[發明專利]晶體管、柵極結構及其制備方法

在審

• 申請號: 201910582914.6
• 申請日: 2019-06-29
• 公開（公告）號: CN110289310A
• 公開（公告）日: 2019-09-27
• 發明（設計）人: 鄒冠;林科闖;劉勝厚;孫希國;楊健
• 申請（專利權）人: 廈門市三安集成電路有限公司
• 主分類號: H01L29/423
• 分類號: H01L29/423;H01L21/28
• 代理公司: 北京超成律師事務所 11646
• 代理人: 鄧超

1.一種柵極結構，其特征在于，所述柵極結構包括：

一晶圓；

一第一鈍化層，設置于所述晶圓之上；

一對準標記層，設置于所述第一鈍化層之一側面，同時對準標記層設置有柵槽蝕刻終點檢測的窗口；

一第二鈍化層，設置于所述第一鈍化層之上；

一植入隔離層，設置于所述晶圓之上并定義出主動區；

一柵極溝槽層，一部分設置于所述主動區之內，另一部分設置有柵槽蝕刻終點檢測的窗口并位于主動區之外；

一柵極金屬層，設置于所述柵極溝槽層之上。

2.根據權利要求1所述的柵極結構，其特征在于，所述第一鈍化層材質為氮化硅，生成的目標厚度為

3.根據權利要求1所述的柵極結構，其特征在于，所述柵槽蝕刻終點檢測的窗口面積占晶圓面積的百分比大于5％。

4.根據權利要求1所述的柵極結構，其特征在于，所述第二鈍化層材質為氮化硅，生成的目標厚度為

5.一種柵極結構的制備方法，其特征在于，所述方法包括：

獲取一晶圓，在其上沉積生成第一鈍化層；

在所述第一鈍化層一側面制備對準標記層；

在所述第一鈍化層上沉積生成第二鈍化層；

在所述晶圓之上，通過植入隔離層定義主動區；

在所述主動區制備柵極溝槽層；

在所述主動區制備柵極金屬層。

6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，在所述主動區制備柵極溝槽層，包括：

所述第二鈍化層生成后，柵極溝槽位置鈍化層厚度為第一鈍化層厚度與第二鈍化層厚度之和，柵槽蝕刻終點檢測位置的鈍化層具有與第二鈍化層同樣的厚度。

7.一種晶體管，其特征在于，包括權利要求1－4所述柵極結構，還包括：一歐姆接觸層，設置于所述植入隔離層定義的主動區之內，歐姆接觸層上設置有源極和漏極，源極在柵極金屬層的一側，漏極在柵極金屬層的另一側。

8.一種如權利要求7所述晶體管的制備方法，其特征在于，所述方法包括：

步驟一：獲取一晶圓，在所述晶圓上沉積生成第一鈍化層；

步驟二：在所述第一鈍化層一側面制備對準標記層；

步驟三：在所述第一鈍化層上沉積生成第二鈍化層；

步驟四：在所述晶圓之上，通過植入隔離層定義主動區；

步驟五：在所述主動區制備源極和漏極；

步驟六：在所述主動區制備柵極溝槽層；

步驟七：在所述主動區制備柵極金屬層。

9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，

在步驟一中，在所述晶圓上藉由等離子體增強化學氣相沉積法生成第一鈍化層；

在步驟二中，在所述對準標記層定義對準區域和柵槽蝕刻終點檢測區域；藉由光刻、蝕刻和光阻去除制程，定義對準區域和柵槽蝕刻終點檢測區域圖形；

在步驟三中：在所述第一鈍化層上藉由等離子體增強化學氣相沉積法生成第二鈍化層；此時柵槽蝕刻終點檢測位置覆蓋的鈍化層厚度為第二鈍化層厚度較柵極溝槽位置薄

在步驟四中：藉由光刻、離子植入和光阻去除制程，定義主動區；在步驟五中：在所述歐姆接觸層定義源極區域和漏極區域；藉由光刻、蝕刻、蒸鍍和光阻去除制程，定義源極區域和漏極區域圖形；藉由退火制程以使源極和漏極在歐姆接觸層形成歐姆接觸；

在步驟六中：在所述柵極溝槽層定義柵極溝槽區域；藉由光刻、蝕刻或光阻去除制程，定義柵極溝槽圖形；并在柵極蝕刻制程中，啟用終點檢測模式蝕刻柵極溝槽至預設厚度，即蝕刻掉柵槽蝕刻終點檢測之厚度；

在步驟七中：在所述柵極金屬層定義柵極金屬區域；藉由光刻、濕法蝕刻制程，去除剩余預設厚度的所述柵極溝槽層；藉由蒸鍍、光阻去除制程，形成柵極金屬層。