[發(fā)明專(zhuān)利]晶體管器件和制造這一晶體管器件的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200780046404.2
• 申請(qǐng)日: 2007-12-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101558497A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-10-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 塞巴斯蒂安·努汀克;吉爾貝托·庫(kù)拉托拉
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: NXP股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L29/739
• 分類(lèi)號(hào): H01L29/739
• 代理公司: 北京天昊聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 陳 源;張?zhí)焓?/td>

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種晶體管器件。

本發(fā)明此外還涉及一種制造晶體管器件的方法。

背景技術(shù)

FinFET(＝鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管)可以提供恰當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)電流并且可以避免限制FET性能的所謂短溝道效應(yīng)。

US6413802公開(kāi)了一種使用傳統(tǒng)平面MOSFET技術(shù)制造的FinFET器件。該器件是在疊摞在絕緣層(例如，SIMOX)上的硅層中制造的，該器件象魚(yú)鰭那樣從絕緣層上伸出。在溝道的兩側(cè)上方提供了雙柵極，以提供增強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)電流并且有效地抑制短溝道效應(yīng)。在源極和漏極之間提供了多個(gè)溝道，以增大電流容量。可以將兩個(gè)晶體管疊摞成鰭狀，以提供具有共享柵極的CMOS晶體管對(duì)。

Bhuwelka，K.N.等人在2005年發(fā)表的《Scaling?the?VerticalTunnel?FET?With?Tunnel?Bandgap?Modulation?and?Gate?WorkfunctionEngineering》(IEEE?Transactions?on?Electron?Devices，卷52，第5期，第909到917頁(yè))公開(kāi)了一種包括選通p-i-n二極管的垂直場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)，該選通p-i-n二極管表現(xiàn)重度摻雜源極到固有溝道的柵控帶間隧道效應(yīng)。

這些常規(guī)系統(tǒng)可能不太適合在保持適當(dāng)性能的同時(shí)進(jìn)行大規(guī)模集成。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種晶體管器件，該晶體管器件適合于大規(guī)模集成，同時(shí)使該器件的性能保持在高層次上。

為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，提供了按照獨(dú)立權(quán)利要求的一種晶體管器件和一種制造晶體管器件的方法。

按照本發(fā)明的示范性實(shí)施方式，提供了一種晶體管器件，晶體管器件包括：襯底；在襯底上沿著水平方向成一條直線的鰭；鰭中的第一種電導(dǎo)類(lèi)型的第一源極/漏極區(qū)域；鰭中的第二種電導(dǎo)類(lèi)型的第二源極/漏極區(qū)域，其中第一種電導(dǎo)類(lèi)型不同于第二種電導(dǎo)類(lèi)型；在鰭中介于第一源極/漏極區(qū)域與第二源極/漏極區(qū)域之間的溝道區(qū)域；溝道區(qū)域之上的柵極絕緣體；和在柵極絕緣體上的柵極結(jié)構(gòu)，其中第一源極/漏極區(qū)域、溝道區(qū)域和第二源極/漏極區(qū)域的序列沿著水平方向成一條直線。

按照本發(fā)明的另一種示范性實(shí)施方式，提供了一種制造晶體管器件的方法，該方法包括：在襯底上沿著水平方向使鰭成一條直線；在鰭中形成第一種電導(dǎo)類(lèi)型的第一源極/漏極區(qū)域；在鰭中形成第二種電導(dǎo)類(lèi)型的第二源極/漏極區(qū)域，其中第一種電導(dǎo)類(lèi)型不同于第二種電導(dǎo)類(lèi)型；在鰭中在第一源極/漏極區(qū)域與第二源極/漏極區(qū)域之間形成溝道區(qū)域；在溝道區(qū)域之上形成柵極絕緣體；在柵極絕緣體上形成柵極結(jié)構(gòu)；和形成要沿著水平方向成一條直線的第一源極/漏極區(qū)域、溝道區(qū)域和第二源極/漏極區(qū)域的序列。

在本申請(qǐng)的上下文中，術(shù)語(yǔ)“鰭”可以具體表示一種帶狀結(jié)構(gòu)，該帶狀結(jié)構(gòu)可以基本上沿著一個(gè)方向延伸，并且該帶狀結(jié)構(gòu)可以位于襯底(例如半導(dǎo)體襯底，尤其是硅襯底)的平坦表面上或者平行于這樣的表面。這樣的鰭可以是一個(gè)長(zhǎng)方形結(jié)構(gòu)，該長(zhǎng)方形結(jié)構(gòu)沿著一個(gè)維度的延伸明顯大于沿著兩個(gè)剩余維度的延伸。

術(shù)語(yǔ)“襯底上的水平方向”可以表示處于(平坦)襯底的表面平面內(nèi)的延伸方向。

術(shù)語(yǔ)“第一電導(dǎo)類(lèi)型”和“第二電導(dǎo)類(lèi)型”可以表示N型摻雜區(qū)域和P型摻雜區(qū)域，或者反過(guò)來(lái)。N型摻雜可以是通過(guò)注入諸如砷化三氫之類(lèi)的VI族(group-VI)材料獲得的，而P型摻雜可以是通過(guò)使用諸如鋁之類(lèi)的III族材料進(jìn)行離子注入來(lái)獲得的。

術(shù)語(yǔ)“源極/漏極區(qū)域”可以表示與溝道鄰接的區(qū)域，該區(qū)域可以是摻雜的和/或作為源極或作為漏極操作的。

“不同電導(dǎo)”可以表示不同的摻雜濃度和/或不同的摻雜類(lèi)型(即N型摻雜和P型摻雜)。不同的電導(dǎo)類(lèi)型可以包括由不同載荷子(即電子和空穴)的傳導(dǎo)。

本發(fā)明的示范性實(shí)施方式具體基于下列認(rèn)識(shí)：與TFET(＝隧道場(chǎng)效應(yīng)晶體管)相結(jié)合的FinFET結(jié)構(gòu)非常適合于大規(guī)模集成，因?yàn)橐环矫骣捊Y(jié)構(gòu)能夠在減小短溝道效應(yīng)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)小占用面積。使用多鰭結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)更高的驅(qū)動(dòng)電流。TFET在鰭器件中結(jié)合可以意味著，如果沒(méi)有施加?xùn)艠O偏壓，則該器件包含反偏二極管。這樣，靜態(tài)漏泄電流可以非常低，這在高度集成的器件中是非常合適的。TFET還可以擁有非常好的短溝道性能。而且，F(xiàn)inFET結(jié)構(gòu)可以允許容易地提供具有雙柵函數(shù)的器件。這可以實(shí)現(xiàn)N型和P型TFET較為容易地集成到一個(gè)單獨(dú)的鰭中。這可以實(shí)現(xiàn)每個(gè)晶體管占用面積的進(jìn)一步減小。

按照本發(fā)明的示范性實(shí)施方式的器件的優(yōu)點(diǎn)在于，它可以適合于需要在不危害晶體管的性能優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)減小每個(gè)單個(gè)晶體管的芯片占用面積的大規(guī)模集成。