[發(fā)明專利]具有橫向延伸的柵極電介質(zhì)的高電壓場(chǎng)效應(yīng)晶體管及其制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201780002979.8
• 申請(qǐng)日: 2017-11-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108811517B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: M.喬杜里;A.林;J.卡伊;張艷麗;J.阿爾斯梅爾
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 桑迪士克科技有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): H01L29/08
• 分類號(hào): H01L29/08;H01L29/10;H01L29/78;H01L29/49
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 邱軍

1.一種場(chǎng)效應(yīng)晶體管，包括：

溝槽，位于半導(dǎo)體襯底的上部部分中；

連續(xù)介電材料層，包含填充所述溝槽的整個(gè)體積的柵極電介質(zhì)；

柵電極，上覆蓋于所述柵極電介質(zhì)的中心部分，其中所述柵極電介質(zhì)的第一外圍部分和第二外圍部分位于關(guān)于所述柵極電介質(zhì)的中心部分的相對(duì)的兩側(cè)上，并且不具有與所述柵電極重疊的區(qū)域；

源極延伸區(qū)域，位于所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)并且接觸所述柵極電介質(zhì)的第一外圍部分的第一垂直側(cè)壁；以及

漏極延伸區(qū)域，位于所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)并且接觸所述柵極電介質(zhì)的第二外圍部分的第二垂直側(cè)壁，

其中用與所述源極延伸區(qū)域和所述漏極延伸區(qū)域相同種類的電摻雜劑來(lái)?yè)诫s所述柵極電介質(zhì)的第一外圍部分和第二外圍部分。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其中：

所述溝槽具有均勻深度；

所述柵極電介質(zhì)自始至終地具有均勻厚度；并且

所述柵極電介質(zhì)的均勻厚度大于所述溝槽的均勻深度。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其中所述連續(xù)介電材料層還包括半導(dǎo)體氧化物層，所述半導(dǎo)體氧化物層鄰接于所述柵極電介質(zhì)的第一外圍部分和第二外圍部分，所述半導(dǎo)體氧化物層具有小于所述柵極電介質(zhì)的厚度并且實(shí)質(zhì)上沒(méi)有碳原子。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其中所述場(chǎng)效應(yīng)晶體管還包括：

源極區(qū)域，其具有比所述源極延伸區(qū)域更大的摻雜濃度，并且接觸所述源極延伸區(qū)域和所述半導(dǎo)體氧化物層的底表面的第一部分，并且與所述柵極電介質(zhì)橫向間隔開(kāi)；以及

漏極區(qū)域，其具有比所述漏極延伸區(qū)域更大的摻雜濃度，并且接觸所述漏極延伸區(qū)域和所述半導(dǎo)體氧化物層的底表面的第二部分，并且與所述柵極電介質(zhì)橫向間隔開(kāi)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其中所述溝槽的側(cè)壁從所述半導(dǎo)體襯底的頂表面垂直延伸至所述溝槽的水平底表面，并且共同限定所述溝槽的總橫向范圍。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其中所述柵極電介質(zhì)的整個(gè)頂表面位于水平平面中。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其中：

所述源極延伸區(qū)域接觸所述柵極電介質(zhì)的第一外圍部分的底表面的部分；并且

源極延伸區(qū)域接觸所述柵極電介質(zhì)的第二外圍部分的底表面的部分。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的場(chǎng)效應(yīng)晶體管，還包括橫向圍繞所述柵電極的介電柵極間隔體，其中所述柵極電介質(zhì)的第一垂直側(cè)壁和第二垂直側(cè)壁以橫向分離距離與所述柵電極橫向間隔開(kāi)，所述橫向分離距離大于所述介電柵極間隔體的外側(cè)壁與所述柵電極的橫向分離距離。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的場(chǎng)效應(yīng)晶體管，還包括平坦化介電層，所述平坦化介電層具有平坦的頂表面，所述平坦的頂表面位于包含所述柵電極的頂表面的水平平面上方，所述平坦化介電層包含在所述柵電極的層級(jí)的第三垂直側(cè)壁，其中在所述第三垂直側(cè)壁和所述柵電極之間的橫向距離小于所述柵極電介質(zhì)的第一外圍部分的第一垂直側(cè)壁和柵電極之間的橫向距離。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的場(chǎng)效應(yīng)晶體管，還包括介電柵極襯墊，所述介電柵極襯墊包含橫向圍繞所述柵電極并且由介電柵極間隔體橫向圍繞的垂直部分、以及接觸所述柵電極的部分并且在所述介電柵極間隔體下方的水平部分，其中所述介電柵極襯墊的外周邊與所述介電柵極間隔體的外側(cè)壁垂直重合。

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的場(chǎng)效應(yīng)晶體管，還包括介電擴(kuò)散阻擋層，所述介電擴(kuò)散阻擋層在所述柵極電介質(zhì)之上連續(xù)延伸且橫向圍繞所述柵極電介質(zhì)，并且接觸所述柵極電介質(zhì)的第一外圍部分和第二外圍部分的頂表面的部分。