[發明專利]垂直晶體管制造和器件

有效

• 申請號: 201680070960.2
• 申請日: 2016-12-15
• 公開（公告）號: CN108431953B
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發明（設計）人: R·韋尼加爾拉;金成東;B·多里斯;B·A·安德森
• 申請（專利權）人: 國際商業機器公司
• 主分類號: H01L27/092
• 分類號: H01L27/092;H01L21/8238
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 酆迅;李崢宇

1.一種制造垂直場效應晶體管的方法，包括：

在襯底中形成第一凹槽，其中所述第一凹槽具有第一底部表面；

從所述第一凹槽的所述第一底部表面外延生長第一漏極；

從形成在所述襯底中的第二凹槽的第二底部表面外延生長第二漏極；

在所述第一漏極和所述第二漏極上外延生長溝道材料；

在所述溝道材料中形成溝槽以在所述第一漏極上形成一個或多個鰭狀物溝道以及在所述第二漏極上形成一個或多個鰭狀物溝道，其中在所述第一漏極上方的溝槽延伸到所述第一漏極的表面，并且在所述第二漏極上方的溝槽延伸至所述第二漏極的表面；

在所述一個或多個鰭狀物溝道中的每一個上形成柵極結構；以及

在與所述第一漏極和所述第二漏極相關聯的每個鰭狀物溝道上生長源極。

2.根據權利要求1所述的方法，還包括在所述襯底中形成淺溝槽隔離區，其中所述淺溝槽隔離區位于所述第一漏極和所述第二漏極之間，并且在所述鰭狀物溝道之間的所述溝槽中的每一個中形成第一低k電介質材料隔離物。

3.根據權利要求1所述的方法，還包括形成到所述第一漏極的第一漏極觸點，形成到所述柵極結構的第一柵極的第一柵極觸點，以及形成在與所述第一漏極相關聯的所述鰭狀物溝道中的每一個源極第一源極觸點。

4.根據權利要求1所述的方法，其中在所述第一漏極上形成1至25個鰭狀物溝道，并且在所述第二漏極上形成1至25個鰭狀物溝道。

5.根據權利要求1所述的方法，其中所述鰭狀物溝道具有在30nm至400nm范圍內的高度，并且所述鰭狀物溝道包括本征硅。

6.根據權利要求1所述的方法，其中所述第一漏極和與所述第一漏極相關聯的所述鰭狀物溝道上的源極包括n摻雜材料，并且所述第二漏極和與所述第二漏極相關聯的所述鰭狀物溝道上的源極包括p-摻雜材料。

7.根據權利要求1所述的方法，其中所述柵極結構包括通過原子層沉積(ALD)或等離子體增強原子層沉積(PE-ALD)形成在所述鰭狀物溝道上的功函數金屬(WFM)帽。

8.根據權利要求7所述的方法，其中，所述功函數金屬(WFM)帽中的每一個被形成為5nm至15nm范圍內的厚度，并且每個所述功函數金屬(WFM)帽上的柵極被形成為2nm至5nm范圍內的厚度。

9.一種制造垂直場效應晶體管的方法，包括：

在襯底中形成淺溝槽隔離區域；

在所述襯底中形成第一凹槽，其中所述第一凹槽具有第一底部表面；

從所述第一凹槽的所述第一底部表面外延生長第一漏極；

從形成在所述襯底中的第二凹槽的第二底部表面外延生長第二漏極，其中淺溝槽隔離區域位于所述第一漏極和所述第二漏極之間；

在所述第一漏極和所述第二漏極上外延生長溝道材料，其中溝道材料包括本征硅；

在所述溝道材料中形成溝槽以在所述第一漏極上形成一個或多個鰭狀物溝道以及在所述第二漏極上形成一個或多個鰭狀物溝道，其中在所述第一漏極上方的溝槽延伸到所述第一漏極的表面，并且在所述第二漏極上方的溝槽延伸至所述第二漏極的表面；

在所述鰭狀物溝道之間的每個所述溝槽中形成第一低k電介質材料間隔物；

在所述一個或多個鰭狀物溝道的每一個上形成柵極結構；以及

在與所述第一漏極和所述第二漏極相關聯的每個鰭狀物溝道上生長源極。

10.根據權利要求9所述的方法，其中所述鰭狀物溝道具有在30nm至400nm的范圍內的高度，并且所述鰭狀物溝道包括本征硅。

11.根據權利要求9所述的方法，其中所述柵極結構具有在20nm至300nm范圍內的高度。