[发明专利]具有部分凹陷的栅极的绝缘体上硅器件

摘要

本发明涉及具有部分凹陷的栅极的绝缘体上硅器件。在提供有掩埋氧化层(BOX)的绝缘体上硅(SOI)半导体晶片上，例如FD‑SOI和UTBB器件，构造具有部分凹陷栅极的晶体管。外延生长的沟道区域放松了对掺杂源极和漏极分布的设计的约束。部分凹陷栅极和抬升的外延的源极和漏极区域的形成允许进一步地改善晶体管性能和降低比如漏极致势垒降低(DIBL)的短沟道效应，以及控制特有的亚阈值斜率。由先进工艺控制协助，可以变化栅极凹陷以相对于掺杂分布将沟道置于不同的深度。部分凹陷栅极具有最初与栅极的三个侧面相接触地形成的相关的高k栅极电介质。随后去除高k侧壁以及用更低k的氮化硅封料替代降低了在栅极与源极和漏极区域之间的电容。

主权项

1.一种晶体管，包括：抬升的掺杂的源极区域，在衬底的有源区的顶表面之上延伸并且向下延伸到掩埋氧化层；抬升的掺杂的漏极区域，在所述衬底的所述有源区的所述顶表面之上延伸并且向下延伸到所述掩埋氧化层；以及栅极堆叠，部分凹陷到在所述衬底的所述有源区的所述顶表面之下的凹陷深度，所述栅极堆叠包括：外延沟道，在所述抬升的源极和漏极区域之间延伸；高k栅极电介质，与所述外延沟道接触，所述高k栅极电介质具有电介质长度；金属栅极，所述金属栅极具有栅极长度，所述栅极长度超过所述电介质长度一距离，所述距离限定底切区域；和单个连续封料，与所述金属栅极的顶表面、侧壁和底侧接触，所述单个连续封料填充所述底切区域。