[發(fā)明專利]一種不對稱型源漏場效應晶體管的制備方法

有效

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• 申請日: 2010-04-28
• 公開（公告）號: CN101834141A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發(fā)明（設計）人: 樸穎華;吳東平;張世理
• 申請（專利權(quán)）人: 復旦大學
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L21/265;H01L29/78;H01L29/08
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸飛;盛志范

技術(shù)領域

本發(fā)明屬于微電子器件技術(shù)領域，具體涉及半導體器件和相關工藝制備方法，更具體的說，涉及場效應晶體管的其制備方法。

背景技術(shù)

MOS場效應晶體管(MOSFET)是金屬-氧化物-半導體場效應晶體管的簡稱，是利用電場效應來控制半導體中電流的一種半導體器件，只依靠一種載流子參與導電，故又稱為單極型晶體管。MOS場效應晶體管可以用半導體硅、鍺為材料，也可用化合物半導體砷化鎵等材料制作，目前以使用硅材料的最多。通常MOS場效應晶體管由半導體襯底、源區(qū)和漏區(qū)、柵氧化層以及柵電極等幾個主要部分組成，其基本結(jié)構(gòu)一般是一個四端器件，它的中間部分是由金屬-絕緣體-半導體組成的MOS電容結(jié)構(gòu)，MOS電容的兩側(cè)分別是源區(qū)和漏區(qū)，在正常的工作狀態(tài)下，載流子從源區(qū)流入，從漏區(qū)流出，絕緣層上為柵極，在柵極上施加電壓，可以改變絕緣層中的電場強度，控制半導體表面電場，從而改變半導體表面溝道的導電能力。

混合結(jié)由肖特基結(jié)和PN結(jié)混合構(gòu)成，具有工作電流高、開關速度快、漏電流較小、擊穿電壓較高等優(yōu)點。

不對稱型源漏場效應晶體管源區(qū)與漏區(qū)結(jié)構(gòu)不對稱，其一由PN結(jié)構(gòu)成，另外一個由混合結(jié)構(gòu)成，所述混合結(jié)由肖特基結(jié)和PN結(jié)混合構(gòu)成。該種晶體管具有較低的泄漏電流，同時其源漏串聯(lián)電阻比傳統(tǒng)重摻雜PN結(jié)型源漏場效應晶體管的源漏串聯(lián)電阻要小。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種制備不對稱型源漏場效應晶體管的方法。

本發(fā)明中，所述不對稱型源漏場效應晶體管包括半導體襯底、柵極結(jié)構(gòu)、分別為混合結(jié)和PN結(jié)的源區(qū)和漏區(qū)，所述源區(qū)與漏區(qū)結(jié)構(gòu)不對稱，其一由PN結(jié)構(gòu)成，另外一個由混合結(jié)構(gòu)成，所述混合結(jié)由肖特基結(jié)和PN結(jié)混合構(gòu)成。

本發(fā)明提供的不對稱型源漏場效應晶體管的制備方法包括如下步驟：

a，提供一個半導體襯底，用淺槽隔離工藝形成隔離結(jié)構(gòu)；

b，形成第一絕緣介質(zhì)層，接著在所述第一絕緣介質(zhì)層上形成一個電極層，然后通過光刻、刻蝕工藝對所述電極層和所述第一絕緣層進行圖形化刻蝕從而形成柵極結(jié)構(gòu)和源區(qū)及漏區(qū)兩側(cè)的偽柵結(jié)構(gòu)，并形成對應于源極和漏極區(qū)域的第一窗口和第二窗口且第二窗口的寬度小于第一窗口的寬度；

c，淀積形成第二絕緣介質(zhì)層且其厚度小于所述第二窗口寬度的一半；

d，利用選擇性各向異性刻蝕工藝對所述第二絕緣介質(zhì)層進行刻蝕，從而沿著所述第一窗口和第二窗口兩側(cè)形成側(cè)墻結(jié)構(gòu)；

e，進行第一次離子注入，選擇注入傾斜角度使所述第一窗口區(qū)域內(nèi)所述半導體襯底有離子到達而所述第二窗口區(qū)域內(nèi)所述半導體襯底沒有離子到達，進行退火使注入的離子激活，在所述第一窗口區(qū)域內(nèi)所述半導體襯底中形成PN結(jié)；

f，進行第二次離子注入，選擇注入傾斜角度使所述第二窗口區(qū)域內(nèi)所述半導體襯底部分有離子到達，進行退火使注入的離子激活，在所述第二窗口區(qū)域內(nèi)的所述半導體襯底形成PN結(jié)，在所述第一窗口區(qū)域內(nèi)所述半導體襯底中形成高濃度摻雜區(qū)域且該區(qū)域包含在第一次離子注入形成的區(qū)域內(nèi)；

g，淀積一金屬層，退火后所述金屬層和所述第一及第二窗口區(qū)域內(nèi)暴露出來的所述半導體襯底反應形成金屬半導體化合物導體層，除去未與上述半導體襯底反應的所述金屬層。

優(yōu)選地，所述源區(qū)形成于所述第一窗口區(qū)域而所述漏區(qū)形成于所述第二窗口區(qū)域，或者所述源區(qū)形成于所述第二窗口區(qū)域而所述漏區(qū)形成于所述第一窗口區(qū)域。

優(yōu)選地，所述半導體襯底是硅、鍺、鍺硅合金、SOI結(jié)構(gòu)或GOI結(jié)構(gòu)所述半導體襯底的摻雜濃度在1*10¹⁴到1*10¹⁹cm^-3之間。

優(yōu)選地，所述第一絕緣介質(zhì)層為二氧化硅、氮化硅、氧化鋁或鉿基高介電常數(shù)介質(zhì)材料。

優(yōu)選地，所述的電極層包含至少一個導電層，所述導電層為多晶硅、氮化鈦、氮化鉭、鎢金屬、金屬硅化物中的任意一種或者為它們之間的多層結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，通過所述第二次離子注入在所述半導體襯底中形成的雜質(zhì)峰值濃度不低于1*10¹⁹cm^-3。

優(yōu)選地，所述金屬層為鎳、鈷、鈦、鉑中的任意一種或者為它們之間的混合物。

優(yōu)選地，所述金屬半導體化合物導體層為硅化鎳、鍺化鎳、硅化鈷、鍺化鈷、硅化鈦、鍺化鈦、硅化鉑、鍺化鉑中的任意一種或者它們之間的混合物。

本發(fā)明提供的的不對稱型源漏場效應晶體管制備方法還可以將所屬步驟c-步驟e替換為下列步驟：