[发明专利]高介电常数栅介质场效应晶体管及其制作方法

权利要求书

1.一种高介电常数栅介质场效应晶体管，包括单晶硅片衬底、导电沟道、栅介质、栅极、源极和漏极，其特征在于所述栅介质是高介电常数薄膜，所述高介电常数薄膜为掺钛的氧化铪，所述栅极是金属合金。

2.根据权利要求1所述的高介电常数栅介质场效应晶体管，其特征在于所述栅介质介电常数为30～50。

3.根据权利要求1所述的高介电常数栅介质场效应晶体管，其特征在于所述金属合金为TiN或TiAlN。

4.根据权利要求1所述的高介电常数栅介质场效应晶体管，其特征在于所述高介电常数薄膜的厚度为3-20nm。

5.根据权利要求1所述的高介电常数栅介质场效应晶体管，其特征在于所述单晶硅片是<100>晶向的单晶硅片，所述单晶硅片的电阻率为8Ω·cm-13Ω·cm。

6.权利要求1所述的高介电常数栅介质场效应晶体管的制作方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)取洗净的单晶硅片作为衬底，用光刻胶光刻形成源漏区的图形；注入低能量高剂量离子砷，用等离子去胶机去除光刻胶，然后放在充满氮气的快速退火炉中退火，得到样品a；

(2)对样品a光刻，生成栅极的光刻胶图形，然后沉积高介电常数栅介质薄膜和栅极，然后剥离出栅介质和栅极，得到样品b；

(3)对样品b光刻，形成接触孔图形，利用LPCVD沉积硼磷硅玻璃，然后剥离出接触孔，得到样品c；

(4)对样品c光刻，生成接触孔金属塞图形，沉积金属塞，并剥离出接接触孔金属塞，得到样品d；

(5)对样品d光刻。生成电极连线图形，沉积电极连线金属膜，剥离出连线图形，得到样品e；

(6)对样品e快速退火，得到所述高介电常数栅介质场效应晶体管。

7.根据权利要求6所述的高介电常数栅介质场效应晶体管的制作方法，其特征在于步骤(2)中，通过磁控溅射沉积所述高介电常数栅介质薄膜和栅极。

8.根据权利要求6所述的高介电常数栅介质场效应晶体管的制作方法，其特征在于步骤(4)中，所述金属塞的金属为钨，通过磁控溅射沉积；步骤(5)中，所述电极连线的金属为铜，通过磁控溅射沉积。

9.根据权利要求6所述的高介电常数栅介质场效应晶体管的制作方法，其特征在于步骤(2)-(5)中，所述剥离操作是将样品在丙酮或酒精中浸泡10-60min，然后超声处理1-5min。

10.根据权利要求6所述的高介电常数栅介质场效应晶体管的制作方法，其特征在于步骤(6)中，快速热退火时用惰性气体保护。