发明名称 具有磊晶源极区和汲极区的金属闸电晶体
摘要 本发明系关于一种形成在重掺杂基板上的金属氧化半导体电晶体。将金属闸极使用于低温制程,以避免来自基板的掺杂扩散入电晶体的通道区域。
申请公布号 TWI272681 申请公布日期 2007.02.01
申请号 TW094133997 申请日期 2005.09.29
申请人 英特尔股份有限公司 发明人 尼克 林德;贾斯丁 布雷斯科;安卓 卫斯梅尔
分类号 H01L21/336(2006.01);H01L29/78(2006.01);H01L21/28(2006.01);H01L29/49(2006.01) 主分类号 H01L21/336(2006.01)
代理机构 代理人 林志刚 台北市中山区南京东路2段125号7楼
主权项 1.一种半导体制程,包含: 使一未掺杂或轻掺杂的矽层生长在重掺杂的基板 上; 将牺牲性多晶矽闸极形成在该矽层上; 将该矽层蚀刻并切去该闸极结构下部,以在该闸极 结构下形成矽体; 生长源极与汲极区域,其系扩及到邻近该矽体的下 切部; 移除该多晶矽闸极;以及 形成金属闸极,以替代该多晶矽闸极。 2.如申请专利范围第1项之制程,其中该制程以相当 低的温度来实施,以避免来自该基板的掺杂剂实质 地掺杂该矽层或矽体。 3.如申请专利范围第1项之制程,其中该矽层的蚀刻 系以区别该矽层与该矽基板的湿式蚀刻剂来进行 。 4.如申请专利范围第2项之制程,其中该源极与汲极 区域系为矽或矽-锗的选择性生长区域。 5.如申请专利范围第4项之制程,其中该源极与汲极 区域系为重掺杂的区域。 6.如申请专利范围第1项之制程,其中: 第一源极与汲极区域系为选择性地生长,并重掺杂 以n型掺杂剂,以及 第二源极与汲极区域系为选择性地生长,并重掺杂 以P型掺杂剂。 7.如申请专利范围第6项之制程,其中: 第一金属闸极形成在具有约4.0至4.6eV之功函数的 该第一源极与汲极区域上;以及 第二金属闸极形成在具有约4.6至5.2eV之功函数的 该第二源极与汲极区域上。 8.如申请专利范围第6项之制程,其中该金属闸极之 形成包含: 移除该第一源极与汲极区域上的该多晶矽闸极; 沈积第一金属; 抛除该第二源极与汲极区域上的该第一金属; 移除该第二源极与汲极区域上的该多晶矽闸极; 沈积第二金属; 抛除该第一源极与汲极区域上的该第二金属。 9.如申请专利范围第6项之制程,其中该第一金属具 有约4.0至4.6eV的功函数,且该第二金属具有约4.6至5 .2eV的功函数。 10.一种形成互补金属氧化半导体电晶体的制程,包 含: 将重掺杂或未掺杂的单晶矽层形成在重掺杂的单 晶矽基板; 将多晶矽构件形成在该层上; 蚀刻该层以形成电晶体的通道区域,下切该多晶矽 构件; 生长掺杂以一n型与p型掺杂剂的第一与第二单晶 矽源极与汲极区域,其系分别从该多晶矽构件下方 的该通道区域相反侧延伸;以及 分别以一第一金属与一第二金属取代该第一与第 二源极与汲极区域的该多晶矽构件。 11.如申请专利范围第10项之制程,其中第一侧间隔 器是在该层蚀刻以前被形成在该多晶矽构件上。 12.如申请专利范围第11项之制程,其中在形成该第 一与第二源极与汲极区域之后,第二侧间隔器接着 形成在该第一间隔器上。 13.如申请专利范围第12项之制程,包括掺杂该第一 与第二源极与汲极区域,并将该基板与该第二间隔 器对准。 14.如申请专利范围第10项之制程,其中该第一金属 具有约4.0至4.6eV的功函数,且该第二金属具有约4.6 至5.2eV的功函数。 15.一种金属氧化半导体电晶体,包含: 一重掺杂的基板; 一未掺杂或轻掺杂的通道区域,其系配置在该基板 上; 凸起的单晶矽源极与汲极区域,其系配置在该基板 上,从该通道区域的相反侧延伸,以及 一金属闸极,与该通道区域绝缘并配置于上,以及 至少在一部份该源极与汲极区域上。 16.如申请专利范围第15项之电晶体,包括配置在该 金属闸极旁的第一侧壁间隔器。 17.如申请专利范围第15项之电晶体,包括延伸超过 该金属闸极与该第一侧壁间隔器之源极与汲极区 域部分上的矽化物层。 18.如申请专利范围第15项之电晶体,包括延伸到基 板内的源极与汲极扩散。 19.如申请专利范围第15项之电晶体,其中该源极与 汲极区域包含矽或矽-锗。 20.如申请专利范围第15项之电晶体,其中该基板具 有1019原子╱立方公分或更大的峰値掺杂浓度。 图式简单说明: 图1系为使用以显示基板上区域掺杂量变曲线之矽 基板上部份的截面正视图。 图2显示在未掺杂或轻掺杂半导体层生长在基板上 以后,图1的基板。 图3系为除了使用以形成闸极之其它层以后,图2基 板与半导体层的截面正视图。 图4显示在闸极形成以后,图3的基板。 图5显示在边墙间隔器形成在闸极以后,图4的基板 。 图6显示在使用以蚀刻半导体层以后,图5的基板此 图显示闸极的下切。 图7显示在接着源极区与汲极区之磊晶生长以后, 图6的基板。 图8显示在形成额外间隔器以及掺杂源极区与汲极 区曝光部分以后,图7的结构。 图9显示接在自对准矽化物层形成以后图8的结构 。 图10显示图9的结构,在此两电晶体并肩地显示在一 起,n-通道电晶体与p-通道电晶体尤其被描绘。 图11显示接在化学机械抛光(CMP)中间层介质(ILD)以 后,图10的结构。 图12显示在将光阻层形成在p通道电晶体区域,并从 n通道闸极移除多晶矽闸极与其底层绝缘层以后, 图11的结构。 图13显示接在形成n-金属层以后,图12的结构。 图14显示接在CMP制程以后图13的结构。 图15显示在从p通道闸极移除多晶矽闸极与其底层 绝缘层以后,图14的结构。 图16显示接在p-金属沈积以后图15的结构。 图17显示接在CMP制程以后图16的结构。
地址 美国
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