[發(fā)明專利]埋入式柵極通道的金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管及其制法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010558380.6
• 申請(qǐng)日: 2020-06-18
• 公開（公告）號(hào): CN113823677A
• 公開（公告）日: 2021-12-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 熊昌鉑
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 聯(lián)華電子股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L29/423
• 分類號(hào): H01L29/423;H01L29/78;H01L21/28;H01L21/336
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 陳小雯

本發(fā)明公開一種埋入式柵極通道的金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管及其制法，其中該埋入式柵極通道的金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管，包含一介電層、一柵極以及一埋入式柵極通道區(qū)。介電層位于一基底上，其中介電層具有一凹槽。柵極設(shè)置于凹槽中，其中柵極包含一第一金屬功函數(shù)層，其中第一金屬功函數(shù)層具有一「一」字型剖面結(jié)構(gòu)，且第一金屬功函數(shù)層的各側(cè)壁與凹槽的最接近的側(cè)壁的一最小距離大于零。埋入式柵極通道區(qū)位于柵極正下方的基底中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管及其制作方法，且特別是涉及一種埋入式柵極通道的金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管及其制作方法。

背景技術(shù)

在集成電路的制造過程中，場(chǎng)效晶體管(field effect transistor)是一種極重要的電子元件。現(xiàn)有的晶體管制作工藝是在基底上形成柵極結(jié)構(gòu)之后，再在柵極結(jié)構(gòu)相對(duì)兩側(cè)的基底中形成輕摻雜源/漏極結(jié)構(gòu)(lightly doped drain,LDD)。接著，在柵極結(jié)構(gòu)側(cè)邊形成間隙壁(spacer)，并以此柵極結(jié)構(gòu)及間隙壁作為掩模，進(jìn)行離子注入步驟，以于柵極結(jié)構(gòu)及間隙壁側(cè)邊的基底中形成源極區(qū)以及漏極區(qū)。再者，如為埋入式通道的場(chǎng)效晶體管，會(huì)再另外摻雜通道區(qū)于柵極下方，以使載流子在源極區(qū)及漏極區(qū)流通時(shí)遠(yuǎn)離基底表面。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出一種埋入式柵極通道的金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管及其制作方法，其在埋入式柵極通道正上方對(duì)應(yīng)的部分柵極的區(qū)域形成金屬功函數(shù)層，以降低漏電流并提升晶體管的可靠度。

本發(fā)明提供一種埋入式柵極通道的金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管，包含一介電層、一柵極以及一埋入式柵極通道區(qū)。介電層位于一基底上，其中介電層具有一凹槽。柵極設(shè)置于凹槽中，其中柵極包含一第一金屬功函數(shù)層，其中第一金屬功函數(shù)層具有一「一」字型剖面結(jié)構(gòu)，且第一金屬功函數(shù)層的各側(cè)壁與凹槽的最接近的側(cè)壁的一最小距離大于零。埋入式柵極通道區(qū)位于柵極正下方的基底中。

本發(fā)明提供一種制作埋入式柵極通道的金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管的方法，包含下述步驟。首先，提供一基底。接著，形成一埋入式柵極通道區(qū)于基底中。接續(xù)，形成一介電層于基底上，其中介電層具有一凹槽，且凹槽位于埋入式柵極通道區(qū)的正上方。之后，形成一第一金屬功函數(shù)層于凹槽中，其中第一金屬功函數(shù)層具有一「一」字型剖面結(jié)構(gòu)，且第一金屬功函數(shù)層的各側(cè)壁與凹槽的最接近的側(cè)壁的一最小距離大于零。

基于上述，本發(fā)明提出一種埋入式柵極通道的金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管及其制作方法，其形成具有一凹槽的一介電層于一基底上，設(shè)置一柵極于凹槽中，形成一埋入式柵極通道區(qū)于柵極正下方的基底中，其中此柵極包含一第一金屬功函數(shù)層，第一金屬功函數(shù)層具有一「一」字型剖面結(jié)構(gòu)，且第一金屬功函數(shù)層的各側(cè)壁與凹槽的最接近的側(cè)壁的一最小距離大于零。因此，在操作晶體管時(shí)所產(chǎn)生的熱載流子可遠(yuǎn)離基底表面并流通于埋入式柵極通道區(qū)中，以降低對(duì)于柵極的沖擊，減少次閾值漏電流(sub-threshold leakage)及柵極誘生漏極漏電流(gate induced drain leakage,GIDL)等漏電流，進(jìn)而提升元件的可靠度。

附圖說明

圖1為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中制作埋入式柵極通道的金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管的方法的剖面示意圖；

圖2為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中制作埋入式柵極通道的金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管的方法的剖面示意圖；

圖3為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中制作埋入式柵極通道的金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管的方法的剖面示意圖；

圖4為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中制作埋入式柵極通道的金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管的方法的剖面示意圖；

圖5為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中制作埋入式柵極通道的金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管的方法的剖面示意圖；

圖6為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中制作埋入式柵極通道的金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管的方法的剖面示意圖；