发明名称 低闸极引发汲极漏电流金属氧化半导体场效应电晶体之结构及其制造方法
摘要 一种低闸极引发汲极漏电流金属氧化半导体场效应电晶之结构及其制造方法,提供了一低闸极引发汲极漏电流。金属氧化半导体场效应电晶体之结构包含一中间闸极导体,其边缘系轻微覆盖源/汲极扩散,以及左及右侧翼闸极导体以与中间闸极导体一绝缘及扩散障蔽薄层分隔。
申请公布号 TWI270145 申请公布日期 2007.01.01
申请号 TW093100591 申请日期 2004.01.09
申请人 万国商业机器公司 发明人 欧马H 多库马契;布鲁斯B 多利斯;欧雷格 格鲁宣柯夫;杰克A 曼得门;卡尔 瑞登斯
分类号 H01L21/335(2006.01) 主分类号 H01L21/335(2006.01)
代理机构 代理人 蔡玉玲 台北市大安区敦化南路2段218号5楼A区
主权项 1.一种提供一低闸极引发漏(GIDL)电流之金属氧化 半导体场效应电晶体(MOSFET)装置,包含: 一源极扩散区域、一汲极扩散区域,以及一中间闸 极; 该中间闸极包含一中间闸极导体、一左侧翼闸极 导体,以及一右侧翼闸极导体,其中每一该左侧翼 闸极导体以及右侧翼闸极导体与该中间闸极导体 以一绝缘及扩散障蔽薄层分隔。 2.如专利申请范围第1项所述之MOSFET装置,其中该中 间闸极导体之左及右侧向边缘与该源极扩散区域 以及该汲极扩散区域之一重叠。 3.如专利申请范围第1项所述之MOSFET装置,其中该左 及右侧翼闸极导体之左及右侧向边缘与该源极扩 散区域以及该汲极扩散区域之一重叠。 4.如专利申请范围第1项所述之MOSFET装置,其中该中 间闸极导体以及左及右侧翼闸极导体藉由一上方 之金属侧壁导电层固定(strap)在一起。 5.如专利申请范围第1项所述之MOSFET装置,其中于该 左及右侧翼闸极导体下方之一闸极绝缘体之厚度 较该中间导体下方之一闸极绝缘体之厚度厚。 6.如专利申请范围第1项所述之MOSFET装置,更包含左 及右金属侧壁间隙壁延该中间闸极导体之左及右 侧壁形成,以防止一整流接面(rectifying junction)形成 于该中间闸极导体与该左及右侧翼闸极导体之间 。 7.如专利申请范围第6项所述之MOSFET装置,其中该左 及右金属侧壁间隙壁与该中间闸极导体藉由一导 电性扩散障蔽层而分隔。 8.如专利申请范围第1项所述之MOSFET装置,包含一 NMOSFET装置,其中每一该左侧翼导体以及该侧翼闸 极导体系由N+多晶矽形成。 9.如专利申请范围第1项所述之MOSFET装置,包含一 PMOSFET装置,其中每一该左侧翼导体以及该侧翼闸 极导体系由P+多晶矽形成。 10.如专利申请范围第1项所述之MOSFET装置,其中该 中间闸导体由P+多晶矽形成,以形成一高Vt(临界电 压)之NMOSFET。 11.如专利申请范围第1项所述之MOSFET装置,其中该 中间闸导体由N+多晶矽形成,以形成一低Vt(临界电 压)之NMOSFET。 12.如专利申请范围第1项所述之MOSFET装置,其中该 中间闸导体由N+多晶矽形成,以形成一高Vt(临界电 压)之PMOSFET。 13.如专利申请范围第1项所述之MOSFET装置,其中该 中间闸导体由P+多晶矽形成,以形成一低Vt(临界电 压)之PMOSFET。 14.如专利申请范围第1项所述之MOSFET装置,其中该 左及右金属侧壁间隙壁与该中间闸极导体藉由一 导电性扩散障蔽层而分隔。 15.如专利申请范围第1项所述之MOSFET装置,其中该 中间闸导体由P+多晶矽形成,以形成一低Vt(临界电 压)之PMOSFET。 16.一种制造一低闸极引发漏(GIDL)电流MOSFET装置之 方法,包含: 形成一平板(offset)膜于一图案化中间闸极导体之 垂直表面并围绕底材区域; 沉积一导电性扩散障蔽于该中间闸极导体之侧壁 上; 形成金属间隙壁于覆盖在该中间闸极导体之侧壁 上之该导电性扩散障蔽; 剥离该平板膜以形成悬吊之金属间隙壁于底切区 域(undercut regions)上; 氧化位在该悬吊之金属间隙壁下方之该中间闸极 导体,以防止一整流接面形成于该中间闸极导体以 及随后形成之该左及右侧翼闸极导体之间; 沉积一多晶矽层以填满位在该悬吊之金属间隙壁 下方之该底切区域; 藉由一等向性蚀刻移除该多晶矽层,然而于该悬吊 之金属间隙壁下方之该底切区域留下该多晶矽层, 以形成左及右侧翼闸极导体。 17.如专利申请范围第16项所述之方法,其中于该移 除步骤后,形成源及汲极延伸/晕圈(halo)以及间隙 壁,并之后形成自行对准矽化物(salicide)于导体上 。 18.如专利申请范围第16项所述之方法,其中该图案 化中间闸极导体之形成系藉由沉积多晶矽于一底 材上,并被一闸极介电材料覆盖,之后图案化该中 间闸极导体系藉由微影以及反应性离子蚀刻制程 。 19.如专利申请范围第16项所述之方法,更包含使用 一非等向性介电材料沉积以形成该平板膜于该图 案化中间闸极导之垂直表面以及围绕底材区域。 20.如专利申请范围第16项所述之方法,更包含形成 掺杂多晶矽之该中间闸极导体以及该左及右侧翼 闸极导体。 图式简单说明: 图1-9揭露一按照本发明之低闸极引发汲极漏电流 金属氧化半导体场效应电晶体装置之制造方法。 图1说明于MOSFET闸极电极多晶矽沉积藉由一般微影 以及RIE制程图案化后之结构。 图2说明于使用一非等向性介电材料沉积如HDP形成 一平板膜于垂直表面后之结构。 图3说明沉积一导电性扩散障蔽(即WN、TiN),以及延 PC侧壁形成一金属化间隙壁,如CVD W/WN间隙壁,之后 之结构。 图4说明于平板膜HDP介电材料被剥离以形成悬吊之 间隙壁后之结构。 图5说明于多晶矽以及矽底材选择性地于W金属间 隙壁氧化后之结构。 图6说明于沉积一薄LPCVD(低压化学气相沉积)多晶 矽并填满W间隙壁下方之底切区域形成之凹痕后之 结构。 图7揭示以一等向性蚀刻(如一带状蚀刻)将薄LPCVD 矽自场区域移除,而留下于侧壁凹槽内之薄LPCVD矽 后之结构。 图8揭示经一般制程,包含离子植入形成S/D延伸/晕 圈以及间隙壁后之结构。 图9揭示以一般制程形成自行对准矽化物后之装置 。
地址 美国