[發明專利]具有減小的柵極到源極與柵極到漏極重疊電容的金屬柵極MOS晶體管

在審

• 申請號: 201380053370.5
• 申請日: 2013-11-08
• 公開（公告）號: CN104718626A
• 公開（公告）日: 2015-06-17
• 發明（設計）人: 馬諾耶·梅赫羅特拉;新美廣明
• 申請（專利權）人: 德州儀器公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L21/336
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 林斯凱

1.一種半導體結構，其包括：

半導體區，其具有一導電性類型；

源極，其接觸所述半導體區，所述源極具有與所述半導體區的所述導電性類型相反的導電性類型；

漏極，其接觸所述半導體區，所述漏極位于與所述源極間隔開之處，且具有與所述半導體區的所述導電性類型相反的導電性類型；

所述半導體區的溝道區，其位于所述源極與所述漏極之間；

柵極電介質，其接觸所述溝道區且位于所述溝道區上方；及

金屬柵極，其接觸所述柵極電介質且位于所述柵極電介質上方，所述金屬柵極具有下部寬度及大于所述下部寬度的上部寬度。

2.根據權利要求1所述的結構，其中所述金屬柵極具有頂表面及接觸所述頂表面的外表面；且所述柵極電介質接觸所述外表面的全部。

3.根據權利要求1所述的結構，其進一步包括接觸所述柵極電介質且橫向環繞所述柵極電介質及所述金屬柵極兩者的不導電側壁間隔件。

4.根據權利要求3所述的結構，其中所述柵極電介質及所述不導電側壁間隔件具有不同材料組成。

5.根據權利要求4所述的結構，其中所述柵極電介質為高k柵極電介質。

6.根據權利要求5所述的結構，其中所述不導電側壁間隔件包含氮化物區。

7.根據權利要求3所述的結構，其中所述不導電側壁間隔件的一部分垂直位于所述半導體區與所述金屬柵極正中間。

8.根據權利要求3所述的結構，其中所述不導電側壁間隔件的一部分垂直位于所述溝道區與所述金屬柵極正中間。

9.根據權利要求4所述的結構，其進一步包括接觸所述不導電側壁間隔件且位于所述源極及所述漏極上方的互連電介質結構。

10.一種半導體結構，其包括：

半導體區，其具有一導電性類型；

源極，其接觸所述半導體區，所述源極具有與所述半導體區的所述導電性類型相反的導電性類型；

漏極，其接觸所述半導體區，所述漏極位于與所述源極間隔開之處，且具有與所述半導體區的所述導電性類型相反的導電性類型；

所述半導體區的溝道區，其位于所述源極與所述漏極之間；

柵極電介質，其接觸所述溝道區且位于所述溝道區上方；

金屬柵極，其接觸所述柵極電介質且位于所述柵極電介質上方；及

不導電側壁間隔件，其接觸所述柵極電介質且橫向環繞所述柵極電介質及所述金屬柵極兩者，所述不導電側壁間隔件的一部分垂直位于所述半導體區與所述金屬柵極正中間。

11.根據權利要求10所述的結構，其中所述柵極電介質及所述不導電側壁間隔件具有不同材料組成。

12.根據權利要求11所述的結構，其中所述柵極電介質為高k柵極電介質。

13.根據權利要求12所述的結構，其中所述不導電側壁間隔件包含氮化物區。

14.根據權利要求11所述的結構，其中所述金屬柵極具有頂表面及接觸所述頂表面的外表面；且所述柵極電介質接觸所述頂表面的全部。

15.根據權利要求14所述的結構，且其進一步包括接觸所述不導電側壁間隔件且位于所述源極及所述漏極上方的互連電介質結構。

16.一種形成半導體結構的方法，其包括：

形成接觸半導體區的柵極結構，所述柵極結構具有犧牲柵極電介質及犧牲柵極，所述犧牲柵極電介質接觸所述半導體區，所述犧牲柵極接觸所述犧牲柵極電介質，所述半導體區具有一導電性類型；

蝕刻掉所述犧牲柵極電介質的一部分以形成犧牲電介質結構及腔，所述犧牲電介質結構接觸所述犧牲柵極及所述半導體區，所述腔垂直位于所述犧牲柵極的一部分正下方；及

在已形成所述犧牲電介質結構之后，形成接觸所述半導體區的源極及漏極，所述源極及所述漏極各自具有與所述半導體區的所述導電性類型相反的導電性類型。

17.根據權利要求16所述的方法，其進一步包括形成接觸所述犧牲電介質結構及所述犧牲柵極的不導電側壁間隔件，所述不導電側壁間隔件的一部分在所述腔中垂直位于所述半導體區與所述犧牲柵極正中間。