[发明专利]可调节沟道应力的器件与方法

权利要求书

1.一种MOS器件(200、300)，包括

半导体衬底(202、302)；

形成在半导体衬底(202、302)上的沟道；

形成在沟道上的栅介电层(204、304)；

形成在栅介电层(204、304)上的栅极导体(206、306)；以及

形成在栅极两侧的源极与漏极；其中

所述栅极导体(206、306)具有产生施加到沟道中的第一应力以调节沟道中载流子的迁移率的形状。

2.如权利要求1所述的MOS器件，还包括产生施加到沟道中的第二应力的、形成在栅极两侧的应力侧墙(207、307)；产生施加到沟道中的第三应力的、在源极和漏极区域中嵌入的应力源(208、308)；产生施加到沟道中的第四应力的、在所述MOS器件(200、300)上形成的应力衬里(210、310)中的至少一个，使得所述MOS器件的沟道中载流子迁移率增强。

3.如权利要求2所述的MOS器件，其中所述MOS器件为NMOS器件，所述栅极导体为正梯形，其侧边与底边夹角α＜90°，使得第一应力为张应力，并且所述第二应力、第三应力、第四应力为张应力或压应力，以使得所述第一应力、第二应力、第三应力、第四应力之和为张应力。

4.如权利要求3所述的MOS器件，其中α为45°＜α＜90°。

5.如权利要求2所述的MOS器件，其中所述MOS器件为NMOS器件，其中所述栅极导体为倒梯形，其侧边与底边夹角α＞90°，使得第一应力为压应力，并且第二应力、第三应力、第四应力中的至少一个为张应力，以使得所述第一应力、第二应力、第三应力、第四应力之和为张应力。

6.如权利要求2所述的MOS器件，其中所述MOS器件为PMOS器件，所述栅极导体为倒梯形，其侧边与底边夹角α＞90°，使得第一应力为压应力，并且第二应力、第三应力、第四应力为张应力或压应力，以使得所述第一应力、第二应力、第三应力、第四应力之和为压应力。

7.如权利要求6所述的MOS器件，其中α为90°＜α＜135°。

8.如权利要求2所述的MOS器件，其中所述MOS器件为PMOS器件，其中所述栅极导体为正梯形，其侧边与底边夹角α＜90°，使得第一应力为张应力，并且第二应力、第三应力、第四应力中的至少一个为压应力，以使得所述第一应力、第二应力、第三应力、第四应力之和为压应力。

9.一种用于制造MOS器件的方法，包括

提供半导体衬底(202、302)；

在半导体衬底(202、302)上形成沟道；

在沟道上形成栅介电层(204、304)；

在栅介电层(204、304)上形成栅极导体(206、306)；以及

在栅极两侧形成源极与漏极；其中

通过刻蚀工艺改变栅极导体(206、306)的形状，以改变施加到沟道中的第一应力，从而调节沟道中载流子的迁移率。

10.如权利要求9所述的制造MOS器件的方法，其中所述刻蚀工艺为反应离子刻蚀(RIE)。

11.如权利要求10所述的制造MOS器件的方法，还包括以下步骤中的至少一个：在栅极两侧形成应力侧墙(207、307)，以产生施加到沟道中的第二应力；在源极和漏极区域中嵌入应力源(208、308)，以产生施加到沟道中的第三应力；在所述MOS器件(200、300)上形成应力衬里(210、310)，以产生施加到沟道中的第四应力，使得所述MOS器件的沟道中载流子迁移率增强。

12.如权利要求11所述的制造MOS器件的方法，其中所述MOS器件为NMOS器件，所述RIE中的反应气体具有各向异性刻蚀能力，通过控制各向异性刻蚀的反应聚合物的产生量，将所述栅极导体形成为正梯形，其侧边与底边夹角α＜90°，使得第一应力为张应力；并且其中第二应力、第三应力、第四应力为张应力或压应力，所述第一应力、第二应力、第三应力、第四应力之和为张应力。

13.如权利要求12所述的制造MOS器件的方法，其中将所述栅极导体的侧边与底边夹角α形成为45°＜α＜90°。