[发明专利]晶体管及晶体管的形成方法

权利要求书

1.一种晶体管，其特征在于，包括：

背衬底；

位于所述背衬底表面的隔离层，所述隔离层包括应力层，所述应力层包括嵌入于所述应力层内的空腔结构；

位于所述隔离层表面的顶层硅；

位于所述顶层硅上的栅极结构，及位于所述栅极结构两侧顶层硅内的源区和漏区，位于所述源区和漏区间的顶层硅为沟道区；

其中，所述空腔结构嵌入于所述沟道区下方的所述应力层中，从而位于所述空腔结构两侧的应力层对所述沟道区产生拉伸应力或压缩应力；或者所述应力层包括两部分的空腔结构，所述两部分的空腔结构分列嵌入于所述沟道区两侧下方的所述应力层中，从而位于所述两部分的空腔结构间的应力层对所述沟道区产生压缩应力或拉伸应力。

2.如权利要求1所述的晶体管，其特征在于，沿所述栅极结构的长度方向的所述空腔结构的宽度范围为5～50nm。

3.如权利要求1所述的晶体管，其特征在于，所述空腔结构内部分或全部填充有绝缘物质。

4.如权利要求3所述的晶体管，其特征在于，沿所述栅极结构的宽度方向的所述空腔结构的两端填充有绝缘物质。

5.如权利要求1所述的晶体管，其特征在于，所述应力层具有拉伸应力；

若所述晶体管为nMOSFET，所述空腔结构嵌入于所述沟道区下方的所述应力层中，从而位于所述空腔结构两侧的应力层能够对所述沟道区产生拉伸应力；

若所述晶体管为pMOSFET，则所述应力层包括两部分的空腔结构，所述两部分的空腔结构分列嵌入于所述沟道区两侧下方的所述应力层中，从而位于所述两部分的空腔结构间的应力层对所述沟道区产生压缩应力。

6.如权利要求1所述的晶体管，其特征在于，所述应力层具有压缩应力；

若所述晶体管为pMOSFET，所述空腔结构嵌入于所述沟道区下方的所述应力层中，从而位于所述空腔结构两侧的应力层能够对所述沟道区产生压缩应力；

若所述晶体管为nMOSFET，则所述应力层包括两部分的空腔结构，所述两部分的空腔结构分列嵌入于所述沟道区两侧下方的所述应力层中，从而位于所述两部分的空腔结构间的应力层对所述沟道区产生拉伸应力。

7.如权利要求1所述的晶体管，其特征在于，所述隔离层还包括绝缘埋层，所述绝缘埋层位于嵌入有所述空腔结构的应力层和所述顶层硅之间。

8.如权利要求1所述的晶体管，其特征在于，所述应力层的材料为氮化硅。

9.一种晶体管的形成方法，其特征在于，包括：

提供背衬底；

在所述背衬底上形成隔离层和顶层硅，所述隔离层包括应力层，所述应力层包括嵌入于所述应力层内的牺牲结构；

至少嵌入所述顶层硅刻蚀形成隔离沟槽，在对应栅极的宽度方向上，所述隔离沟槽的底部将所述牺牲结构的两端露出，所述隔离沟槽位于相邻的晶体管之间；

去除所述牺牲结构，以形成嵌入于所述应力层中的空腔结构；

填充所述隔离沟槽以形成隔离结构；

在所述顶层硅上形成栅极结构及位于所述栅极结构两侧顶层硅内的源区和漏区，位于所述源区和漏区之间的顶层硅为沟道区；

其中，所述空腔结构嵌入于所述沟道区下方的所述应力层中，从而位于所述空腔结构两侧的应力层对所述沟道区产生拉伸应力或压缩应力；或者所述应力层中包括两部分的空腔结构，所述两部分的空腔结构分列嵌入于所述沟道区两侧下方的所述应力层中，从而位于所述两部分的空腔结构间的应力层对所述沟道区产生压缩应力或拉伸应力。

10.如权利要求9所述晶体管的形成方法，其特征在于，形成所述应力层和牺牲结构的步骤包括：

在所述背衬底上形成牺牲材料层；

图案化所述牺牲材料层以形成牺牲结构；

在所述背衬底和牺牲结构的表面覆盖应力材料层；

对所述应力材料层进行平坦化处理至所述牺牲结构露出，以形成应力层。

11.根据权利要求9所述晶体管的形成方法，其特征在于，所述隔离层进一步包括绝缘埋层，其中在所述背衬底上形成隔离层和顶层硅的步骤包括：

在所述背衬底上形成应力层和牺牲结构；

在所述应力层和牺牲结构上形成绝缘埋层及顶层硅。

12.如权利要求9所述晶体管的形成方法，其特征在于，去除所述牺牲结构的方法为湿法腐蚀。