[發(fā)明專利]金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS)晶體管及其制作方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310655295.1
• 申請(qǐng)日: 2013-12-06
• 公開（公告）號(hào): CN103872132B
• 公開（公告）日: 2019-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 權(quán)勇·林;斯坦利·升澈·松;阿米塔比·賈殷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 德州儀器公司
• 主分類號(hào): H01L29/78
• 分類號(hào): H01L29/78;H01L29/10;H01L21/336;H01L21/28
• 代理公司: 北京律盟知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11287
• 代理人: 林斯凱

1.一種在單晶硅的表面處形成的金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管，所述表面具有第一導(dǎo)電性類型，所述金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管包括：

第二導(dǎo)電性類型的源極及漏極區(qū)域，其在所述表面的通過(guò)所述單晶硅中的凹部彼此分離的位置處形成；

第一及第二電介質(zhì)結(jié)構(gòu)，其分別安置于所述源極及漏極區(qū)域上方，所述第一及第二電介質(zhì)結(jié)構(gòu)中的每一者具有安置于所述凹部的部分的正上方的部分；

柵極電介質(zhì)層，其安置于所述凹部的表面處且在所述第一及第二電介質(zhì)結(jié)構(gòu)的部分的正下方以及在所述凹部的上方的所述第一及第二電介質(zhì)結(jié)構(gòu)的垂直邊緣上方延伸；

柵極電極，其安置于所述凹部?jī)?nèi)且通過(guò)所述柵極電介質(zhì)層與所述表面分離，所述柵極電極具有在所述第一及第二電介質(zhì)結(jié)構(gòu)的部分的正下方延伸的部分。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體管，其中所述源極及漏極區(qū)域各自包括：

所述第二導(dǎo)電性類型的第一摻雜部分，其從所述表面延伸到第一深度；及

所述第二導(dǎo)電性類型的第二摻雜部分，其環(huán)繞所述第一摻雜部分，從所述表面延伸到大于所述第一深度的第二深度，所述第二摻雜部分比所述第一摻雜部分被更輕地?fù)诫s。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體管，其中所述第一及第二電介質(zhì)結(jié)構(gòu)各自包括：

中心部分，其由第一電介質(zhì)材料形成；及

電介質(zhì)間隔件，其由第二電介質(zhì)材料形成，安置于所述中心部分的一側(cè)上及所述凹部的一部分上方，其中所述柵極電介質(zhì)層沿所述電介質(zhì)間隔件的整個(gè)底部表面延伸。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的晶體管，其中所述第一及第二電介質(zhì)結(jié)構(gòu)各自進(jìn)一步包括：

蝕刻停止部分，其安置于所述中心部分下方及所述中心部分與所述電介質(zhì)間隔件之間，其中所述柵極電極在所述電介質(zhì)間隔件與所述蝕刻停止部分下方延伸。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體管，其中所述柵極電介質(zhì)層包括高k電介質(zhì)材料；

且其中所述柵極電極包括金屬。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體管，其中下伏于所述第一及第二電介質(zhì)結(jié)構(gòu)的所述部分下的所述凹部的所述部分具有在<111>晶體平面中的表面；

且其中所述凹部具有在<100>晶體平面中的底部表面。

7.一種制作在單晶硅的表面處形成的金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管的方法，所述表面具有第一導(dǎo)電性類型，所述方法包括：

在所述表面的選定位置處形成虛擬柵極電介質(zhì)，所述表面的所述選定位置具有第一導(dǎo)電性類型；

在所述選定位置處形成上覆于所述虛擬柵極電介質(zhì)上的虛擬柵極電極；

在所述虛擬柵極電極的相對(duì)側(cè)上形成電介質(zhì)結(jié)構(gòu)，所述電介質(zhì)結(jié)構(gòu)的部分上覆于所述虛擬柵極電介質(zhì)的部分上；

將第二導(dǎo)電性類型的源極/漏極區(qū)域在所述虛擬柵極電極的相對(duì)側(cè)上的位置處形成到所述表面中；

接著移除第一虛擬柵極電極；

從所述表面的所述選定位置及所述電介質(zhì)結(jié)構(gòu)的部分的正下方蝕刻虛擬柵極電介質(zhì)材料；

在所述電介質(zhì)結(jié)構(gòu)之間及正下方的位置處向所述硅中蝕刻凹部；

在所述凹部的表面處形成柵極電介質(zhì)層；及

形成上覆于所述柵極電介質(zhì)層上及在所述電介質(zhì)結(jié)構(gòu)之間的柵極電極，所述柵極電極具有在所述電介質(zhì)結(jié)構(gòu)的正下方延伸的部分。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述形成所述電介質(zhì)結(jié)構(gòu)的步驟包括：

在所述形成所述虛擬柵極電極的步驟之后，在所述虛擬柵極電極的相對(duì)側(cè)壁上形成側(cè)壁電介質(zhì)間隔件；及

在所述形成源極/漏極區(qū)域的步驟之后，在所述源極/漏極區(qū)域上方沉積電介質(zhì)材料。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述形成源極/漏極區(qū)域的步驟包括：

在所述形成側(cè)壁電介質(zhì)間隔件的步驟之前，給所述表面植入所述第二導(dǎo)電性類型的摻雜劑離子以形成從所述表面延伸到第一深度的所述第二導(dǎo)電性類型的區(qū)域。