[发明专利]CMOS晶体管及其形成方法、鳍式场效应晶体管及其形成方法

权利要求书

1.一种CMOS晶体管的形成方法，其特征在于，包括：

提供半导体衬底；

沿栅线方向，在所述半导体衬底中形成隔离沟槽，相邻隔离沟槽之间为有源区；

在所述隔离沟槽中形成磁性材料层，所述磁性材料层与沟道区具有相对的部分；

在形成所述磁性材料层后，在所述有源区上形成位于所述半导体衬底上的栅介质层、位于所述栅介质层上的栅极，及位于栅极两侧半导体衬底中的源极和漏极；

形成栅极、源极和漏极后，对所述磁性材料层进行磁化处理，或者，在形成所述磁性材料层后，形成栅极、源极和漏极之前，对所述磁性材料层进行磁化处理；

其中，经磁化处理的磁性材料层具有N极和S极，栅线方向上相邻的两个磁性材料层在所述栅极下的沟道区中产生磁场，设定垂直于半导体衬底表面且平行于栅长方向的晶体管剖面为纸面：当CMOS晶体管为N型晶体管，所述磁场的方向为垂直所述纸面并指向纸内，当CMOS晶体管为P型晶体管时，所述磁场的方向为垂直所述纸面并指向纸外。

2.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述磁性材料层的厚度与沟道区的厚度相等，且所述磁性材料层的底部与沟道区的底部持平。

3.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，在所述隔离沟槽中形成磁性材料层的方法，包括：

沉积磁性材料，覆盖所述半导体衬底、填充隔离沟槽；

去除高出所述半导体衬底表面的磁性材料，剩余隔离沟槽中的磁性材料，为磁性材料层。

4.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述磁性材料层的材料包括：铁、钴、镍中的一种，或铁、钴或镍的氧化物，或铁、镍、钴中的两种或三种的合金，或铁合金、镍合金或钴合金。

5.如权利要求3所述的形成方法，其特征在于，所述沉积磁性材料的方法，包括物理气相沉积、化学气相沉积或溅射工艺。

6.如权利要求3所述的形成方法，其特征在于，去除高出半导体衬底表面的磁性材料的方法，包括化学机械抛光或回刻工艺。

7.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，在形成磁性材料层之前，还包括在所述隔离沟槽中形成第一介质层；

形成第一介质层的方法，包括：

形成介质层，覆盖半导体衬底、填充隔离沟槽；

去除高出半导体衬底表面的介质层、隔离沟槽中的部分厚度的介质层，形成隔离沟槽中的第一介质层。

8.如权利要求7所述的形成方法，其特征在于，所述第一介质层的上表面与沟道区底部持平。

9.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，在所述隔离沟槽中形成磁性材料层后，还包括：在所述隔离沟槽中形成位于磁性材料层上的第二介质层，形成第二介质层的方法，包括：

沉积第二介质层，覆盖半导体衬底；

去除半导体衬底表面的第二介质层，形成隔离沟槽中位于磁性材料层上的第二介质层。

10.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，在所述栅极两侧的半导体衬底中形成源极和漏极的方法，包括：

在所述栅极两侧的半导体衬底中形成sigma形凹槽；

在所述sigma形凹槽中形成半导体材料；

在形成半导体材料后，在所述sigma形凹槽的半导体材料中进行离子注入，形成源极和漏极。

11.如权利要求10所述的形成方法，其特征在于，若所述CMOS晶体管为N型晶体管，所述半导体材料为碳硅；若所述CMOS晶体管为P型晶体管，所述半导体材料为锗硅。

12.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，在形成所述栅极、源极和漏极后，在半导体衬底上形成应力层，覆盖栅极、源极和漏极。

13.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，在所述隔离沟槽中形成所述磁性材料层之前，还包括：

在所述隔离沟槽的侧壁和底部形成衬垫层。