[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

本申請提供一種晶體管、柵極結構及其制備方法，柵極結構包括一晶圓；一第一鈍化層；一對準標記層，設置有柵槽蝕刻終點檢測的窗口；一第二鈍化層；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。柵極結構的制備方法包括獲取一晶圓，在其上沉積生成第一鈍化層；在第一鈍化層一側面之特定位置制備對準標記層；在第一鈍化層上沉積生成第二鈍化層；在第二鈍化層定義主動區；在主動區內制備源極和漏極；在主動區內制備柵極溝槽層和柵極金屬層。解決現有技術中，蝕刻工藝造成器件性能降低的問題。

技術領域

本申請涉及一種半導體結構，尤其涉及一種晶體管、柵極結構及其制備方法。

背景技術

在現有的氮化鎵器件中，柵極蝕刻工藝中主要有兩個缺點：采用干法蝕刻柵極溝槽，不可避免引入等離子體轟擊，增加界面態降低氮化鎵器件的性能；插入蝕刻阻擋層，隔離干法蝕刻等離子體轟擊，但蝕刻阻擋層降低鈍化效果，降低了器件性能。

發明內容

為解決上述現有技術中的蝕刻工藝造成器件性能降低的問題，本申請提供一種半導體柵極結構，于一實施例中，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。

于一實施例中，所述第一鈍化層材質為氮化硅，生成的目標厚度為

于一實施例中，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％。

于一實施例中，所述第二鈍化層材質為氮化硅，生成的目標厚度為

本申請實施例還提供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。

于一實施例中，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。

本申請實施例還提供一種晶體管，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。

本申請實施例還提供一種晶體管的制備方法，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。