[发明专利]抗变化的金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)

摘要

使用高K、金属栅极“后沟道”工艺制造抗变化的金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。在间隔区之间形成空腔，间隔区形成在具有分离的漏极区和源极区的阱区上方。此后通过空腔的离子注入步骤引起在空腔正下方的阱掺杂的局部增加。该注入通过引起最小掺杂扩散的微秒退火被激活。在空腔内形成至阱区中的凹槽，其中，使用未掺杂的外延层或轻掺杂的外延层形成有源区。在轻掺杂的外延层的上方形成高K介电叠层，在高K介电叠层的上方，金属栅极形成在空腔边界内。在本发明的一个实施方式中，在金属栅极的顶部上添加多晶硅的盖或非晶硅的盖。

主权项

一种用于制造金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的方法，包括：在衬底中形成第一导电类型的阱区；在所述阱区的至少一部分的上方形成二氧化硅层；在所述阱的在所述二氧化硅上方的第一区中形成多晶硅栅极；形成源极区和漏极区，所述源极区形成在所述阱区的邻近所述第一区的第二区中，所述漏极区形成在所述阱区的邻近所述第一区且与所述第二区分离的第三区中；在所述多晶硅栅极的两侧的二氧化硅上形成间隔区；清除所述二氧化硅层的至少一部分；在所述多晶硅栅极以及所述漏极区和所述源极区的至少一部分的上方形成导电层；在至少所述第一区、所述第二区和所述第三区的上方形成第一层间电介质；抛光所述层间电介质以暴露所述多晶硅栅极的顶面或者在所述多晶硅栅极上方的所述导电层；牺牲所述多晶硅栅极和在所述多晶硅栅极上方的任何剩余的导电层以在所述间隔区之间形成空腔；通过执行下列操作中的一个形成埋层和其中的凹槽：a)清除所述二氧化硅的在所述空腔中的部分，在所述空腔内选择性刻蚀所述凹槽至所述阱中，以及在所述凹槽的底部的区域进行具有第一掺杂度的离子注入以形成埋层，b)在所述空腔的底部的区域进行具有第一掺杂度的离子注入至所述阱中以形成埋层，清除所述二氧化硅的在所述空腔内的部分，以及在所述空腔内选择性刻蚀出凹槽至所述埋层中，或者，c)清除所述二氧化硅的在所述空腔内的部分，在所述空腔的底部的区域进行具有第一掺杂度的离子注入至所述阱中以形成埋层，以及在所述埋层内选择性刻蚀出凹槽至所述阱中；在所述凹槽中形成沟道外延层，所述沟道外延层具有小于所述第一掺杂度的第二掺杂度；在所述沟道外延层的上方形成高介电常数的介电叠层；以及在所述高介电常数的介电叠层的上方形成金属栅极层。