[發明專利]可縮放集成邏輯和非易失性存儲器

有效

• 申請號: 200580039701.5
• 申請日: 2005-11-01
• 公開（公告）號: CN101061585A
• 公開（公告）日: 2007-10-24
• 發明（設計）人: 阿勒普·巴塔查里亞
• 申請（專利權）人: 麥克隆科技公司
• 主分類號: H01L29/423
• 分類號: H01L29/423;H01L21/28;H01L21/336
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 王允方;劉國偉

1.一種可縮放非易失性晶體管，其包括：

襯底，其包括多個摻雜區域；

柵極絕緣體，其形成在所述襯底上并實質上處于所述多個摻雜區域之間，其中所 述柵極絕緣體進一步包括一SiON層并具有2.0-2.5nm范圍內的物理厚度，所述物 理厚度具有1.0-1.5nm范圍內的等效氧化物厚度；

具有內嵌的金屬納米點的高介電常數絕緣體，其形成在所述柵極絕緣體上方；和

柵極堆疊，其形成在所述高介電常數絕緣體上方并包括：

金屬氮化物層，其形成在所述高介電常數絕緣體上方；

柵極層，其形成在所述金屬氮化物層上方；和

金屬硅化物層，其形成在所述柵極層上方。

2.根據權利要求1所述的晶體管，其中所述柵極層是金屬柵極。

3.根據權利要求1所述的晶體管，其中所述金屬氮化物層是氮化鈦。

4.根據權利要求1所述的晶體管，其中所述金屬硅化物層包括硅化鈷、硅化鎳、硅化 鎢或硅化鈦中的一者。

5.根據權利要求1所述的晶體管，其中所述柵極絕緣體是氧化物。

6.根據權利要求1所述的晶體管，其中具有所述內嵌金屬納米點的所述絕緣體包括電 介質，所述電介質具有密度范圍在2×10¹³與10×10¹³之間的高密度納米點層。

7.根據權利要求6所述的晶體管，其中所述金屬納米點的尺寸在1-3nm范圍內，且間 隔開3nm。

8.根據權利要求6所述的晶體管，其中電介質包括Al₂O₃、HfO₂、ZrO₂、Ta₂O₅、HfSiON、 HfTaO、Pr₂O₃、PrSiON、LaSiON、HfAlO，或Al與La、Al與Pr以及Al與Zr的 混合氧化物中的一者。

9.根據權利要求6所述的晶體管，其中所述金屬納米點包括鉑、金、鈷或鎢中的一者。

10.根據權利要求6所述的晶體管，其中所述金屬納米點層內嵌在所述高介電常數材料 中，比所述金屬氮化物層實質上更接近所述柵極絕緣體。

11.一種制造可縮放晶體管的方法，其包括：

在襯底中形成多個源極/漏極區域；

在所述襯底上且實質上在所述多個源極/漏極區域之間形成具有SiON層的柵極絕 緣體，其中所述柵極絕緣體由2.0-2.5nm范圍內的物理厚度和1.0-1.5nm范圍內的 等效氧化物厚度形成；

在所述柵極絕緣體上方形成柵極堆疊，所述柵極堆疊包括形成在金屬氮化物層與 金屬硅化物層之間的柵極層；和

用低熱預算工藝形成源極/漏極區域和柵極堆疊層。

12.根據權利要求11所述的方法，其中通過原子層沉積形成所述柵極絕緣體。

13.根據權利要求11所述的方法，其中形成所述柵極堆疊包含進行鎳硅化以形成所述金 屬硅化物層，并摻雜非晶硅以形成所述柵極層。

14.根據權利要求11所述的方法，其中形成所述柵極堆疊包含進行鎢硅化以形成所述金 屬硅化物層，并摻雜非晶硅以形成所述柵極層。

15.根據權利要求13所述的方法，其中用于摻雜所述非晶硅的摻雜源包含使用硼或磷 中的一者。

16.根據權利要求13所述的方法，其中用于摻雜所述非晶硅的摻雜源采用對硅酸硼玻 璃或硅酸磷玻璃中的一者進行等離子化學汽相沉積。

17.根據權利要求12所述的方法，其中形成所述金屬硅化物層的工藝包含對硅化鎢或 硅化鎳中的一者分別與鎢或鎳中的一者的組合進行原子層沉積。