[发明专利]MOSFET及其制造方法

权利要求书

1.一种MOSFET，包括

SOI晶片，所述SOI晶片包括底部半导体衬底、位于底部半导体衬底上的第一氧化物埋层和位于第一氧化物埋层上的第一半导体层；

源区和漏区，形成在SOI晶片上方的第二半导体层中，第二半导体层与SOI晶片之间由第二氧化物埋层隔开；

沟道区，形成在第二半导体层中，沟道区夹在源区和漏区之间；

栅叠层，包括位于第二半导体层上的栅介质层、以及位于栅介质层上的栅极导体；

其中，所述MOSFET还包括在第一半导体层中形成的位于沟道下方的背栅，背栅具有不均匀掺杂分布，以及第二氧化物埋层作为背栅的栅介质层。

2.根据权利要求1所述的MOSFET，其中所述背栅的掺杂浓度朝着沟道的中心逐渐减小。

3.根据权利要求2所述的MOSFET，其中所述背栅的掺杂浓度朝着沟道的中心逐渐减小为零，使得所述背栅包括分别邻接源区和漏区的未连通的两个部分。

4.根据权利要求1至3之一所述的MOSFET，其中所述背栅的掺杂剂类型与MOSFET的导电类型相同。

5.根据权利要求1所述的MOSFET，其中所述背栅的掺杂浓度朝着沟道的中心逐渐增大。

6.根据权利要求1或5所述的MOSFET，其中所述背栅的掺杂剂类型与MOSFET的导电类型相反。

7.根据权利要求1所述的MOSFET，其中所述第一半导体层和所述第二半导体层由相同或不同的半导体材料组成。

8.根据权利要求7所述的MOSFET，其中所述第一半导体层由SiGe或晶体Si层组成，所述第二半导体层由Si组成。

9.根据权利要求1所述的MOSFET，其中所述第一半导体层的厚度为10-100nm，所述第一氧化物埋层的厚度为20-200nm。

10.根据权利要求1所述的MOSFET，其中所述第二半导体层的厚度为5-20nm，所述第二氧化物埋层的厚度为5-30nm。

11.一种制造MOSFET的方法，包括

a)提供SOI晶片，所述SOI晶片包括底部半导体衬底、位于底部半导体衬底上的第一氧化物埋层和位于第一氧化物埋层上的第一半导体层；

b)在SOI晶片上形成第二氧化物埋层和位于所述第二氧化物埋层上的第二半导体层；

c)在第二半导体层上形成栅叠层，该栅叠层包括栅介质层和位于栅介质层上的栅极导体；

d)向第一半导体层中进行用于背栅的离子注入以形成离子注入区；

e)进行离子注入退火，使得离子注入区横向扩散而在第一半导体层中形成位于栅极导体下的背栅，背栅具有不均匀掺杂分布；以及

f)向第二半导体层中进行源/漏注入而形成源区和漏区。

12.根据权利要求11所述的方法，其中在步骤b)中，使用智能剥离方法形成第二氧化物埋层和第二半导体层。

13.根据权利要求11所述的方法，其中在步骤d)中，按照与SOI晶片的主表面垂直的方向执行用于背栅的离子注入，使得在栅极导体下方的第一半导体层中形成未注入区，而在第一半导体层中的其他部分中形成离子注入区。

14.根据权利要求11至13之一所述的方法，其中在步骤e)中，在离子注入中采用的掺杂剂类型与MOSFET的导电类型相同。

15.根据权利要求11所述的方法，其中在步骤d)中，按照倾斜角度执行用于背栅的离子注入，使得在栅极导体下方的第一半导体层中形成第一掺杂浓度的离子注入区，而在第一半导体层中的其他部分中形成第二掺杂浓度的离子注入区，所述第一掺杂浓度高于所述第二掺杂浓度。

16.根据权利要求11或15所述的方法，其中在步骤d)中，在离子注入中采用的掺杂剂类型与MOSFET的导电类型相反。

17.根据权利要求11所述的方法，其中在步骤d)中，在离子注入中采用的掺杂剂的注入剂量为1e¹⁵-1e²⁰每立方厘米。

18.根据权利要求11所述的方法，其中在步骤d)中，离子注入区分布在第一半导体层的整个厚度上。