[发明专利]场效应晶体管的制作方法、场效应晶体管及栅极结构有效
申请号: | 201811643910.6 | 申请日: | 2018-12-29 |
公开(公告)号: | CN111384160B | 公开(公告)日: | 2023-09-08 |
发明(设计)人: | 张焕云;吴健 | 申请(专利权)人: | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司;中芯国际集成电路制造(北京)有限公司 |
主分类号: | H01L29/423 | 分类号: | H01L29/423;H01L21/28 |
代理公司: | 上海德禾翰通律师事务所 31319 | 代理人: | 侯莉 |
地址: | 201203 *** | 国省代码: | 上海;31 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 场效应 晶体管 制作方法 栅极 结构 | ||
1.一种场效应晶体管的制作方法,其特征在于,包括:
提供半导体衬底,至少一部分所述半导体衬底表面被配置为所述场效应晶体管的沟道区域,所述沟道区域上覆盖有伪栅介质层,所述沟道区域两侧的所述伪栅介质层上还布置有相对设置的侧墙;
刻蚀伪栅介质层,使所述伪栅介质层沿水平方向凹入所述侧墙的内侧壁;
在所述沟道区域上形成覆盖所述伪栅介质层和所述侧墙内侧壁的栅极结构。
2.根据权利要求1所述的场效应晶体管的制作方法,其特征在于,在所述提供半导体衬底的步骤中,包括:
在半导体衬底上形成伪栅介质层;
在所述伪栅介质层上形成伪栅极,所述伪栅极覆盖所述伪栅介质层表面;
形成相对设置的侧墙,所述侧墙设置于所述伪栅介质层上,并覆盖在所述伪栅极的两侧;
去除所述伪栅极。
3.根据权利要求1所述的场效应晶体管的制作方法,其特征在于,在所述刻蚀伪栅介质层,使所述伪栅介质层凹入所述侧墙的内侧壁的步骤之前,还包括:
刻蚀所述侧墙,降低其沿水平方向的宽度,以增大所述沟道区域两侧的所述侧墙之间的距离。
4.根据权利要求3所述的场效应晶体管的制作方法,其特征在于,刻蚀所述侧墙的步骤采用具有各向异性的干法和/或湿法刻蚀方法执行。
5.根据权利要求3所述的场效应晶体管的制作方法,其特征在于,所述制作方法还包括:
在所述半导体衬底上形成层间介质层;
平坦化,将所述层间介质层和所述侧墙顶部研磨至同一高度;
其中,在刻蚀所述侧墙的步骤中,还降低所述侧墙的高度,使所述侧墙顶部低于所述层间介质层;
形成覆盖所述侧墙顶部和所述层间介质层高于所述侧墙部分的侧壁的金属栅极。
6.根据权利要求3所述的场效应晶体管的制作方法,其特征在于,在刻蚀所述侧墙的步骤前,形成覆盖所述侧墙以及所述半导体衬底形成接触刻蚀阻挡层。
7.根据权利要求3所述的场效应晶体管的制作方法,其特征在于,在刻蚀所述侧墙,降低其沿水平方向的宽度的步骤之前,还包括:
以所述侧墙为掩膜,刻蚀所述伪栅介质层,使所述沟道区域的半导体衬底露出。
8.根据权利要求7所述的场效应晶体管的制作方法,其特征在于,在以所述侧墙为掩膜,刻蚀所述伪栅介质层的步骤之前,还包括:
使用原子层沉积方法形成刻蚀保护层,所述刻蚀保护层覆盖在所述伪栅介质层顶部和所述侧墙的内侧壁。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的场效应晶体管的制作方法,其特征在于,在所述沟道区域上形成覆盖所述伪栅介质层和所述侧墙内侧壁的栅极结构的步骤包括:
形成栅介质层,所述栅介质层覆盖所述沟道区域以及所述伪栅介质层和所述侧墙的内侧壁;
在所述栅介质层上形成功函数调节层;
平坦化所述功函数调节层,再通过湿法刻蚀,将所述功函数调节层刻蚀至低于所述侧墙顶部;
形成覆盖所述功函数调节层顶部和所述侧墙内侧壁表面的扩散阻挡层;
在所述扩散阻挡层上形成金属栅极。
10.根据权利要求1-8中任一项所述的场效应晶体管的制作方法,其特征在于,在所述提供半导体衬底的步骤中,所述沟道区域两侧还相对地设置有浅掺杂区。
11.根据权利要求1-8中任一项所述的场效应晶体管的制作方法,其特征在于,所述场效应晶体管为环绕栅极场效应晶体管、鳍式场效应晶体管或平面型场效应晶体管。
12.根据权利要求1-8中任一项所述的场效应晶体管的制作方法,其特征在于,所述场效应晶体管为芯片核心区的场效应晶体管。
13.一种场效应晶体管,其特征在于,包括:
半导体衬底,至少一部分所述半导体衬底表面被配置为所述场效应晶体管的沟道区域;
伪栅介质层,覆盖于所述沟道区域上;
相对设置的侧墙,布置在沟道区域两侧的所述伪栅介质层上;
栅极结构,设置于所述沟道区域上,且覆盖所述伪栅介质层和所述侧墙的内侧壁;
其中,所述伪栅介质层沿水平方向凹入所述侧墙的内侧壁。
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