[發明專利]基于氧化分凝的埋溝結構硅基圍柵晶體管及其制備方法

有效

• 申請號: 201110029601.1
• 申請日: 2011-01-27
• 公開（公告）號: CN102157556A
• 公開（公告）日: 2011-08-17
• 發明（設計）人: 鄒積彬;黃如;王潤聲;楊庚雨;艾玉潔;樊捷聞
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L21/336;H01L29/10
• 代理公司: 北京萬象新悅知識產權代理事務所(普通合伙) 11360
• 代理人: 賈曉玲

1.一種埋溝結構硅基圍柵晶體管，包括溝道區、柵介質、柵區、源區、漏區和源漏端外延區，其特征在于，所述溝道區為硅納米線結構，包括三層，內部是圓柱形的溝道區下層，包裹在其外的兩層分別是溝道區和溝道區上層，溝道區上層和溝道區下層摻雜有類型相反的雜質，溝道區上層外覆蓋一層柵介質區，柵區位于柵介質的外層。

2.如權利要求1所述的埋溝結構硅基圍柵晶體管，其特征在于，溝道區、柵介質和柵區的長度取值范圍是10納米～10微米。

3.如權利要求1所述的埋溝結構硅基圍柵晶體管，其特征在于，溝道區為圓環狀，其厚度取值范圍是10納米～1微米，不摻雜或等效于不摻雜。

4.如權利要求1所述的埋溝結構硅基圍柵晶體管，其特征在于，溝道區上層為圓環狀，其厚度取值范圍是10納米～1微米，摻雜濃度范圍是10¹⁶～10¹⁸cm^-3。

5.如權利要求1所述的埋溝結構硅基圍柵晶體管，其特征在于，溝道區下層為圓柱結構，其直徑取值范圍是10納米～3微米，摻雜濃度范圍是10¹⁶～10¹⁸cm^-3。

6.如權利要求1所述的埋溝結構硅基圍柵晶體管，其特征在于，所述柵介質厚度取值范圍是1～10納米，柵區厚度范圍是10納米～5微米。

7.如權利要求1所述的埋溝結構硅基圍柵晶體管，其特征在于，所述源區和漏區采用高濃度摻雜，摻雜濃度取值范圍是10²⁰～10²¹cm^-3，，且源區和漏區上下表面齊平分別連接源漏端外延區。

8.如權利要求1所述的埋溝結構硅基圍柵晶體管，其特征在于，所述源、漏端外延區位于源區或漏區與溝道之間，其摻雜濃度與源區和漏區相同，其長度取值范圍是20納米～100納米，其摻雜濃度取值范圍是10²⁰～10²¹cm^-3。

9.如權利要求1所述的埋溝結構硅基圍柵晶體管的制備方法，包括以下步驟：

(1)選取體硅片，利用硬掩模定義源區，漏區，高濃度n型摻雜；

(2)去掉(1)中硬掩模，利用另一片硬掩模對溝道進行兩種不同類型雜質摻雜；

(3)去掉(2)中硬掩模，電子束定義細線條，進行氧化形成懸掛的硅條，氧化過程中雜質進行氧化分凝，形成溝道區、溝道區上層、溝道區下層的三層結構；

(4)濕法腐蝕掉形成的二氧化硅，進行熱氧化形成一層二氧化硅柵介質；

(5)制作柵區；

(6)最后進入常規CMOS后道工序。