[发明专利]异质沟道槽型栅CMOS集成器件及其制备方法

权利要求书

1.一种异质沟道槽型栅CMOS集成器件的制备方法，其特征在于，包括步骤：

(a)选取SOI衬底；

(b)在所述SOI衬底上形成SiGe外延层，掺杂浓度为1×10¹⁶cm^-3，Ge组分为0.1；

利用UHVCVD方法，在所述SiGe外延层上生长本征Si层；利用标准清洗工艺清洗所述本征Si层表面；在温度可控的石英管中，将本征Si层/SiGe/SOI堆叠结构进行干氧氧化，温度为1150～1200℃，时间为150～180分钟；在N₂气氛中进行退火，退火温度由1150℃逐渐降至900℃，时间为80～90分钟，以得到Ge组分为40％的第一SiGe层；进行干氧氧化，温度为800～900℃，时间为180～240分钟；在N2气氛中进行退火，退火温度为900℃，时间为50～60分钟，得到Ge组分为70％～80％的第二SiGe层，以形成浓缩SiGe层；

(c)在所述浓缩SiGe层表面连续生长形成掺杂浓度为5×10¹⁷～1×10¹⁸cm^-3的N型压应变Ge层和掺杂浓度为1×10¹⁸～5×10¹⁸cm^-3的N型张应变Si层；

(d)在所述N型张应变Si层表面上采用刻蚀工艺形成隔离沟槽，以分离形成NMOS有源区和PMOS有源区；

(e)刻蚀所述NMOS有源区表面的所述N型张应变Si层，并向所述NMOS有源区内注入N型离子以形成增强型NMOS有源区；

(f)在所述增强型NMOS有源区指定的栅极区表面采用刻蚀工艺形成双倒梯形凹槽；

(g)在所述增强型NMOS有源区和所述PMOS有源区表面生长氧化层，利用干法刻蚀工艺刻蚀所述PMOS有源区表面部分区域的所述氧化层，形成PMOS栅介质层；

(h)采用离子注入工艺向所述PMOS有源区表面注入P型离子形成PMOS源漏区；

(i)在所述PMOS的栅介质层表面生长栅极材料形成PMOS栅极；

(j)在所述增强型NMOS栅极区生长栅极材料以形成增强型NMOS栅极；以及

(k)金属化处理，并光刻漏极引线、源极引线和栅极引线，最终形成所述异质沟道槽型栅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(d)包括：

(d1)利用光刻工艺在所述N型张应变Si层表面形成隔离区图形；

(d2)利用刻蚀工艺，在所述隔离区图形所在位置刻蚀形成隔离槽；

(d3)利用化学气相沉积工艺，采用氧化物填充所述隔离槽，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(e)包括：

(e1)在所述NMOS有源区和所述PMOS有源区表面形成第一阻挡层；

(e2)利用刻蚀工艺刻蚀所述NMOS有源区表面的所述第一阻挡层和所述N型张应变Si层；

(e3)采用离子注入工艺在所述NMOS有源区的N型压应变Ge层表面注入N型离子形成所述增强型NMOS有源区；

(e4)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(f)包括：

(f1)在所述增强型NMOS有源区和所述PMOS有源区表面形成第二阻挡层；

(f2)光刻形成增强型NMOS有源区指定的栅极区图形，利用离子束刻蚀工艺，偏置条件为400～700V，固定束流为50mA，对所述增强型NMOS栅极区进行刻蚀，以形成所述双倒梯形凹槽；

(f3)去除所述第二阻挡层。

5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(g)，包括：

(g1)在所述增强型NMOS有源区和所述PMOS有源区表面生长金属氧化物，作为所述增强型NMOS和所述PMOS的栅介质材料；

(g2)在所述金属氧化物表面形成第三阻挡层；

(g3)利用干法刻蚀工艺刻蚀掉所述PMOS有源区表面指定区域的所述第三阻挡层和所述金属氧化物，在所述PMOS有源区表面保留的所述金属氧化物形成所述PMOS栅介质层。