[發(fā)明專利]雙功函數(shù)掩埋柵型晶體管、形成方法和包括其的電子器件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510030731.5
• 申請日: 2015-01-21
• 公開（公告）號: CN105304710B
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姜東均
• 申請（專利權(quán)）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(quán)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11363
• 代理人: 俞波;許偉群

一種晶體管包括：源極區(qū)和漏極區(qū)，其形成在襯底中且彼此分隔開；溝槽，其形成在源極區(qū)和漏極區(qū)之間的襯底中；以及掩埋柵電極，其在溝槽的內(nèi)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(shù)阻擋層、和設(shè)置在高功函數(shù)阻擋層之上的第一低電阻率層；以及上掩埋部分，其包括設(shè)置在下掩埋部分之上且與源極區(qū)和漏極區(qū)重疊的低功函數(shù)阻擋層、和設(shè)置在低功函數(shù)阻擋層之上的第二低電阻率層。

相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求2014年5月29日提交的申請?zhí)枮?0-2014-0065279的韓國專利申請的優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容通過引用合并于此。

技術(shù)領(lǐng)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(shù)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(shù)

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(shù)，所以它們可以降低溝道雜質(zhì)劑量。這可能導(dǎo)致泄漏電流降低，從而提高了晶體管的性能。

然而，高功函數(shù)具有一個問題在于，在金屬柵電極與雜質(zhì)區(qū)(例如，源極區(qū)/漏極區(qū))重疊的區(qū)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(zhì)區(qū)(包括源極區(qū)/漏極區(qū))重疊的區(qū)域。

發(fā)明內(nèi)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(qū)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(jù)一個實施例，一種晶體管包括：源極區(qū)和漏極區(qū)，其形成在襯底中以彼此分隔開；溝槽，其形成在源極區(qū)和漏極區(qū)之間的襯底中；以及掩埋柵電極，其被設(shè)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(shù)阻擋層和設(shè)置在高功函數(shù)阻擋層之上的第一低電阻率層，其中，高功函數(shù)阻擋層包括含鋁氮化鈦；以及上掩埋部分，其包括設(shè)置在下掩埋部分之上且與源極區(qū)和漏極區(qū)重疊的低功函數(shù)阻擋層、以及設(shè)置在低功函數(shù)阻擋層之上的第二低電阻率層。高功函數(shù)阻擋層可以包括氮化鈦鋁(TiAlN)。低功函數(shù)阻擋層可以包括無氟鎢(fluorine-free tungsten，F(xiàn)FW)。低功函數(shù)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(shù)阻擋層和低功函數(shù)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(shù)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(shù)阻擋層包括氮化鈦鋁(TiAlN)。

根據(jù)另一個實施例，一種晶體管包括：有源區(qū)，其包括鰭型區(qū)；隔離層，其被凹陷以暴露出鰭型區(qū)的上表面和的側(cè)壁；源極區(qū)和漏極區(qū)，其形成在有源區(qū)中且彼此分隔開；溝槽，其形成在源極區(qū)和漏極區(qū)之間的有源區(qū)中且延伸至隔離層；以及掩埋柵電極，其被設(shè)置在溝槽中且覆蓋鰭型區(qū)，其中，掩埋柵電極包括：下掩埋部分，其包括高功函數(shù)阻擋層和設(shè)置在高功函數(shù)阻擋層之上的第一低電阻率層，其中，高功函數(shù)阻擋層包括含鋁氮化鈦；以及上掩埋部分，其包括設(shè)置在下掩埋部分之上且與源極區(qū)和漏極區(qū)重疊的低功函數(shù)阻擋層、以及設(shè)置在低功函數(shù)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(shù)阻擋層和第一低電阻率層之間的阻擋增強層。高功函數(shù)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(shù)阻擋層可以包括無氟鎢(FFW)。低功函數(shù)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。