[發(fā)明專利]一種鉿基鐵電場效應(yīng)晶體管及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210013629.4
• 申請日: 2022-01-06
• 公開（公告）號(hào): CN114520265A
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅慶;彭學(xué)陽
• 申請（專利權(quán)）人: 北京超弦存儲(chǔ)器研究院;中國科學(xué)院微電子研究所
• 主分類號(hào): H01L29/78
• 分類號(hào): H01L29/78;H01L21/336;H01L29/423
• 代理公司: 北京辰權(quán)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11619
• 代理人: 史晶晶

1.一種鉿基鐵電場效應(yīng)晶體管，其特征在于，包括硅襯底；以及設(shè)置在所述硅襯底上的柵極，所述柵極與硅襯底之間由界面層隔開，所述柵極的兩側(cè)分別設(shè)有源極、漏極；

其中，所述界面層采用氮氧化鋁，所述柵極包括由下至上堆疊的HZO層和氮化鈦層。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉿基鐵電場效應(yīng)晶體管，其特征在于，由下至上，所述氮化鈦層包括第一氮化鈦層和第二氮化鈦層，其中第一氮化鈦層采用ALD形成，第二氮化鈦層采用濺射而成；

和/或，

第一氮化鈦層的厚度為3nm～5nm，第二氮化鈦層的厚度為80～100nm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉿基鐵電場效應(yīng)晶體管，其特征在于，所述硅襯底包括由下至上堆疊的背襯、絕緣層和頂層硅，所述頂層硅的厚度為30～40nm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉿基鐵電場效應(yīng)晶體管，其特征在于，所述界面層的厚度為1.2nm～1.5nm，所述HZO層厚度優(yōu)選4nm～5nm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉿基鐵電場效應(yīng)晶體管，其特征在于，所述源極、漏極均連接有金屬接觸結(jié)構(gòu)，所述金屬接觸結(jié)構(gòu)包括由下至上堆疊的氮化鈦層、鈦層和鋁層。

6.一種鉿基鐵電場效應(yīng)晶體管的制備方法，其特征在于，包括下列步驟：

提供硅襯底；

在所述硅襯底上依次形成氮氧化鋁層、HZO層和氮化鈦層的堆疊結(jié)構(gòu)；

對(duì)所述堆疊結(jié)構(gòu)圖案化，形成柵；

對(duì)所述柵兩側(cè)的硅襯底進(jìn)行摻雜、退火，形成源區(qū)、漏區(qū)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述氮化鈦層采用如下方法形成：

先采用ALD法形成第一氮化鈦層，再采用濺射法形成第二氮化鈦層。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述退火的條件為：450～550℃快速退火20～40秒。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，采用ALD法形成所述氮氧化鋁層，優(yōu)選以三甲基鋁為鋁前驅(qū)體，氨氣作為反應(yīng)氣體；

和/或，采用ALD法形成所述HZO層，與所述氮氧化鋁層在同一腔室形成。

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，還包括：引出所述源區(qū)、漏區(qū)的金屬接觸結(jié)構(gòu)；

所述金屬接觸結(jié)構(gòu)包括由下至上堆疊的氮化鈦層、鈦層和鋁層；

優(yōu)選地，在引出所述金屬接觸結(jié)構(gòu)之后還包括：

在氬氣和氫氣的混合氣氛中進(jìn)行高壓退火，退火溫度為400～500℃，壓力為18atm～22atm，時(shí)間為25～35min；

所述氬氣和氫氣中氬氣的體積比優(yōu)選為95～97％。