[發明專利]具有雙功函數掩埋柵電極的晶體管及其制造方法

有效

• 申請號: 201410641409.1
• 申請日: 2014-11-13
• 公開（公告）號: CN104810390B
• 公開（公告）日: 2019-07-26
• 發明（設計）人: 吳泰京;金秀浩;李桭烈
• 申請（專利權）人: 愛思開海力士有限公司
• 主分類號: H01L29/423
• 分類號: H01L29/423;H01L21/336;H01L21/28;H01L27/105
• 代理公司: 北京弘權知識產權代理事務所(普通合伙) 11363
• 代理人: 俞波;許偉群

具有雙功函數掩埋柵電極的晶體管及其制造方法。一種晶體管具有：源極區和漏極區，其分開地形成在襯底中；溝槽，其被限定在所述源極區和所述漏極區之間的襯底中；以及柵電極，其形成在所述溝槽中。柵電極包括：第一電極，其被掩埋在溝槽的底部之上；第二電極，其形成在第一電極之上；以及內襯電極，其具有界面部分和側面部分，界面部分位于第一電極和第二電極之間，而側面部分位于第二電極的側壁上且與源極區和漏極區重疊。

相關申請的交叉引用

本申請要求2014年1月29日提交的申請號為10-2014-0011584的韓國專利申請的優先權，其全部內容通過引用合并于此。

技術領域

本發明的示例性實施例涉及一種晶體管，且更具體地涉及具有雙功函數掩埋柵電極的晶體管及其制造方法。

背景技術

金屬柵電極可以應用為晶體管的柵電極。具有低電阻的金屬柵電極可以降低柵極電阻。另外，由于金屬柵電極可以具有高功函數，所以溝道劑量(channel dose)可以被降低，這導致泄漏電流減小且晶體管性能改善。

然而，由于在源/漏極區中的金屬柵電極和結區重疊處柵致漏極泄漏(GIDL)增加了，所以由于高功函數的原因可能要引起問題。特別地，在掩埋柵型晶體管中，由于掩埋金屬柵電極與源/漏極區之間的重疊面積大，所以柵致漏極泄漏(GIDL)可能是問題。

為了減少柵致漏極泄漏(GIDL)，可以降低掩埋金屬柵電極的高度，且可以最小化掩埋金屬柵電極和源/漏極區之間的重疊區域。

然而，如果掩埋金屬柵電極的高度被降低，則存在柵極電阻增加以及晶體管的電流驅動能力降低的問題。

因而，需要柵致漏極泄漏(GIDL)和電流驅動能力之間改善的折中特性。

發明內容

本發明的各種實施例涉及用于減小柵致漏極泄漏且改善電流驅動能力的掩埋柵型晶體管及其制造方法。

在本發明的一個實施例中，一種晶體管可以包括：源極區和漏極區，其分開地形成在襯底中；溝槽，其被限定在源極區和漏極區之間的襯底中；以及柵電極，其形成在溝槽中，所述柵電極包括：第一電極，其掩埋在溝槽的底部之上；第二電極，形成在第一電極之上；以及內襯電極，其具有界面部分和側面部分，所述界面部分位于第一電極和第二電極之間，所述側面部分位于第二電極的側壁上且與源極區和漏極區重疊。

在本發明的另一個實施例中，一種晶體管可以包括：隔離層，其形成在襯底中且限定有源區；源極區和漏極區，其形成在有源區中且彼此分開；溝槽，其被限定在源極區和漏極區之間的有源區中，且延伸至隔離層中；鰭區，其形成在溝槽之下有源區中；以及柵電極，其覆蓋鰭區，且位于溝槽中，所述柵電極包括：第一電極，其覆蓋鰭區的頂部和側壁，且掩埋在溝槽之下；第二電極，其在第一電極之上；以及內襯電極，其具有界面部分和側面部分，所述界面部分位于第一電極和第二電極之間，所述側面部分位于第二電極的側壁上且與源極區和漏極區重疊；以及阻擋層，其在內襯電極和第二電極之間。

在本發明的另一個實施例中，一種制造晶體管的方法可以包括：在襯底中限定溝槽；形成具有第一功函數且間隙填充溝槽的第一導電層；從襯底的頂表面去除第一導電層以形成部分地間隙填充溝槽的第一電極；在第一電極的頂表面、溝槽的側壁和襯底的頂表面上形成具有低于第一功函數的第二功函數的第二導電層；在第二導電層之上形成阻擋層；在阻擋層之上形成低電阻層來間隙填充溝槽；從襯底的頂表面去除低電阻層、阻擋層和第二導電層以形成第二電極和內襯電極；以及在襯底中形成源極區和漏極區，源極區和漏極區通過溝槽彼此分開且具有與內襯電極重疊的深度。