[發明專利]晶體管及其制造方法

在審

• 申請號: 201210514533.2
• 申請日: 2012-12-04
• 公開（公告）號: CN103855001A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發明（設計）人: 肖德元
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: H01L21/335
• 分類號: H01L21/335;H01L29/778;H01L29/06
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 駱蘇華

1.一種晶體管的制造方法，其特征在于，包括：

在基底上依次形成量子阱層、勢壘層；

圖形化所述勢壘層、量子阱層形成隔離區；

填充所述隔離區形成隔離結構，所述隔離結構用于隔離不同的晶體管區域；

圖形化所述晶體管區域的勢壘層、量子阱層，保留對應柵極區域的勢壘層、量子阱層，去除對應源極區域、漏極區域的勢壘層、量子阱層，從而形成溝槽；

向溝槽中填充摻雜的半導體材料，以形成源極和漏極；

在柵極區域的量子阱層上形成柵極結構。

2.如權利要求1所述的晶體管的制造方法，其特征在于，在基底上形成量子阱層之前還包括：在基底上形成一導熱絕緣緩沖層。

3.如權利要求2所述的晶體管的制造方法，其特征在于，

形成隔離區的步驟包括：圖形化所述勢壘層、量子阱層，形成露出所述導熱絕緣緩沖層的隔離區；

填充所述隔離區形成隔離結構的步驟包括：以所述導熱絕緣緩沖層的材料對隔離區進行填充。

4.如權利要求3所述的晶體管的制造方法，其特征在于，通過外延生長的方式形成所述隔離結構。

5.如權利要求1所述的晶體管的制造方法，其特征在于，所述量子阱層為氮化鎵量子阱層、氮化銦鎵量子阱層或氮化鋁鎵量子阱層。

6.如權利要求1所述的晶體管的制造方法，其特征在于，所述勢壘層的材料為氮化鋁。

7.如權利要求6所述的晶體管的制造方法，其特征在于，在基底上形成量子阱層之前還包括形成一氮化鋁材料的緩沖層。

8.如權利要求7所述的晶體管的制造方法，其特征在于，所述隔離結構的材料為氮化鋁。

9.如權利要求6所述的晶體管的制造方法，其特征在于，所述基底為具有(111)晶面的硅基底。

10.如權利要求1所述的晶體管的制造方法，其特征在于，圖形化晶體管區域的勢壘層、量子阱層的步驟包括：在勢壘層上形成偽柵，以所述偽柵為掩模圖形化所述勢壘層、量子阱層。

11.如權利要求10所述的晶體管的制造方法，其特征在于，形成源極、漏極之后，形成柵極結構之前，還包括：在源極、漏極上形成層間介質層，所述層間介質層與所述偽柵齊平。

12.如權利要求11所述的晶體管的制造方法，其特征在于，形成柵極結構之前，還包括：圖形化所述層間介質層，去除偽柵形成第一開口，還去除源極、漏極上的層間介質層形成第二開口。

13.如權利要求12所述的晶體管的制造方法，其特征在于，形成柵極結構的步驟包括：在所述第一開口填充金屬材料，以形成柵極結構；

在第一開口填充金屬材料的過程中還在所述第二開口中填充金屬材料，形成源極、漏極的連接插塞。

14.一種晶體管，其特征在于，包括：

基底，所述基底上形成有用于隔離不同晶體管區域的隔離結構；

晶體管區域包括依次位于基底上的量子阱層、勢壘層；

位于所述勢壘層上的柵極結構；

位于所述柵極結構兩側基底上且與量子阱層、勢壘層相接觸的源極和漏極。

15.如權利要求14所述的晶體管，其特征在于，量子阱層的厚度位于10~50nm的范圍內。

16.如權利要求14所述的晶體管，其特征在于，所述勢壘層的厚度位于1~5nm的范圍內。

17.如權利要求14所述的晶體管，其特征在于，所述量子阱層為氮化鎵量子阱層、氮化銦鎵量子阱層或氮化鋁鎵量子阱層。

18.如權利要求14所述的晶體管，其特征在于，所述勢壘層的材料為氮化鋁。

19.如權利要求14所述的晶體管，其特征在于，還包括：位于基底和量子阱層之間的導熱絕緣緩沖層，所述導熱絕緣緩沖層與所述隔離結構相接觸。

20.如權利要求19所述的晶體管，其特征在于，所述隔離結構與所述導熱絕緣緩沖層的材料均為氮化鋁。