專利名稱：一種非對稱柵mos器件及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體工藝技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種非對稱柵MOS器件及其制備方法。
背景技術(shù)：
自從第一個(gè)晶體管發(fā)明以來，經(jīng)過幾十年的飛速發(fā)展，晶體管的橫向和縱向尺寸都迅速縮小。據(jù)國際半導(dǎo)體技術(shù)藍(lán)圖(ITRS，International TechnologyRoadmap for Semiconductors)在2004年的預(yù)測，到2018年晶體管的特征尺寸將達(dá)到7nm。尺寸的持續(xù)縮小使晶體管的性能(速度)不斷提高，也使得我們能夠在相同面積的芯片上集成更多的器件，集成電路的功能越來越強(qiáng)，同時(shí)也降低了單位功能成本。然而器件特征尺寸的不斷減小也帶來了一系列的挑戰(zhàn)。當(dāng)器件的特征尺寸進(jìn)入到深亞微米以后，器件的短溝道效應(yīng)(SCE，Short Channel Effect)、漏致勢壘降低效應(yīng) (DIBL, Drain Induced Barrier Lower Effect)、熱載流子效應(yīng)(HCE，Hot Carrier Effect) 等日趨嚴(yán)重，從而使器件的性能退化?，F(xiàn)有技術(shù)主要通過溝道工程來解決這些問題。溝道工程是通過溝道內(nèi)的非均勻摻雜來提高器件的性能，所得到的溝道電場分布是連續(xù)的。在溝道工程中，人們提出了許多新的溝道結(jié)構(gòu)器件，如輕摻雜漏(LDD，Lightly Doped Drain) ,Pocket和Halo結(jié)構(gòu)等。輕摻雜漏結(jié)構(gòu)可以有效地吸收漏端的電力線，降低器件的漏端電場，抑制熱載流子效應(yīng)。Pocket和Halo結(jié)構(gòu)器件可以通過對源端進(jìn)行局部重?fù)诫s，抬高源端勢壘，削弱漏端電場對源端勢壘的影響，很好地抑制器件的閾值電壓漂移、 源漏穿通以及器件的DIBL效應(yīng)。但是上述LDD結(jié)構(gòu)增加了器件源漏區(qū)的串聯(lián)電阻，會(huì)使器件的驅(qū)動(dòng)電流降低； Pocket結(jié)構(gòu)中，當(dāng)Pocket的注入劑量/能量增加時(shí)，器件的閾值電壓升高，也使器件的飽和驅(qū)動(dòng)電流降低，這都影響了器件的工作速度。為了解決上述問題，目前提出了一種非對稱柵場效應(yīng)晶體管，所謂非對稱柵場效應(yīng)晶體管是指晶體管的源區(qū)與漏區(qū)的柵結(jié)構(gòu)等不完全相同，進(jìn)而使得載流子發(fā)射區(qū)(源區(qū))與載流子收集區(qū)(漏區(qū))產(chǎn)生電學(xué)和物理性能上的不對稱性，從而可以使得晶體管的整體性能參數(shù)更加優(yōu)化，對未來極小尺寸晶體管的優(yōu)化設(shè)計(jì)有著特別重要的作用?，F(xiàn)有的制備非對稱柵場效應(yīng)晶體管的方法通常是在晶體管的源端與漏端形成厚度不一致的柵氧化層，通過調(diào)節(jié)源端與漏端的柵氧化層的厚度來調(diào)節(jié)溝道的電場分布，從而提高晶體管的綜合性能。然而，上述通過在晶體管的源端與漏端形成厚度不一致的柵氧化層來制備非對稱柵場效應(yīng)晶體管的方法在工藝上具有一定的難度，很難實(shí)現(xiàn)較好的控制。因此，如何方便有效地制備出非對稱柵納米MOS器件，已成為目前業(yè)界亟需解決的技術(shù)問題
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種非對稱柵MOS器件及其制備方法，以提高M(jìn)OS器件的性能。為解決上述問題，本發(fā)明提出一種非對稱柵MOS器件，所述MOS器件的柵極為金屬柵，且所述金屬柵的功函數(shù)在所述MOS器件的源端與漏端不同?？蛇x的，所述金屬柵為金屬半導(dǎo)體化合物納米線。可選的，該MOS器件具體包括半導(dǎo)體襯底；柵氧化層，形成于所述半導(dǎo)體襯底上；柵極，形成于所述柵氧化層上，并且所述柵極的兩側(cè)形成有側(cè)墻；以及源漏區(qū)，形成于所述柵極兩側(cè)的所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)?？蛇x的，所述金屬柵的長度為2 llnm。可選的，所述半導(dǎo)體襯底為硅或絕緣層上硅，所述金屬半導(dǎo)體化合物納米線為金屬硅化物納米線?？蛇x的，所述半導(dǎo)體襯底為鍺或絕緣層上鍺，所述金屬半導(dǎo)體化合物納米線為金屬鍺化物納米線。同時(shí)，為解決上述問題，本發(fā)明還提出一種上述非對稱柵MOS器件的制備方法，該方法包括如下步驟提供半導(dǎo)體襯底；在所述半導(dǎo)體襯底上制備柵氧化層；在所述柵氧化層上制備柵極，并對所述柵極進(jìn)行離子注入摻雜，使所述柵極兩側(cè)的功函數(shù)不同；在所述柵極的兩側(cè)形成側(cè)墻；進(jìn)行源漏注入，在所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成源漏區(qū)?？蛇x的，在所述柵氧化層上制備柵極具體包括如下步驟在所述柵氧化層上依次形成多晶半導(dǎo)體層以及絕緣層；依次對所述絕緣層以及所述多晶半導(dǎo)體層進(jìn)行刻蝕，去掉兩側(cè)的絕緣層以及多晶半導(dǎo)體層；在所述多晶半導(dǎo)體層兩側(cè)的側(cè)壁上沉積金屬薄膜，所述金屬薄膜中的金屬向所述多晶半導(dǎo)體層擴(kuò)散；去除所述多晶半導(dǎo)體層側(cè)壁表面剩余的金屬薄膜；對所述多晶半導(dǎo)體層進(jìn)行退火，在所述多晶半導(dǎo)體層的側(cè)壁表面形成金屬半導(dǎo)體化合物納米線；去除所述絕緣層及所述多晶半導(dǎo)體層；以所述金屬半導(dǎo)體化合物納米線為掩模，對所述柵氧化層進(jìn)行刻蝕；以及對所述金屬半導(dǎo)體化合物納米線進(jìn)行離子注入摻雜，使所述金屬半導(dǎo)體化合物納米線兩側(cè)的功函數(shù)不同?？蛇x的，所述對金屬半導(dǎo)體化合物納米線進(jìn)行離子注入摻雜所采用的離子為P離子、As離子或B離子中的任一種或其組合?？蛇x的，所述對金屬半導(dǎo)體化合物納米線進(jìn)行離子注入摻雜，使所述金屬半導(dǎo)體化合物納米線兩側(cè)的功函數(shù)不同，是通過對所述金屬半導(dǎo)體化合物納米線進(jìn)行單邊離子注入實(shí)現(xiàn)的?？蛇x的，所述對金屬半導(dǎo)體化合物納米線進(jìn)行離子注入摻雜，使所述金屬半導(dǎo)體化合物納米線兩側(cè)的功函數(shù)不同，是通過對所述金屬半導(dǎo)體化合物納米線進(jìn)行雙邊離子注入實(shí)現(xiàn)的?？蛇x的，所述金屬薄膜是通過PVD法沉積在所述多晶半導(dǎo)體層兩側(cè)的側(cè)壁上的。可選的，在所述PVD法沉積金屬薄膜的過程中，將靶材部分離化成離子狀態(tài)，使其產(chǎn)生金屬離子，并在所述多晶半導(dǎo)體層上加第一偏壓?？蛇x的，所述將靶材部分離化成離子狀態(tài)是通過在所述靶材上加第二偏壓實(shí)現(xiàn)的。可選的，所述第一偏壓為直流偏壓、交流偏壓或脈沖偏壓中的任一種。可選的，所述第二偏壓為直流偏壓、交流偏壓或脈沖偏壓中的任一種?？蛇x的，所述半導(dǎo)體襯底為硅或絕緣層上硅，所述多晶半導(dǎo)體層為多晶硅層，所述金屬半導(dǎo)體化合物納米線為金屬硅化物納米線?？蛇x的，所述半導(dǎo)體襯底為鍺或絕緣層上鍺，所述多晶半導(dǎo)體層為多晶鍺層，所述金屬半導(dǎo)體化合物納米線為金屬鍺化物納米線?？蛇x的，所述金屬半導(dǎo)體化合物納米線由金屬與所述多晶半導(dǎo)體層反應(yīng)生成，其中，所述金屬為鎳、鈷、鈦、鐿中的任一種，或鎳、鈷、鈦、鐿中的任一種并摻入鉬。可選的，所述金屬中還摻入了鎢和/或鉬。可選的，在所述多晶半導(dǎo)體層兩側(cè)的側(cè)壁上沉積金屬薄膜時(shí)的襯底溫度為0 300 "C?？蛇x的，所述退火的溫度為200 900°C。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的非對稱柵MOS器件，其柵極為金屬柵，且所述金屬柵的功函數(shù)在所述MOS器件的源端與漏端不同，從而使得MOS器件的整體性能參數(shù)更加優(yōu)化。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的非對稱柵MOS器件的制備方法通過對MOS器件的柵極進(jìn)行離子注入摻雜，使所述柵極的功函數(shù)在所述MOS器件的源端與漏端不同，從而使得MOS器件的整體性能參數(shù)更加優(yōu)化，該方法簡單方便。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的非對稱柵MOS器件的剖面圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的非對稱柵MOS器件的制備方法的流程圖；圖3A至圖3K為本發(fā)明實(shí)施例提供的非對稱柵MOS器件的制備方法的各步驟對應(yīng)的器件剖面圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明提出的非對稱柵MOS器件及其制備方法作進(jìn)一步詳細(xì)說明。根據(jù)下面說明和權(quán)利要求書，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比率，僅用于方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實(shí)施例的目的。本發(fā)明的核心思想在于，提供一種非對稱柵MOS器件，其柵極為金屬柵，且所述金屬柵的功函數(shù)在所述MOS器件的源端與漏端不同，從而使得MOS器件的整體性能參數(shù)更加優(yōu)化；同時(shí)，還提供一種非對稱柵MOS器件的制備方法，該方法通過對MOS器件的柵極進(jìn)行離子注入摻雜，使所述柵極的功函數(shù)在所述MOS器件的源端與漏端不同，從而使得MOS器件的整體性能參數(shù)更加優(yōu)化，該方法簡單方便。請參考圖1，圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的非對稱柵MOS器件的剖面圖，如圖1所示， 本發(fā)明實(shí)施例提供的非對稱柵MOS器件100的柵極為金屬柵，且所述金屬柵的功函數(shù)在所述MOS器件100的源端與漏端不同。具體地，本發(fā)明實(shí)施例提供的非對稱柵MOS器件100 包括半導(dǎo)體襯底101 ;柵氧化層102，形成于所述半導(dǎo)體襯底101上；其中，所述柵氧化層102為高K介
質(zhì)層；柵極，形成于所述柵氧化層102上，并且所述柵極的兩側(cè)形成有側(cè)墻104 ；其中，所述柵極為金屬柵，所述金屬柵兩側(cè)的功函數(shù)不同；在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例中，所述金屬柵為金屬半導(dǎo)體化合物納米線103 ；以及源漏區(qū)，形成于所述柵極兩側(cè)的所述半導(dǎo)體襯底101內(nèi)；具體地，包括形成于所述柵極兩側(cè)的所述半導(dǎo)體襯底101內(nèi)的源區(qū)105以及漏區(qū)106 ；所述金屬柵在所述源區(qū)105與漏區(qū)106的功函數(shù)不同。進(jìn)一步地，所述金屬柵的長度為2 llnm，即本發(fā)明實(shí)施例提供的MOS器件100的特征尺寸為2 llnm。進(jìn)一步地，所述半導(dǎo)體襯底101為硅或絕緣層上硅，所述金屬半導(dǎo)體化合物納米線103為金屬硅化物納米線。進(jìn)一步地，所述半導(dǎo)體襯底101為鍺或絕緣層上鍺，所述金屬半導(dǎo)體化合物納米線103為金屬鍺化物納米線。請繼續(xù)參考圖2，以及圖3A至圖3K，其中，圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的非對稱柵 MOS器件的制備方法的流程圖，圖3A至圖;3K為本發(fā)明實(shí)施例提供的非對稱柵MOS器件的制備方法的各步驟對應(yīng)的器件剖面圖。結(jié)合圖2，以及圖3Α至圖3Κ，本發(fā)明實(shí)施例提供的非對稱柵MOS器件100的制備方法包括如下步驟SlOl、提供半導(dǎo)體襯底101 ；S102、在所述半導(dǎo)體襯底101上制備柵氧化層102 ；其中，所述柵氧化層102為高K 介質(zhì)層；S103、在所述柵氧化層102上制備柵極，并對所述柵極進(jìn)行離子注入摻雜，使所述柵極兩側(cè)的功函數(shù)不同；其中，所述柵極為金屬柵；在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例中，所述金屬柵為金屬半導(dǎo)體化合物納米線103 ；具體地，在所述柵氧化層102上制備柵極又包括以下步驟在所述柵氧化層102上依次形成多晶半導(dǎo)體層110以及絕緣層120，如圖3Α所示；依次對所述絕緣層120以及所述多晶半導(dǎo)體層110進(jìn)行刻蝕，去掉兩側(cè)的絕緣層 120以及多晶半導(dǎo)體層110，如圖;3Β所示；
在所述多晶半導(dǎo)體層110兩側(cè)的側(cè)壁上沉積金屬薄膜130，如圖3C所示；所述金屬薄膜130中的金屬向所述多晶半導(dǎo)體層110擴(kuò)散；去除所述多晶半導(dǎo)體層110側(cè)壁表面剩余的金屬薄膜130，如圖3D所示，所述金屬擴(kuò)散至所述多晶半導(dǎo)體層110表面后，在所述多晶半導(dǎo)體層110的表面形成含有金屬的半導(dǎo)體薄層140 ；對所述多晶半導(dǎo)體層110進(jìn)行退火，在所述多晶半導(dǎo)體層110的側(cè)壁表面形成金屬半導(dǎo)體化合物納米線103，如圖3E所示；去除所述絕緣層120及所述多晶半導(dǎo)體層110，如圖3F所示；以所述金屬半導(dǎo)體化合物納米線103為掩模，對所述柵氧化層102進(jìn)行刻蝕；刻蝕后的器件剖面圖如圖3G所示；以及對所述金屬半導(dǎo)體化合物納米線103進(jìn)行離子注入摻雜，使所述金屬半導(dǎo)體化合物納米線103兩側(cè)的功函數(shù)不同；其中，所述對金屬半導(dǎo)體化合物納米線103進(jìn)行離子注入摻雜所采用的離子為P離子、As離子或B離子中的任一種或其組合。并且該離子注入摻雜可通過對所述金屬半導(dǎo)體化合物納米線103進(jìn)行單邊離子注入實(shí)現(xiàn)，如圖3H所示，即對所述金屬半導(dǎo)體化合物納米線103的一邊側(cè)壁進(jìn)行離子注入摻雜，使得所述金屬半導(dǎo)體化合物納米線103兩側(cè)的離子摻雜不同；也可以通過對所述金屬半導(dǎo)體化合物納米線103進(jìn)行雙邊離子注入實(shí)現(xiàn)，如圖31所示，即對所述金屬半導(dǎo)體化合物納米線103的兩邊側(cè)壁均進(jìn)行離子注入摻雜，此時(shí)可選擇兩邊注入的離子劑量不同，或者兩邊注入的離子種類不同，使得所述金屬半導(dǎo)體化合物納米線103兩側(cè)的離子摻雜不同。由于注入的離子會(huì)聚集到所述金屬半導(dǎo)體化合物納米線103與所述柵氧化層102 的界面，從而改變所述金屬半導(dǎo)體化合物納米線103與所述柵氧化層102之間的功函數(shù)， 而柵極的功函數(shù)決定了器件的閾值電壓，因此，通過調(diào)節(jié)柵在源區(qū)與漏區(qū)的功函數(shù)，使其不同，進(jìn)而使得源區(qū)與漏區(qū)產(chǎn)生電學(xué)和物理性能上的不對稱性，從而可以使得晶體管的整體性能參數(shù)更加優(yōu)化。S104、在所述柵極的兩側(cè)形成側(cè)墻104，如圖3J所示；S105、進(jìn)行源漏注入，在所述半導(dǎo)體襯底101內(nèi)形成源漏區(qū)；具體地，在所述柵極兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底101內(nèi)形成源區(qū)106以及漏區(qū)107，完成非對稱柵MOS器件100的制備， 如圖I所示。進(jìn)一步地，所述金屬薄膜130是通過PVD法沉積在所述多晶半導(dǎo)體層110兩側(cè)的側(cè)壁上的。并且，在所述PVD法沉積金屬薄膜130的過程中，還可以選擇將靶材部分離化成離子狀態(tài)，使其產(chǎn)生金屬離子，并在所述多晶半導(dǎo)體層110上加第一偏壓；其中，所述將靶材部分離化成離子狀態(tài)可通過在所述靶材上加第二偏壓實(shí)現(xiàn)；并且，所述第一偏壓為直流偏壓、交流偏壓或脈沖偏壓中的任一種，所述第二偏壓為直流偏壓、交流偏壓或脈沖偏壓中的任一種。通過將靶材部分離化成離子狀態(tài)，使其產(chǎn)生金屬離子，并在所述多晶半導(dǎo)體層110 上加第一偏壓，使得所述金屬離子加速向所述多晶半導(dǎo)體層110的側(cè)壁運(yùn)動(dòng)，并進(jìn)入所述多晶半導(dǎo)體層110的側(cè)壁，從而使得擴(kuò)散至所述多晶半導(dǎo)體層110的側(cè)壁的金屬離子更多， 擴(kuò)散深度更深，因而最終形成的金屬半導(dǎo)體化合物納米線103的寬度加寬，從而使得本發(fā)明實(shí)施例提供的非對稱柵MOS器件100的柵極長度加長，特征尺寸加大；因此本發(fā)明實(shí)施例提供的非對稱柵MOS器件100的柵極長度是可調(diào)的。具體地，所述非對稱柵MOS器件100 的柵極長度可為2 llnm。需要說明的是，在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例中，所述將靶材部分離化成離子狀態(tài)是通過在所述靶材上加第二偏壓實(shí)現(xiàn)的，然而本發(fā)明并不以此為限，任何使得靶材的一部分離化成離子狀態(tài)的方式都在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。進(jìn)一步地，所述半導(dǎo)體襯底101為硅或絕緣層上硅，所述多晶半導(dǎo)體層110為多晶硅層，所述金屬半導(dǎo)體化合物納米線103為金屬硅化物納米線。進(jìn)一步地，所述半導(dǎo)體襯底101為鍺或絕緣層上鍺，所述多晶半導(dǎo)體層110為多晶鍺層，所述金屬半導(dǎo)體化合物納米線103為金屬鍺化物納米線。需要說明的是，在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例中，所述半導(dǎo)體襯底101可為硅或絕緣層上硅、以及鍺或絕緣層上鍺，然而應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明并不以此為限，所述半導(dǎo)體襯底 101還可為其它類型的半導(dǎo)體襯底，如砷化鎵等三五族半導(dǎo)體襯底。進(jìn)一步地，所述金屬半導(dǎo)體化合物納米線103由金屬與所述多晶半導(dǎo)體層110反應(yīng)生成，其中，所述金屬為鎳、鈷、鈦、鐿中的任一種，或鎳、鈷、鈦、鐿中的任一種并摻入鉬； 摻入鉬是因?yàn)榧兊囊还杌囋诟邷貤l件下穩(wěn)定性差，或出現(xiàn)薄膜厚度變得不均勻并結(jié)塊， 或生成電阻率高的二硅化鎳NiSi2,嚴(yán)重影響器件的性能，因此，為了減慢硅化鎳的生長速度以及防止硅化鎳薄層遇到高溫時(shí)發(fā)生結(jié)塊或形成二硅化鎳，可以在鎳中摻入一定比例的鉬；其它金屬中摻鉬作類似解釋。進(jìn)一步地，所述金屬中還摻入了鎢和/或鉬；以進(jìn)一步控制硅化鎳或摻鉬硅化鎳的生長和鎳/鉬的擴(kuò)散，并增加硅化鎳或摻鉬硅化鎳的穩(wěn)定性；其它金屬中摻鎢和/或鉬作類似解釋。進(jìn)一步地，在所述多晶半導(dǎo)體層110兩側(cè)的側(cè)壁上沉積金屬薄膜130時(shí)的襯底溫度為0 300°C ；這是因?yàn)閷饘冁噥碚f，沉積溫度超過300°C會(huì)造成在超量的鎳擴(kuò)散的同時(shí)鎳會(huì)和多晶半導(dǎo)體層110(例如多晶硅)直接反應(yīng)形成硅化鎳，導(dǎo)致厚度控制的失?。辉谠撎囟囟认?，鎳會(huì)經(jīng)多晶硅側(cè)壁表面向多晶硅側(cè)壁進(jìn)行擴(kuò)散，這種擴(kuò)散具有自飽和特性 鎳向多晶硅側(cè)壁進(jìn)行擴(kuò)散僅在硅的表面薄層中發(fā)生，形成一定硅/鎳原子比例的薄層鎳， 該薄層鎳的厚度和淀積時(shí)的襯底溫度有關(guān)，溫度越高，該薄層鎳的厚度也越大，在室溫下， 該薄層鎳的等效鎳厚度為2納米左右。進(jìn)一步地，所述退火的溫度為200 900°C。由于本發(fā)明實(shí)施例提供的金屬半導(dǎo)體化合物納米線103是通過在多晶半導(dǎo)體層 110兩側(cè)的側(cè)壁表面沉積金屬薄膜130，所述金屬薄膜130中的金屬向所述多晶半導(dǎo)體層 110的側(cè)壁表面擴(kuò)散，經(jīng)過退火后，在所述多晶半導(dǎo)體層110的側(cè)壁表面形成金屬半導(dǎo)體化合物納米線103(即金屬柵)，而不需要利用高分辨率的光刻技術(shù)來形成金屬半導(dǎo)體化合物納米線103，因而大大節(jié)約了成本。綜上所述，本發(fā)明提供了一種非對稱柵MOS器件，其柵極為金屬柵，且所述金屬柵的功函數(shù)在所述MOS器件的源端與漏端不同，從而使得MOS器件的整體性能參數(shù)更加優(yōu)化； 同時(shí)，還提供了一種非對稱柵MOS器件的制備方法，該方法通過對MOS器件的柵極進(jìn)行離子注入摻雜，使所述柵極的功函數(shù)在所述MOS器件的源端與漏端不同，從而使得MOS器件的整體性能參數(shù)更加優(yōu)化，該方法簡單方便。
9
顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種非對稱柵MOS器件，其特征在于，所述MOS器件的柵極為金屬柵，且所述金屬柵的功函數(shù)在所述MOS器件的源端與漏端不同。
2.如權(quán)利要求1所述的非對稱柵MOS器件，其特征在于，所述金屬柵為金屬半導(dǎo)體化合物納米線。
3.如權(quán)利要求2所述的非對稱柵MOS器件，其特征在于，該MOS器件具體包括 半導(dǎo)體襯底；柵氧化層，形成于所述半導(dǎo)體襯底上；柵極，形成于所述柵氧化層上，并且所述柵極的兩側(cè)形成有側(cè)墻；以及源漏區(qū)，形成于所述柵極兩側(cè)的所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)。
4.如權(quán)利要求3所述的非對稱柵MOS器件，其特征在于，所述金屬柵的長度為2 Ilnm0
5.如權(quán)利要求4所述的非對稱柵MOS器件，其特征在于，所述半導(dǎo)體襯底為硅或絕緣層上硅，所述金屬半導(dǎo)體化合物納米線為金屬硅化物納米線。
6.如權(quán)利要求4所述的非對稱柵MOS器件，其特征在于，所述半導(dǎo)體襯底為鍺或絕緣層上鍺，所述金屬半導(dǎo)體化合物納米線為金屬鍺化物納米線。
7.—種如權(quán)利要求3所述的非對稱柵MOS器件的制備方法，其特征在于，包括如下步驟提供半導(dǎo)體襯底；在所述半導(dǎo)體襯底上制備柵氧化層；在所述柵氧化層上制備柵極，并對所述柵極進(jìn)行離子注入摻雜，使所述柵極兩側(cè)的功函數(shù)不同；在所述柵極的兩側(cè)形成側(cè)墻； 進(jìn)行源漏注入，在所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成源漏區(qū)。
8.如權(quán)利要求7所述的非對稱柵MOS器件的制備方法，其特征在于，在所述柵氧化層上制備柵極具體包括如下步驟在所述柵氧化層上依次形成多晶半導(dǎo)體層以及絕緣層；依次對所述絕緣層以及所述多晶半導(dǎo)體層進(jìn)行刻蝕，去掉兩側(cè)的絕緣層以及多晶半導(dǎo)體層；在所述多晶半導(dǎo)體層兩側(cè)的側(cè)壁上沉積金屬薄膜，所述金屬薄膜中的金屬向所述多晶半導(dǎo)體層擴(kuò)散；去除所述多晶半導(dǎo)體層側(cè)壁表面剩余的金屬薄膜；對所述多晶半導(dǎo)體層進(jìn)行退火，在所述多晶半導(dǎo)體層的側(cè)壁表面形成金屬半導(dǎo)體化合物納米線；去除所述絕緣層及所述多晶半導(dǎo)體層；以所述金屬半導(dǎo)體化合物納米線為掩模，對所述柵氧化層進(jìn)行刻蝕；以及對所述金屬半導(dǎo)體化合物納米線進(jìn)行離子注入摻雜，使所述金屬半導(dǎo)體化合物納米線兩側(cè)的功函數(shù)不同。
9.如權(quán)利要求8所述的非對稱柵MOS器件的制備方法，其特征在于，所述對金屬半導(dǎo)體化合物納米線進(jìn)行離子注入摻雜所采用的離子為P離子、As離子或B離子中的任一種或其組合。
10.如權(quán)利要求9所述的非對稱柵MOS器件的制備方法，其特征在于，所述對金屬半導(dǎo)體化合物納米線進(jìn)行離子注入摻雜，使所述金屬半導(dǎo)體化合物納米線兩側(cè)的功函數(shù)不同， 是通過對所述金屬半導(dǎo)體化合物納米線進(jìn)行單邊離子注入實(shí)現(xiàn)的。
11.如權(quán)利要求9所述的非對稱柵MOS器件的制備方法，其特征在于，所述對金屬半導(dǎo)體化合物納米線進(jìn)行離子注入摻雜，使所述金屬半導(dǎo)體化合物納米線兩側(cè)的功函數(shù)不同， 是通過對所述金屬半導(dǎo)體化合物納米線進(jìn)行雙邊離子注入實(shí)現(xiàn)的。
12.如權(quán)利要求8所述的非對稱柵MOS器件的制備方法，其特征在于，所述金屬薄膜是通過PVD法沉積在所述多晶半導(dǎo)體層兩側(cè)的側(cè)壁上的。
13.如權(quán)利要求12所述的非對稱柵MOS器件的制備方法，其特征在于，在所述PVD法沉積金屬薄膜的過程中，將靶材部分離化成離子狀態(tài)，使其產(chǎn)生金屬離子，并在所述多晶半導(dǎo)體層上加第一偏壓。
14.如權(quán)利要求13所述的非對稱柵MOS器件的制備方法，其特征在于，所述將靶材部分離化成離子狀態(tài)是通過在所述靶材上加第二偏壓實(shí)現(xiàn)的。
15.如權(quán)利要求14所述的非對稱柵MOS器件的制備方法，其特征在于，所述第一偏壓為直流偏壓、交流偏壓或脈沖偏壓中的任一種。
16.如權(quán)利要求14所述的非對稱柵MOS器件的制備方法，其特征在于，所述第二偏壓為直流偏壓、交流偏壓或脈沖偏壓中的任一種。
17.如權(quán)利要求8所述的非對稱柵MOS器件的制備方法，其特征在于，所述半導(dǎo)體襯底為硅或絕緣層上硅，所述多晶半導(dǎo)體層為多晶硅層，所述金屬半導(dǎo)體化合物納米線為金屬硅化物納米線。
18.如權(quán)利要求8所述的非對稱柵MOS器件的制備方法，其特征在于，所述半導(dǎo)體襯底為鍺或絕緣層上鍺，所述多晶半導(dǎo)體層為多晶鍺層，所述金屬半導(dǎo)體化合物納米線為金屬鍺化物納米線。
19.如權(quán)利要求17或18所述的非對稱柵MOS器件的制備方法，其特征在于，所述金屬半導(dǎo)體化合物納米線由金屬與所述多晶半導(dǎo)體層反應(yīng)生成，其中，所述金屬為鎳、鈷、鈦、鐿中的任一種，或鎳、鈷、鈦、鐿中的任一種并摻入鉬。
20.如權(quán)利要求19所述的非對稱柵MOS器件的制備方法，其特征在于，所述金屬中還摻入了鎢和/或鉬。
21.如權(quán)利要求8所述的非對稱柵MOS器件的制備方法，其特征在于，在所述多晶半導(dǎo)體層兩側(cè)的側(cè)壁上沉積金屬薄膜時(shí)的襯底溫度為0 300°C。
22.如權(quán)利要求8所述的非對稱柵MOS器件的制備方法，其特征在于，所述退火的溫度為 200 900 0C ο
全文摘要
本發(fā)明公開了一種非對稱柵MOS器件，其柵極為金屬柵，且所述金屬柵的功函數(shù)在所述MOS器件的源端與漏端不同，從而使得MOS器件的整體性能參數(shù)更加優(yōu)化；同時(shí)，還公開了一種非對稱柵MOS器件的制備方法，該方法通過對MOS器件的柵極進(jìn)行離子注入摻雜，使所述柵極的功函數(shù)在所述MOS器件的源端與漏端不同，從而使得MOS器件的整體性能參數(shù)更加優(yōu)化，該方法簡單方便。
文檔編號(hào)H01L29/78GK102184961SQ20111010629
公開日2011年9月14日 申請日期2011年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月26日
發(fā)明者吳東平, 張世理, 張衛(wèi), 朱倫, 朱志煒, 胡成 申請人:復(fù)旦大學(xué)