[發(fā)明專利]垂直溝道雙柵隧穿晶體管及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010162453.6
• 申請(qǐng)日: 2010-04-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101819975A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-09-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 臧松干;王鵬飛;張衛(wèi)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 復(fù)旦大學(xué)
• 主分類號(hào): H01L27/092
• 分類號(hào): H01L27/092;H01L29/78;H01L21/8238;H01L21/336
• 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

1.一種半導(dǎo)體器件，其特征在于，該半導(dǎo)體器件包括一個(gè)半導(dǎo)體襯底、在所述半導(dǎo) 體襯底上形成的一個(gè)N型隧穿晶體管和一個(gè)P型MOS晶體管；

所述的N型隧穿應(yīng)晶體管包括：

在所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成的垂直溝道結(jié)構(gòu)；

在所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)垂直溝道之下形成的具有第一種摻雜類型的漏區(qū)；

在所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)垂直溝道之上形成的具有第二種摻雜類型的源區(qū)；

在所述垂直溝道的兩側(cè)形成的垂直于襯底表面的柵區(qū)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述的半導(dǎo)體襯底為單晶硅、 多晶硅或者絕緣體上的硅。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述的第一種摻雜類型為n型， 第二種摻雜類型為p型。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述的柵區(qū)包括一層?xùn)叛趸瘜印? 一層高K材料層和一層金屬柵材料。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述的金屬柵材料為TiN、TaN、 RuO₂、Ru或WSi合金，或者其摻雜的多晶硅材料。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述的P型MOS晶體管包括：

所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)的第一種摻雜類型的區(qū)域；

在所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成的具有第二種摻雜類型的源區(qū)和漏區(qū)；

在所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成的介于源區(qū)和漏區(qū)之間的凹陷溝道區(qū)域；

在所述凹陷溝道區(qū)域之上形成的覆蓋整個(gè)凹陷溝道區(qū)域的柵區(qū)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述的P型MOS晶體管中，第 一種摻雜類型為n型，第二種摻雜類型為p型。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述的P型MOS晶體管中，柵 區(qū)包括一層?xùn)叛趸瘜印⒁粚痈逰材料層和一層金屬柵材料。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述的P型MOS晶體管中，金 屬柵材料為TiN、TaN、RuO₂、Ru或WSi合金，或者其摻雜的多晶硅材料。

10.一種如權(quán)利要求1所述半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，包括如下步驟：

一個(gè)具有第一種摻雜類型的半導(dǎo)體襯底；

進(jìn)行離子注入，在所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成第一種摻雜類型的區(qū)域；

進(jìn)行離子注入，在所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成第二種摻雜類型的區(qū)域；

淀積形成一層硬質(zhì)掩膜；

對(duì)所述硬質(zhì)掩膜和襯底進(jìn)行刻蝕形成器件的一個(gè)凹陷溝道結(jié)構(gòu)和一個(gè)位于所述第一 種摻雜類型區(qū)域上方的垂直溝道結(jié)構(gòu)；

剝除剩余的硬質(zhì)掩膜；

依次形成第一種絕緣薄膜、第二種絕緣薄膜、第一種導(dǎo)電薄膜和第一層光刻膠；

掩膜曝光刻蝕形成器件的柵極結(jié)構(gòu)；

第一層光刻膠剝離；

淀積第三種絕緣薄膜并對(duì)其進(jìn)行刻蝕形成側(cè)墻結(jié)構(gòu)；

刻蝕所述第一種、第二種絕緣薄膜以露出所述第一種、第二種摻雜類型的區(qū)域；

淀積第三種絕緣薄膜；

對(duì)所述第三種絕緣薄膜進(jìn)行刻蝕形成通孔；

淀積第二種導(dǎo)電薄膜形成電極。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述的半導(dǎo)體襯底為單晶硅、多晶 硅或者絕緣體上的硅。

12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述的硬質(zhì)掩膜為二氧化硅或者氮 化硅。

13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述的第一種摻雜類型為n型，第 二種摻雜類型為p型。

14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述的第一種絕緣薄膜為二氧化硅， 其厚度范圍為0.1-1nm。