[发明专利]非对称替代金属栅场效应晶体管及其制造方法

说明书

技术领域

本发明总体上涉及半导体制造，更具体地，涉及具有非对称结构的场效应晶体管(FET)的制造。

背景技术

在用于制造FET的典型替代栅工艺中，伪栅被光刻地形成在衬底上，间隔物(spacer)形成在伪栅的侧壁上，并且沉积电介质以覆盖栅极并且填充栅极之间的区域。然后所述电介质被抛光或者回蚀以便与伪栅共面。然后去除伪栅，在所述电介质中留下开口。在所述开口内，沉积栅极电介质，并且用栅极材料过填充所述开口的剩余部分。然后抛光所述结构，以便所述开口中的栅极材料和所述电介质共面。

除了低泄漏(即，低关断状态电流)以减小功耗之外，高性能的推动力需要要求大驱动电流的微电子部件的高速操作。在常规晶体管技术中，源极/漏极延伸部可能与器件的栅极区交叠(overlap)。该交叠在器件中引起叠加电容(overlap capacitance)。通常，源极/漏极延伸部与栅极区的交叠越大，叠加电容越大。在当前的FET构造中，源极延伸部与栅极区的交叠量近似等于漏极区延伸部与栅极区的交叠量。

发明内容

根据一个实施例，一种制造非对称场效应晶体管器件的方法包括：形成半导体结构，所述半导体结构具有衬底层、掩埋氧化物(BOX)层、具有源极和漏极区的绝缘体上半导体(SOI)层、所述SOI层上的伪栅以及围绕所述伪栅设置的偏移(offset)间隔物；去除所述伪栅和所述偏移间隔物的至少一部分以暴露所述SOI层的一部分；以及在所述SOI层的所述部分以及所述偏移间隔物之上沉积衬里(liner)层。所述方法也包括：向所述衬里层的第一部分中注入离子；在所述衬里层的第二部分上沉积氧化物膜；以及去除所述衬里层的所述第一部分以在所述氧化物膜与所述偏移间隔物之间形成沟槽。所述方法还包括：通过在所述SOI层的被设置在所述沟槽下方的部分中注入掺杂剂，形成延伸的源极区；去除所述氧化物膜以及所述衬里层的所述第二部分；以及在所述延伸的源极区、所述偏移间隔物、所述间隔物层和所述氮化物层的暴露部分上沉积高k层。所述方法也包括：在所述高k层之上沉积金属栅极层；以及在所述金属栅极层之上形成接触金属层。

根据另一个实施例，一种制造非对称场效应晶体管器件的方法包括：形成具有衬底层、掩埋氧化物(BOX)层、绝缘体上半导体(SOI)层的半导体结构；在所述SOI层上形成伪栅并且形成围绕所述伪栅设置的偏移间隔物；以及在所述SOI层的与所述偏移间隔物相邻的一个或多个暴露部分上生长外延硅区域；所述方法也包括：在所述外延硅区域以及所述偏移间隔物上沉积间隔物层；去除所述间隔物层的被设置在所述外延硅上方的部分；以及在所述SOI层中形成源极区和漏极区。所述方法还包括：在所述外延硅区域、所述间隔物层以及所述偏移间隔物之上沉积氮化物层；去除所述伪栅、所述氮化物层、所述间隔物层以及所述偏移间隔物的部分以暴露所述伪栅；以及去除所述伪栅。所述方法也包括：在所述SOI层、所述偏移间隔物、所述间隔物层和所述氮化物层的暴露部分之上沉积衬里层；向所述衬里层的第一部分中注入离子；以及在所述衬里层的未被注入离子的第二部分上沉积氧化物膜。所述方法还包括：通过去除所述衬里层的所述第一部分，在所述氧化物膜与所述偏移间隔物之间形成沟槽；通过在所述SOI层的位于所述沟槽下方的区域中注入掺杂剂，形成延伸的源极区；以及去除所述氧化物膜以及所述衬里层的所述第二部分。所述方法也包括：在所述延伸的源极区、所述偏移间隔物、所述间隔物层和所述氮化物层的暴露部分上沉积高k层；在所述高k层之上沉积金属栅极层；以及在所述金属栅极层之上形成接触金属层。

根据又一个实施例，一种非对称场效应晶体管(FET)器件包括：半导体衬底；被设置在所述半导体衬底上的掩埋氧化物层；被设置在所述掩埋氧化物层上的延伸的源极区；以及被设置在所述掩埋氧化物层上的漏极区。所述非对称FET器件也包括：被设置在所述延伸的源极区与所述漏极区之间的绝缘体上硅区域；以及被设置在所述延伸的源极区和所述绝缘体上硅区域上方的栅极区。

通过本发明的技术实现另外的特征和优点。本申请中详细描述了本发明的其它实施例和方面，这些实施例和方面被认为是要求保护的发明的一部分。为了更好地理解本发明的优点和特征，参考说明书和附图。

附图说明

在说明书的结尾处的权利要求中特别指出并且清楚地要求保护被认为是本发明的主题。从以下结合附图进行的详细描述，本发明的前述及其它特征和优点是显而易见的，在附图中：

图1A和1B是示例出根据示例性实施例形成具有非对称结构的场效应晶体管(FET)的方法的流程图。