[發(fā)明專利]場效應(yīng)晶體管及其制造方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110692352.8
• 申請日: 2021-06-22
• 公開（公告）號: CN113497152A
• 公開（公告）日: 2021-10-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李泓緯;馬禮修;楊世海;林佑明
• 申請（專利權(quán)）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/08;H01L21/34;H01L23/528;H01L21/768;H01L27/11509;H01L27/11592;H01L27/22;H01L27/24
• 代理公司: 北京德恒律治知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;李偉

一種場效應(yīng)晶體管及其制造方法。該等場效應(yīng)晶體管包括處于溝道層中的有源區(qū)對、位于該對有源區(qū)之間的溝道區(qū)以及位于該對有源區(qū)的表面上的自對準(zhǔn)鈍化層。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的實(shí)施例涉及一種場效應(yīng)晶體管及其制造方法。

背景技術(shù)

在半導(dǎo)體行業(yè)中，一直希望增加集成電路的面密度。為此，單個(gè)晶體管變得越來越小。然而，單個(gè)晶體管可以做得更小的速度正在減慢。將外圍晶體管從前道工序(FEOL)移至后道工序(BEOL)可能是有利的，因?yàn)榭稍贐EOL上添加功能，同時(shí)可在FEOL中獲得寶貴的芯片區(qū)域。由氧化物半導(dǎo)體制成的薄膜晶體管(TFT)是BEOL集成的一個(gè)有吸引力的選擇，因?yàn)門FT可在低溫下進(jìn)行處理，因此不會損壞先前制造的器件。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)方面，提供了一種場效應(yīng)晶體管，包括：有源區(qū)對，在溝道層上方；溝道區(qū)，形成在溝道層中并位于有源區(qū)對之間；以及接觸通孔結(jié)構(gòu)對，電連接至有源區(qū)對，其中，有源區(qū)對與接觸通孔結(jié)構(gòu)自對準(zhǔn)。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的另一個(gè)方面，提供了一種場效應(yīng)晶體管，包括：接觸通孔結(jié)構(gòu)對；有源區(qū)對，電連接至接觸通孔結(jié)構(gòu)對，從而形成有源區(qū)對堆疊，其中，有源區(qū)對與接觸通孔結(jié)構(gòu)自對準(zhǔn)；以及溝道區(qū)，形成在溝道層中并位于有源區(qū)對之間，其中，有源區(qū)對布置在溝道層的底面上。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的又一個(gè)方面，提供了一種制造場效應(yīng)晶體管的方法，包括：在緩沖層上方的溝槽中沉積字線；在字線上方沉積柵極介電層；在柵極介電層上方沉積半導(dǎo)體溝道層；對半導(dǎo)體溝道層和柵極介電層進(jìn)行圖案化；在半導(dǎo)體溝道層上方沉積金屬層，其中，金屬層與半導(dǎo)體溝道層直接接觸；對與半導(dǎo)體溝道層直接接觸的金屬層進(jìn)行退火以形成有源區(qū)；以及形成接觸通孔結(jié)構(gòu)，其中，有源區(qū)與接觸通孔結(jié)構(gòu)自對準(zhǔn)。

附圖說明

當(dāng)結(jié)合附圖進(jìn)行閱讀時(shí)，從以下詳細(xì)描述可最佳理解本發(fā)明的各方面。應(yīng)該注意，根據(jù)工業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐，各個(gè)部件未按比例繪制。實(shí)際上，為了清楚的討論，各個(gè)部件的尺寸可以任意地增大或減小。

圖1A是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的在形成TFT的陣列之前的第一示例性結(jié)構(gòu)的豎直截面圖。

圖1B是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的在形成BEOL晶體管期間的第一示例性結(jié)構(gòu)的豎直截面圖。

圖1C是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的在形成上層金屬互連結(jié)構(gòu)之后的第一示例性結(jié)構(gòu)的豎直截面圖。

圖2A是根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例的在襯底上方沉積第一介電層之后的晶體管的中間結(jié)構(gòu)的平面圖。

圖2B是根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例的沿圖2A的線A-A’截取的豎直截面圖。

圖3A是根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例的在第一介電層中形成字線溝槽之后的晶體管的中間結(jié)構(gòu)的平面圖。

圖3B是根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例的沿圖3A的線A-A’截取的豎直截面圖。

圖4A是根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例的在字線溝槽中沉積金屬填充材料以形成字線之后的晶體管的中間結(jié)構(gòu)的平面圖。

圖4B是根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例的沿圖4A的線A-A’截取的豎直截面圖。

圖5A是根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例的在沉積柵極介電覆蓋層和半導(dǎo)體溝道覆蓋層材料之后的晶體管的中間結(jié)構(gòu)的平面圖。

圖5B是根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例的沿圖5A的線A-A’截取的豎直截面圖。

圖6A是根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例的在對柵極介電覆蓋層和半導(dǎo)體溝道覆蓋層進(jìn)行圖案化之后的晶體管的中間結(jié)構(gòu)的平面圖。

圖6B是根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例的沿圖6A的線A-A’截取的豎直截面圖。