[发明专利]应变SiGe沟道的倒梯形栅CMOS集成器件及制备方法

权利要求书

1.一种应变SiGe沟道的倒梯形栅CMOS集成器件的制备方法，其特征在于，包括步骤：

(a)选取GOI衬底；

(b)在所述GOI衬底上生长N型应变SiGe层和N型Si帽层；

(c)在所述N型Si帽层表面采用刻蚀工艺形成隔离沟槽，以划分出NMOS有源区和PMOS有源区；

(d)采用离子注入工艺在所述NMOS有源区表面注入P型离子形成P阱；

(e)在所述NMOS有源区表面光刻形成NMOS栅极区图形，采用离子束刻蚀工艺形成第一双梯形凹槽，在所述PMOS有源区表面光刻形成PMOS栅极区图形，采用离子束刻蚀工艺形成第二双梯形凹槽；

(f)在所述NMOS有源区和所述PMOS有源区表面生长氧化层以形成NMOS栅介质材料和PMOS栅介质材料；

(g)在所述NMOS有源区表面第一指定位置刻蚀所述NMOS栅介质材料并采用离子注入工艺形成NMOS源漏区，在所述PMOS有源区表面第二指定位置处刻蚀所述PMOS栅介质材料并采用离子注入工艺形成PMOS源漏区；

(h)在所述NMOS有源区表面异于所述NMOS源漏区和所述PMOS有源区表面异于所述PMOS源漏区分别生长栅极材料形成NMOS栅极和PMOS栅极；以及

(i)金属化处理，并光刻漏极引线、源极引线和栅极引线，最终形成应变SiGe沟道的倒梯形栅CMOS集成器件。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(c)包括：

(c1)利用光刻工艺在所述N型Si帽层表面形成隔离区图形；

(c2)利用刻蚀工艺，在所述隔离区图形所在位置刻蚀形成所述隔离沟槽；

(c3)采用氧化物材料填充所述隔离沟槽；

(c4)在所述氧化物材料表面生长氮化物材料形成保护层；

(c5)利用化学机械抛光工艺去除所述氮化物材料且去除厚度等于所述氮化物材料的生长厚度，或者，利用化学机械抛光工艺去除所述氮化物材料和所述氧化物材料且保留所述隔离沟槽上方的部分所述氮化物材料；

(c6)利用各向异性刻蚀工艺，刻蚀所述氧化物材料形成所述隔离沟槽。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(d)包括：

(d1)在所述NMOS有源区表面和所述PMOS源区表形成第一阻挡层；

(d2)刻蚀所述NMOS有源区表面的所述第一阻挡层；

(d3)采用离子注入工艺在所述NMOS有源区表面注入P型离子形成所述P阱；

(d4)去除所述第一阻挡层。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(e)包括：

(e1)在所述NMOS有源区表面和所述PMOS有源区表面形成第二阻挡层；

(e2)在所述NMOS有源区表面光刻形成所述NMOS栅极区图形，在所述NMOS栅极区图形下利用离子束刻蚀工艺在所述NMOS有源区表面形成所述第一双梯形凹槽；

(e3)去除所述第二阻挡层；

(e4)在所述NMOS有源区表面和所述PMOS有源区表面形成第三阻挡层；

(e5)在所述PMOS有源区表面光刻形成所述PMOS栅极区图形，在所述PMOS栅极区图形下利用离子束刻蚀工艺在所述PMOS有源区表面形成所述第二双梯形凹槽；

(e6)去除所述第三阻挡层。

5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述栅介质材料为Al₂O₃或者HfO₂。

6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(g)包括：

(g1)在所述NMOS栅介质材料和PMOS栅介质材料表面形成第四阻挡层；

(g2)在所述NMOS有源区表面第一指定位置刻蚀所述第四阻挡层和所述NMOS栅介质材料；

(g3)采用离子注入工艺在所述第一指定位置处注入N型离子形成所述NMOS源漏区；

(g4)去除所述第四阻挡层；

(g5)在所述NMOS有源区表面和所述PMOS有源区表面形成第五阻挡层；

(g6)在所述PMOS有源区表面第二指定位置刻蚀所述第五阻挡层和所述PMOS栅介质材料；

(g7)采用离子注入工艺在所述第二指定位置处注入P型离子形成所述PMOS源漏区；

(g8)去除所述第五阻挡层。