[發(fā)明專利]晶體管及其制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202010575067.3
• 申請日: 2020-06-22
• 公開（公告）號: CN111900205A
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 崔鍾武;金成基;劉金彪;賀曉彬;王桂磊;王垚
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院微電子研究所;真芯（北京）半導(dǎo)體有限責(zé)任公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/423;H01L29/06;H01L21/336
• 代理公司: 北京辰權(quán)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11619
• 代理人: 佟林松

1.一種晶體管，其特征在于，包括：

襯底，所述襯底內(nèi)形成有自對準(zhǔn)柵極溝槽；

自對準(zhǔn)柵堆疊結(jié)構(gòu)，包括柵介質(zhì)層、金屬阻擋層以及柵極金屬，其中，所述柵介質(zhì)層覆蓋所述自對準(zhǔn)柵極溝槽的表面并與所述襯底的上表面平齊，所述柵極金屬填充所述自對準(zhǔn)柵極溝槽，所述金屬阻擋層位于所述柵介質(zhì)層與所述柵極金屬之間并覆蓋所述柵極金屬的底面與側(cè)面，所述金屬阻擋層的頂面與所述柵極金屬的頂面平齊且高于所述襯底的上表面。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體管，其特征在于，還包括：

蓋層，覆蓋所述金屬阻擋層的頂面與所述柵極金屬的頂面。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的晶體管，其特征在于，還包括：

第一隔離層，包括豎直部分以及與所述豎直部分連接的水平部分，其中，所述豎直部分覆蓋所述金屬阻擋層在襯底之上的側(cè)壁以及所述蓋層的側(cè)壁，所述水平部分位于所述襯底的上方。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的晶體管，其特征在于，還包括：

柵極側(cè)墻，覆蓋所述第一隔離層的豎直部分以及水平部分。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的晶體管，其特征在于，還包括：

第二隔離層，位于所述襯底與所述第一隔離層的水平部分之間。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的晶體管，其特征在于，還包括：

輕摻雜源/漏區(qū)，形成于所述襯底中，位于所述自對準(zhǔn)柵堆疊結(jié)構(gòu)的兩端；

源/漏區(qū)，形成于所述襯底中，位于所述輕摻雜源/漏區(qū)的兩端。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的晶體管，其特征在于，所述蓋層、第一隔離層的材質(zhì)選自氮化硅；所述柵極側(cè)墻、第二隔離層的材質(zhì)選自氧化硅。

8.一種晶體管的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

提供一襯底；

在所述襯底內(nèi)形成自對準(zhǔn)柵極溝槽；

所述自對準(zhǔn)柵極溝槽的表面氧化形成柵介質(zhì)層；

形成覆蓋所述柵介質(zhì)層的表面的金屬阻擋層；

在所述自對準(zhǔn)柵極溝槽填充柵極金屬，其中，所述柵介質(zhì)層、金屬阻擋層以及柵極金屬構(gòu)成自對準(zhǔn)柵堆疊結(jié)構(gòu)。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的晶體管的制備方法，其特征在于，形成自對準(zhǔn)柵極溝槽之前還包括以下步驟：

在襯底的表面由下自上形成第二隔離層、第一隔離層的水平部分以及犧牲介電質(zhì)層。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的晶體管的制備方法，其特征在于，形成自對準(zhǔn)柵極溝槽的步驟包括：

圖案化第二隔離層、第一隔離層的水平部分以及犧牲介質(zhì)層，向下刻蝕露出襯底以形成開口；

在所述開口的側(cè)面形成第一隔離層的豎直部分；

基于第一隔離層的豎直部分，向下刻蝕所述襯底，在所述襯底中形成與所述開口對應(yīng)的自對準(zhǔn)柵極溝槽。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的晶體管的制備方法，其特征在于，在所述自對準(zhǔn)柵極溝槽內(nèi)依次形成所述金屬阻擋層以及柵極金屬，其中，所述自對準(zhǔn)柵堆疊結(jié)構(gòu)未填滿所述開口。

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的晶體管的制備方法，其特征在于，在形成自對準(zhǔn)柵極溝槽之后，在形成所述金屬阻擋層以及柵極金屬之前，還包括：形成覆蓋開口側(cè)壁和底部的柵介質(zhì)層。

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的晶體管的制備方法，其特征在于，在所述開口內(nèi)填充蓋層；去除所述犧牲介質(zhì)層，使用離子注入工藝在所述自對準(zhǔn)柵堆疊結(jié)構(gòu)的兩側(cè)形成輕摻雜源/漏區(qū)；沉積覆蓋所述第一隔離層水平部分和豎直部分的氧化硅層；回刻蝕形成柵極側(cè)墻，并暴露柵極側(cè)墻兩側(cè)的輕摻雜源/漏區(qū)；在暴露的所述輕摻雜源/漏區(qū)內(nèi)形成源/漏區(qū)。