[發明專利]雙功函數掩埋柵型晶體管、形成方法和包括其的電子器件

有效

• 申請號: 201510030731.5
• 申請日: 2015-01-21
• 公開（公告）號: CN105304710B
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發明（設計）人: 姜東均
• 申請（專利權）人: 愛思開海力士有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/49;H01L21/336;H01L21/28
• 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

一種晶體管包括：源極區和漏極區，其形成在襯底中且彼此分隔開；溝槽，其形成在源極區和漏極區之間的襯底中；以及掩埋柵電極，其在溝槽的內部，其中，掩埋柵電極包括：下掩埋部分，其包括包含有含鋁氮化鈦的高功函數阻擋層、和設置在高功函數阻擋層之上的第一低電阻率層；以及上掩埋部分，其包括設置在下掩埋部分之上且與源極區和漏極區重疊的低功函數阻擋層、和設置在低功函數阻擋層之上的第二低電阻率層。

相關申請的交叉引用

本申請要求2014年5月29日提交的申請號為10-2014-0065279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

示例性實施例涉及一種晶體管，且更具體地，涉及一種雙功函數掩埋柵型晶體管、用于制造所述晶體管的方法以及包括所述晶體管的電子器件。

背景技術

晶體管采用金屬柵電極作為它們的柵電極。低電阻的金屬柵電極可以降低柵極電阻。此外，由于金屬柵電極具有高的功函數，所以它們可以降低溝道雜質劑量。這可能導致泄漏電流降低，從而提高了晶體管的性能。

然而，高功函數具有一個問題在于，在金屬柵電極與雜質區(例如，源極區/漏極區)重疊的區域中增加了柵致漏極泄漏(gate-induced drain leakage，GIDL)。具體地，難以降低在掩埋柵型晶體管中的柵致漏極泄漏，因為具有很大的金屬柵電極與雜質區(包括源極區/漏極區)重疊的區域。

發明內容

一個實施例針對一種可以改善柵致漏極泄漏(GIDL)電流特性和驅動能力的掩埋柵型晶體管，以及用于制造所述掩埋柵型晶體管的方法。

根據一個實施例，一種晶體管包括：源極區和漏極區，其形成在襯底中以彼此分隔開；溝槽，其形成在源極區和漏極區之間的襯底中；以及掩埋柵電極，其被設置在溝槽中，其中，掩埋柵電極包括：下掩埋部分，其包括高功函數阻擋層和設置在高功函數阻擋層之上的第一低電阻率層，其中，高功函數阻擋層包括含鋁氮化鈦；以及上掩埋部分，其包括設置在下掩埋部分之上且與源極區和漏極區重疊的低功函數阻擋層、以及設置在低功函數阻擋層之上的第二低電阻率層。高功函數阻擋層可以包括氮化鈦鋁(TiAlN)。低功函數阻擋層可以包括無氟鎢(fluorine-free tungsten，FFW)。低功函數阻擋層可以包括碳化鈦(TiC)、碳化鈦鋁(TiAlC)或鈦鋁(TiAl)。第一低電阻率層和第二低電阻率層可以包括含金屬的材料，其電阻率分別比高功函數阻擋層和低功函數阻擋層的電阻率更低。第一低電阻率層和第二低電阻率層可以包括鎢。下掩埋部分還可以包括在高功函數阻擋層和第一低電阻率層之間的阻擋增強層。阻擋增強層可以包括氮化鈦(TiN)，以及其中，高功函數阻擋層包括氮化鈦鋁(TiAlN)。

根據另一個實施例，一種晶體管包括：有源區，其包括鰭型區；隔離層，其被凹陷以暴露出鰭型區的上表面和的側壁；源極區和漏極區，其形成在有源區中且彼此分隔開；溝槽，其形成在源極區和漏極區之間的有源區中且延伸至隔離層；以及掩埋柵電極，其被設置在溝槽中且覆蓋鰭型區，其中，掩埋柵電極包括：下掩埋部分，其包括高功函數阻擋層和設置在高功函數阻擋層之上的第一低電阻率層，其中，高功函數阻擋層包括含鋁氮化鈦；以及上掩埋部分，其包括設置在下掩埋部分之上且與源極區和漏極區重疊的低功函數阻擋層、以及設置在低功函數阻擋層之上的第二低電阻率層。晶體管還可以包括在高功函數阻擋層和第一低電阻率層之間的阻擋增強層。高功函數阻擋層可以包括氮化鈦鋁(TiAlN)，并且阻擋增強層可以包括氮化鈦(TiN)。低功函數阻擋層可以包括無氟鎢(FFW)。低功函數阻擋層可以包括碳化鈦(TiC)、碳化鈦鋁(TiAlC)或鈦鋁(TiAl)。第一低電阻率層和第二低電阻率層中的每個可以包括鎢。