[發明專利]晶體管及其制作方法

在審

• 申請號: 202110758272.8
• 申請日: 2021-07-05
• 公開（公告）號: CN113488391A
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 李泓緯;馬禮修;楊世海;林佑明
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L21/34;H01L29/10;H01L29/786;H01L27/11507;H01L27/11509;H01L27/22;H01L27/24
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 王素琴

1.一種晶體管制作方法，包括：

在第一介電層上形成晶種層，所述晶種層包含結晶的金屬氧化物半導體材料；

在所述晶種層上沉積非晶硅層；

對所述非晶硅層進行退火，以形成單晶硅層；

將所述晶種層及所述單晶硅層圖案化，以形成混合溝道層；

在所述混合溝道層上形成柵極介電層；

在所述柵極介電層上形成柵極電極；以及

形成分別與所述混合溝道層的源極區及漏極區電接觸的源極電極及漏極電極。

2.根據權利要求1所述的晶體管制作方法，其中所述形成晶種層包括：在高于100℃的溫度下在所述第一介電層上沉積所述金屬氧化物半導體材料，以在所述第一介電層上直接形成所述晶種層。

3.根據權利要求1所述的晶體管制作方法，其中所述形成晶種層包括：

在低于100℃的溫度下在所述第一介電層上沉積所述金屬氧化物半導體材料，以在所述第一介電層上形成非晶晶種層；以及

對所述非晶晶種層進行退火以形成所述晶種層。

4.一種晶體管制作方法，包括：

在第一介電層中形成柵極電極；

在所述柵極電極及所述第一介電層上沉積柵極介電層；

在所述柵極介電層上沉積非晶硅層；

在所述非晶硅層上形成晶種層，所述晶種層包含結晶的金屬氧化物半導體材料；

對所述非晶硅層進行退火，以形成單晶硅層；

將所述晶種層及所述單晶硅層圖案化，以形成混合溝道層；以及

在所述混合溝道層上形成源極電極及漏極電極。

5.根據權利要求4所述的晶體管制作方法，還包括：

在所述混合溝道層及所述柵極介電層上形成第二介電層；以及

將所述第二介電層圖案化，以形成通孔空腔，所述通孔空腔暴露出所述混合溝道層的源極區及漏極區。

6.根據權利要求5所述的晶體管制作方法，還包括：

在所述第二介電層上及在所述通孔空腔中形成金屬層；以及

對所述金屬層進行退火，以形成金屬氧化物層，

其中所述源極電極及所述漏極電極接觸所述通孔空腔中的所述金屬氧化物層。

7.根據權利要求6所述的晶體管制作方法，其中所述金屬氧化物層包括設置在所述混合溝道層的所述源極區及所述漏極區上的導電區，其中所述導電區具有比所述金屬氧化物層低的氧含量，所述導電區被配置成將所述源極電極及所述漏極電極電連接到所述混合溝道層的所述源極區及所述漏極區。

8.一種晶體管，包括：

混合溝道層，包括：

單晶硅層；以及

晶種層，包含結晶的金屬氧化物半導體材料；

柵極電極；

柵極介電層，設置在所述柵極電極與所述混合溝道層之間；以及

源極電極及漏極電極，與所述混合溝道層的源極區及漏極區電接觸。

9.根據權利要求8所述的晶體管，還包括設置在所述源極電極及所述漏極電極與所述混合溝道層之間的金屬氧化物層，其中所述金屬氧化物層包括設置在所述混合溝道層的所述源極區及所述漏極區上的導電區，其中所述導電區具有比所述金屬氧化物層低的氧含量，所述導電區被配置成將所述源極電極及所述漏極電極電連接到所述混合溝道層的所述源極區及所述漏極區。

10.根據權利要求8所述的晶體管，其中：

所述晶種層的晶格常數處于所述單晶硅層的晶格常數的整數倍的+/-10％以內，或者

所述單晶硅層的晶格常數處于所述晶種層的晶格常數的整數倍的+/-10％以內。