[發明專利]場效應晶體管及其制造方法

有效

• 申請號: 201310061264.3
• 申請日: 2013-02-27
• 公開（公告）號: CN103296088B
• 公開（公告）日: 2018-04-27
• 發明（設計）人: 李忠浩;李東矩;李丞哲;李炯錫;南善娥;吳昌佑;李鐘昱;S-Y.韓
• 申請（專利權）人: 三星電子株式會社
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/423;H01L21/336;H01L21/28
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所11105
• 代理人: 弋桂芬

1.一種場效應晶體管，包括：

具有有源圖案的基板，該有源圖案具有頂表面和兩個側壁，所述有源圖案從所述基板突起；

柵電極，鄰近所述有源圖案的所述頂表面和所述側壁并且跨過所述有源圖案；

柵間隔物，覆蓋所述柵電極的側壁；

柵電介質圖案，在所述柵電極的底表面處；

源電極，在所述柵電極的一側的所述有源圖案上；

漏電極，在所述柵電極的另一側的所述有源圖案上；以及

硅化物圖案，分別在所述源電極和所述漏電極的表面上，

其中所述柵電介質圖案包括至少一個高k層，所述柵間隔物的介電常數小于所述柵電介質圖案的介電常數，

其中所述柵電極包括第一柵電極和第二柵電極，所述第一柵電極從所述第二柵電極與所述柵電介質圖案之間的區域延伸到所述第二柵電極的所述側壁與所述柵間隔物之間的區域，

其中所述第一柵電極與所述柵間隔物的內側壁和所述柵電介質圖案直接接觸，

其中所述第一柵電極由金屬氮化物形成，所述第二柵電極由金屬形成。

2.如權利要求1所述的場效應晶體管，其中所述有源圖案包括在所述源電極和所述漏電極之間并且在所述柵電極下面的溝道區，其中所述柵電極包括面對所述溝道區的兩個側壁的第一部分以及設置在所述溝道區上以使所述第一部分彼此連接的第二部分。

3.如權利要求2所述的場效應晶體管，其中所述第一部分比所述第二部分厚。

4.如權利要求2所述的場效應晶體管，其中所述柵電介質圖案在所述柵電極下面并且分別覆蓋所述第一部分的底表面和側表面以及所述第二部分的底表面。

5.如權利要求2所述的場效應晶體管，其中所述基板包括NMOS區和PMOS區，其中所述源電極和漏電極配置為施加拉伸應變到所述溝道區的在NMOS區中的部分以及施加壓縮應變到所述溝道區的在PMOS區中的部分。

6.如權利要求1所述的場效應晶體管，其中所述源電極和所述漏電極包括與所述基板不同的材料。

7.如權利要求1所述的場效應晶體管，其中所述源電極和所述漏電極的頂表面高于鄰近所述源電極和所述漏電極的所述柵電極的底表面，其中所述源電極和所述漏電極的相對側表面與所述柵電極彼此間隔開均勻的距離。

8.如權利要求7所述的場效應晶體管，其中所述柵間隔物填充在所述源電極和所述漏電極的相對側表面與所述柵電極之間的空間。

9.如權利要求1所述的場效應晶體管，其中所述柵電介質圖案在所述柵電極的所述底表面下面并且具有與所述柵電極的寬度相同的寬度。

10.如權利要求8所述的場效應晶體管，其中插置在所述柵電極與所述源電極和所述漏電極中的至少一個之間的所述柵間隔物的材料的介電常數小于或等于硅氮化物層的介電常數。

11.一種制造場效應晶體管的方法，包括：

圖案化基板以形成有源鰭；

形成柵絕緣層以覆蓋所述有源鰭，所述柵絕緣層由至少一種高k電介質形成；

在所述柵絕緣層上形成犧牲柵圖案以跨過所述有源鰭；

在所述犧牲柵圖案的側壁上形成柵間隔物；

在所述犧牲柵圖案的一側形成源電極；

在所述犧牲柵圖案的另一側形成漏電極；

分別在所述源電極和所述漏電極上形成硅化物圖案；以及

用柵圖案取代所述犧牲柵圖案，

其中用所述柵圖案取代所述犧牲柵圖案包括：

去除所述犧牲柵圖案以暴露所述柵絕緣層；以及

在暴露的柵絕緣層上形成柵層，

其中形成所述柵層包括：

在所述暴露的柵絕緣層上和所述柵間隔物的內側壁上形成功函數控制層；以及

在所述功函數控制層上形成金屬層，

其中所述功函數控制層直接覆蓋所述柵絕緣層的頂表面和所述柵間隔物的所述內側壁，

其中所述功函數控制層由金屬氮化物形成，所述金屬層由金屬形成。

12.如權利要求11所述的方法，其中該方法還包括在形成所述柵絕緣層之后且在形成所述硅化物圖案之前執行熱處理。

13.如權利要求12所述的方法，其中所述硅化物圖案由以下至少一種形成：鎳硅化物、鈷硅化物、鎢硅化物、鈦硅化物、鈮硅化物和鉭硅化物。