[发明专利]晶体管及其形成方法

权利要求书

1.一种晶体管的形成方法，其特征在于，包括：

提供半导体衬底；

刻蚀所述半导体衬底，在所述半导体衬底内形成凹槽；

在所述凹槽内依次外延形成阈值调整层和载流子迁移层，所述载流子迁移层和阈值调整层填充满所述凹槽，所述阈值调整层内掺杂有阈值调整离子，所述载流子迁移层中阈值调整离子的掺杂浓度小于阈值调整层中的阈值调整离子的掺杂浓度；

在所述凹槽上方形成栅极结构。

2.根据权利要求1所述的晶体管的形成方法，其特征在于，在形成所述阈值调整层之前，在所述凹槽侧壁表面形成隔离侧墙，所述隔离侧墙顶部低于半导体衬底的表面，暴露出所述凹槽靠近半导体衬底表面的部分侧壁。

3.根据权利要求2所述的晶体管的形成方法，其特征在于，所述隔离侧墙的厚度为2nm～8nm。

4.根据权利要求2所述的晶体管的形成方法，其特征在于，所述半导体衬底的表面高于隔离侧墙顶部5nm～20nm。

5.根据权利要求1所述的晶体管的形成方法，其特征在于，所述阈值调整层的厚度为10nm～50nm。

6.根据权利要求1所述的晶体管的形成方法，其特征在于，所述阈值调整离子为硼、铟、磷或砷中的一种或几种。

7.根据权利要求1所述的晶体管的形成方法，其特征在于，所述阈值调整层中的阈值调整离子的浓度为5E17atom/cm³～1E19atom/cm³。

8.根据权利要求1所述的晶体管的形成方法，其特征在于，所述阈值调整层内还具有扩散阻挡离子，所述扩散阻挡离子为Ge、C或Sn中的一种或几种离子，所述阈值调整层中扩散阻挡离子的掺杂浓度为1E19atom/cm³～1.5E22atom/cm³。

9.根据权利要求1所述的晶体管的形成方法，其特征在于，所述载流子迁移层包括位于阈值调整层表面的阻挡层。

10.根据权利要求9所述的晶体管的形成方法，其特征在于，所述阻挡层的厚度为3nm～15nm。

11.根据权利要求9所述的晶体管的形成方法，其特征在于，所述阻挡层的材料为硅，并且所述阻挡层内还具有扩散阻挡离子，所述扩散阻挡离子为Ge、C或Sn中的一种或几种离子，所述阻挡层中扩散阻挡离子的掺杂浓度为1E20atom/cm³～2.5E22atom/cm³。

12.根据权利要求9所述的晶体管的形成方法，其特征在于，所述阻挡层内掺杂有阈值调整离子，所述阻挡层内的阈值调整离子的浓度小于阈值调整层内阈值调整离子的浓度，所述阻挡层内的阈值调整离子的浓度为5E16atom/cm³～1E18atom/cm³。

13.根据权利要求1所述的晶体管的形成方法，其特征在于，所述载流子迁移层包括位于所述阈值调整层表面的本征层。

14.根据权利要求13所述的晶体管的形成方法，其特征在于，所述本征层的厚度为10nm～25nm。

15.根据权利要求13所述的晶体管的形成方法，其特征在于，所述本征层的材料为硅。

16.根据权利要求13所述的晶体管的形成方法，其特征在于，所述本征层内还具有扩散阻挡离子，所述扩散阻挡离子为Ge、C或Sn中的一种或几种离子，所述本征层中扩散阻挡离子的掺杂浓度为1E19atom/cm³～1E22/cm3atom/cm³。

17.根据权利要求1所述的晶体管的形成方法，其特征在于，所述载流子迁移层包括位于阈值调整层表面的阻挡层和位于所述阻挡层表面的本征层。

18.根据权利要求1所述的晶体管的形成方法，其特征在于，还包括，对所述载流子迁移层表面进行等离子体处理。

19.根据权利要求18所述的晶体管的形成方法，其特征在于，所述等离子体处理的等离子体源为N₂、Ar、F₂或H₂中的一种或多种气体。

20.一种晶体管，其特征在于，所述晶体管采用权利要求1至19所述的任意一项权利要求所述的晶体管的形成方法所形成，包括：

半导体衬底；

位于所述半导体衬底内的凹槽；

位于所述凹槽内的阈值调整层和位于所述阈值调整层表面的载流子迁移层，所述阈值调整层和载流子迁移层填充满所述凹槽，所述阈值调整层内掺杂有阈值调整离子，所述载流子迁移层中阈值调整离子的掺杂浓度小于阈值调整层中的阈值调整离子的掺杂浓度；

位于所述凹槽上方的栅极结构。