[發(fā)明專利]具有延伸的柵極介電層的金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310233806.0
• 申請(qǐng)日: 2013-06-13
• 公開（公告）號(hào): CN104037225B
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林炫政;程世偉;朱則榮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L29/78
• 分類號(hào): H01L29/78;H01L29/423;H01L21/336;H01L21/28
• 代理公司: 北京德恒律治知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;孫征

本發(fā)明提供了一種金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管（MOSFET），包括：襯底、襯底中的源極和漏極、在源極和漏極之間設(shè)置在襯底上方的柵電極以及設(shè)置在襯底和柵電極之間的柵極介電層。至少一部分的柵極介電層朝向源極和漏極中的至少一個(gè)延伸超過柵電極。本發(fā)明還提供了具有延伸的柵極介電層的金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明一般地涉及集成電路，更具體地，涉及金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管（MOSFET）。

背景技術(shù)

一些MOSFET被設(shè)計(jì)為維持高工作電壓。具有更寬范圍Vbd（稱作“拖尾”）的一些MOSFET的柵極介電層擊穿電壓（Vbd）具有可靠性問題。例如，具有多指結(jié)構(gòu)的高電壓（HV）MOSFET器件通常具有這種Vbd拖尾。先前設(shè)計(jì)的增加Vbd的一些器件會(huì)導(dǎo)致較大的器件間距、變大的閾值電壓Vt或角部處的柵極氧化物薄化，從而導(dǎo)致不穩(wěn)定或不希望的器件性能。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的缺陷，根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管（MOSFET），包括：襯底；源極，位于所述襯底中；漏極，位于所述襯底中；柵電極，在所述源極和所述漏極之間設(shè)置在所述襯底上方；以及柵極介電層，設(shè)置在所述襯底和所述柵電極之間，其中，至少部分所述柵極介電層朝向所述源極和所述漏極中的至少一個(gè)延伸超過所述柵電極。

在該MOSFET中，所述柵極介電層延伸超過所述柵電極的長(zhǎng)度至少為所述柵極介電層的厚度的0.5倍。

在該MOSFET中，所述柵極介電層延伸超過所述柵電極的長(zhǎng)度在0.03μm至0.3μm的范圍內(nèi)。

在該MOSFET中，所述柵極介電層包括二氧化硅。

在該MOSFET中，所述柵電極包括多晶硅或金屬。

該MOSFET進(jìn)一步包括：鄰近所述柵電極設(shè)置在所述襯底中的輕摻雜區(qū)。

該MOSFET進(jìn)一步包括：鄰近所述柵電極并且至少部分地位于所述柵極介電層上方的間隔件。

在該MOSFET中，所述間隔件包括氮化硅或二氧化硅。

在該MOSFET中，所述柵極介電層的朝向所述漏極的部分比朝向所述源極的部分厚。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種制造金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管（MOSFET）的方法，包括：在襯底上方形成柵極介電層；在所述柵極介電層上方形成柵電極，至少一部分所述柵極介電層沒有被所述柵電極所覆蓋；以及在所述襯底中形成源極和漏極，所述柵極介電層朝向所述源極和所述漏極中的至少一個(gè)延伸超過所述柵電極。

在該方法中，所述柵極介電層延伸超過所述柵電極的長(zhǎng)度至少為所述柵極介電層的厚度的0.5倍。

在該方法中，所述柵極介電層延伸超過所述柵電極的長(zhǎng)度在0.03μm至0.3μm的范圍內(nèi)。

在該方法中，所述柵極介電層包括二氧化硅。

在該方法中，所述柵電極包括多晶硅或金屬。

該方法進(jìn)一步包括：形成鄰近所述柵電極設(shè)置在所述襯底中的至少一個(gè)輕摻雜區(qū)。

該方法進(jìn)一步包括：形成鄰近所述柵電極并且至少部分地位于所述柵極介電層上方的間隔件。

在該方法中，所述間隔件包括氮化硅或二氧化硅。

在該方法中，所述柵極介電層的朝向所述漏極的部分比朝向所述源極的部分厚。