半导体（SOI）衬底，包括：

所述衬底的顶表面；

掺杂的SOI-源极；

掺杂的SOI-漏极；

位于所述掺杂的SOI-源极和所述掺杂的SOI-漏极之间的沟道膜，其中所述沟道膜具有沟道顶表面；以及

位于所述沟道膜下方的剩余SOI层。

9.根据权利要求8的衬底，其中所述沟道膜的厚度大于剩余SOI层的厚度。

10.根据权利要求8的衬底，其中所述衬底顶表面高于所述沟道顶表面，由此产生从所述沟道膜顶表面到所述衬底顶表面的台阶高度。

11.根据权利要求10的衬底，其中所述台阶高度为约1nm到约10nm并且在其间变化。

12.根据权利要求8的衬底，其中所述沟道膜与所述掺杂的SOI-源极和所述掺杂的SOI-漏极邻接，从而形成沟道-源极结和沟道-漏极结，其中所述沟道-源极结和所述沟道-漏极结是陡峭结。

13.根据权利要求8的衬底，其中所述剩余SOI层与所述掺杂的SOI-源极邻接并且与所述掺杂的SOI-漏极邻接，从而形成剩余-源极结和剩余-漏极结，其中所述剩余-源极结和所述剩余-漏极结是扩散结。

14.根据权利要求12的衬底，其中所述陡峭结具有约0.5nm每十倍到约3nm每十倍并且在其间变化的掺杂剂梯度。

15.根据权利要求12的衬底，其中所述扩散结具有约3nm每十倍到约10nm每十倍并且在其间变化的掺杂剂梯度。

16.一种金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET），包括：

掺杂的SOI-源极；

掺杂的SOI-漏极；

位于所述掺杂的SOI层和掺杂的SOI-漏极之上的绝缘体层；

位于所述掺杂的SOI-源极和所述掺杂的SOI-漏极之间的沟道膜，其中所述沟道膜具有顶表面；

位于所述沟道膜之下的剩余SOI层；

在所述绝缘体中的开口，其中所述开口位于所述沟道膜的至少一部分之上；

与所述沟道膜的至少一部分接触的高介电常数材料；以及

与所述高介电常数材料相接触的金属栅极。

17.根据权利要求16的MOSFET，还包括：

约5nm到约25nm并且在其间变化的栅极宽度。