[發明專利]用于形成ETSOI電容器、二極管、電阻器和背柵接觸部的方法和結構

有效

• 申請號: 201280061138.1
• 申請日: 2012-08-07
• 公開（公告）號: CN104025298A
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發明（設計）人: 程慷果;T·N·亞當;A·克哈基弗爾魯茨;A·雷茨尼采克
• 申請（專利權）人: 國際商業機器公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L21/336;H01L27/12
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 李玲

1.一種用于在絕緣體上半導體(SOI)襯底上形成半導體結構的方法，包括：

在疊加于掩埋氧化物(BOX)層(15)的極薄絕緣體上半導體(ETSOI)層(20)上在第一區域中形成ETSOI晶體管，所述ETSOI晶體管包括由隔離物(30)限定的偽柵極(27)和鄰接所述隔離物(30)的隆起型源極和漏極(RSD)(40)；

替換所述偽柵極(27)，沉積高k電介質(28)，之后在所述高k電介質(28)上沉積金屬柵極(80)；以及

在與所述ETSOI晶體管共面的第二區域中形成一個或多個電容器，所述一個或多個電容器具有由所述ETSOI的摻雜的所述RSD區域形成的第一電極和由所述金屬柵極形成的第二電極，所述高K電介質使所述第一電極與所述第二電極分離；

通過選擇性地使所述ETSOI和所述BOX凹進來形成至少一個pn結二極管，利用所述金屬柵極(80)填充所述結二極管以形成針對第一端子的一個接觸部，其中所述金屬柵極的接觸部經由所述高K柵極電介質和隔離物與所述ETSOI和RSD電隔離；

通過使所述SOI和所述BOX凹進以及外延生長回來以形成平面接觸部來形成一個或多個背柵接觸部；以及

通過使所述ETSOI和所述BOX層凹進并且使用外延生長填充所述凹進來在被替換的偽柵極之后形成一個或多個電阻器。

2.根據權利要求1所述的方法，其中，使用金屬氧化物形成所述高K電介質(85)。

3.根據權利要求1所述的方法，其中，形成所述ETSOI晶體管集中于第一區域中，并且所述電容器、所述結二極管、所述背柵接觸部或所述電阻器形成在第二區域中。

4.根據權利要求1所述的方法，還包括：利用淺溝槽隔離(STI)來使所述ETSOI晶體管與所述電容器、所述pn結二極管、所述背接觸部或所述電阻器隔離。

5.根據權利要求1所述的方法，其中，形成所述ETSOI晶體管和所述電容器包括利用金屬柵極分別替換所述偽柵極。

6.根據權利要求5所述的方法，還包括：通過使所述金屬柵極經由薄的所述掩埋氧化物BOX層延伸至鄰接所述背柵的上表面來形成所述電容器。

7.根據權利要求8所述的方法，其中，形成所述電容器包括形成金屬-絕緣體-半導體(MIS)電容器。

8.根據權利要求1所述的方法，還包括：形成圍繞所述ETSOI晶體管的所述金屬柵極的、使所述電容器的柵極的壁暴露的隔離物。

9.一種用于形成片上半導體結構的方法，包括：

在SOI襯底的ETSOI層(20)上，在晶體管區域中形成第一偽柵極(27)并且在電容器區域中形成第二偽柵極(80)，利用隔離物(30)圍繞每個所述偽柵極；

在所述ETSOI層上形成隆起型源極和漏極(RSD)(40)，所述RSD鄰接所述隔離物(30)；

通過蝕刻來從所述晶體管區域和所述電容器區域去除所述第一偽柵極(27)；

在所述晶體管區域和所述電容器區域的每一個中形成溝槽；

在所述晶體管區域和所述電容器區域中的每個被去除的所述偽柵極(27)中沉積高k電介質(850)，之后沉積金屬柵極；

形成所述片上半導體結構還包括形成任意數量的以下及其任意組合：

與所述ETSOI晶體管隔離的一個或多個電容器，所述一個或電容器與所述ETSOI晶體管共面且具有利用所述ETSOI的高摻雜的RSD區域形成的第一電極、利用所述金屬柵極形成第二電極，其中所述高K電介質使所述第一電極與所述第二電極分離；

通過使所述ETSOI和所述BOX凹進形成的一個或多個二極管，利用所述金屬柵極填充所述pn結二極管作為針對第一端子的一個接觸部，其中所述金屬柵極的接觸部通過所述高K柵極電介質和隔離物與所述ETSOI和RSD電隔離；

通過使所述SOI和所述BOX凹進以及外延生長回來以形成平面接觸部形成的一個或多個背柵接觸部；以及

通過使所述ETSOI層和所述BOX層凹進并且形成外延生長來在去除所述偽柵極之后形成的一個或多個電阻器。

10.根據權利要求9所述的方法，其中，在形成所述RSD之后還包括沉積和平坦化鄰接所述偽柵極的層間電介質層。

11.根據權利要求9所述的方法，其中，去除所述偽柵極是通過干蝕刻或濕蝕刻來進行的。