发明名称 萧特基能障电晶体及其制造方法
摘要 本发明提供一种萧特基能障电晶体及其制造方法,此方法包括在基底上形成一闸极绝缘层与一闸极。之后,在闸极的侧壁上形成一间隙壁。继之,使用选择性矽成长方法,分别在闸极与基底上长成一多晶矽层与一单晶矽层。然后,在多晶矽层与单晶矽层上沉积一金属。然后使金属与多晶矽层以及单晶矽层的矽反应,以形成一自行对准金属矽化层。因此,可以省略移除金属矽化反应后,未反应金属的选择性湿蚀刻。而且,在间隙壁形成期间之蚀刻损害,在单晶矽层成长期间能被降低,因此,改良了元件之介电特性。
申请公布号 TWI224862 申请公布日期 2004.12.01
申请号 TW092136989 申请日期 2003.12.26
申请人 电子通信研究院 发明人 郑又硕;李诚宰;张汶圭
分类号 H01L29/47 主分类号 H01L29/47
代理机构 代理人 詹铭文 台北市中正区罗斯福路二段一○○号七楼之一;萧锡清 台北市中正区罗斯福路二段一○○号七楼之一
主权项 1.一种萧特基能障电晶体,包括:一闸极,形成在一基底上,且在该闸极与该基底之间系形成有一闸极绝缘层;一间隙壁,形成在该闸极的侧壁上,且该间隙壁系暴露该闸极的上面边缘;一升高矽化金属源极/汲极,形成在该基底上并邻接于该闸极;以及一多晶矽层,形成在该间隙壁之上方,并覆盖该闸极的上表面与上面边缘。2.如申请专利范围第1项所述之萧特基能障电晶体,更包括一矽化物层,形成在该多晶矽层上。3.如申请专利范围第1项所述之萧特基能障电晶体,其中该闸极之材质包括掺入高浓度掺质的多晶矽或金属。4.如申请专利范围第1项所述之萧特基能障电晶体,其中该基底是一在绝缘层上有矽(SO1)晶圆。5.一种萧特基能障电晶体的制造方法,包括:在一基底上形成一闸极,并在该基底与该闸极之间形成一闸极绝缘层;在该闸极的侧壁上形成一间隙壁;使用一选择性矽成长方法,分别在该闸极与该基底上成长一多晶矽层与一单晶矽层;在该单晶矽层与该多晶矽层上沉积一金属;以及使该金属与该多晶矽层、该单晶矽层的矽反应,以形成一自行对准金属矽化物层。6.如申请专利范围第5项所述之萧特基能障电晶体的制造方法,其中藉由该多晶矽层,该间隙壁系产生一区域,且该金属不会沈积于该区域。7.如申请专利范围第6项所述之萧特基能障电晶体的制造方法,其中在该闸极上之该矽化金属层与该基底上该矽化金属层系藉由该间隙壁的该区域而电性隔离,其中该区域并不会沉积该金属。8.如申请专利范围第5项所述之萧特基能障电晶体的制造方法,其中该闸极之材质包括掺入高浓度掺质之多晶矽或金属。9.如申请专利范围第5项所述之萧特基能障电晶体的制造方法,其中形成该间隙壁的方法包括:在该闸极上沉积一绝缘层;以及非等向性蚀刻该绝缘层。10.如申请专利范围第5项所述之萧特基能障电晶体的制造方法,其中形成该间隙壁的方法包括:热氧化该闸极以在该闸极周围形成一氧化层;以及非等向性蚀刻该氧化层。11.如申请专利范围第10项所述之萧特基能障电晶体的制造方法,其中在该蚀刻期间,该基底被蚀刻之深度为200埃至500埃之间。12.如申请专利范围第11项所述之萧特基能障电晶体的制造方法,更包括使用温式湿式蚀刻制程以暴露出该闸极的上面边缘。13.如申请专利范围第11项所述之萧特基能障电晶体的制造方法,更包括在选择性矽成长的初期,使用一临场清洗制程,以暴露出该闸极之上面边缘。14.如申请专利范围第13项所述之萧特基能障电晶体的制造方法,其中该临场清洗制程是在低压化学氧相沉积系统中进行,其温度是在700℃至900℃,H2流量为0.5至50slm之间,压力在0.1至10 Torr之间,所需时间在60至300秒完成。15.如申请专利范围第14项所述之萧特基能障电晶体的制造方法,其中在该低压化学气相沉积系统中完成该多晶矽层与该单晶矽层的成长,是使用二氯矽烷(DCS,SiCl2H2)、HCl,与H2作为制程气体,二氯矽烷的流量为0.1至2slm,HCl的流量为0至3 slm,H2的流量为10至150 slm,制程温度为780℃至930℃之间,而制程压力为20至250Torr。16.如申请专利范围第15项所述之萧特基能障电晶体的制造方法,其中当该制程温度降低时,其该制程压力亦降低。17.如申请专利范围第13项所述之萧特基能障电晶体的制造方法,其中该临场清洗制程是在一超真空化学气相沉积法中进行,其温度是650℃至800℃,超真空压力是10Torr或更低,所需时间60至300秒。18.如申请专利范围第17项所述之萧特基能障电晶体的制造方法,其中该多晶矽层与该单晶矽层的成长是在该超真空化学气相沉积系统中进行,其系以Si2H6或SiH4、Cl2、H2作为制程气体,Si2H6或SiH4的流量是1至10 sccm,Cl2的流量为0至5 ccm,H2的流量为0至20sccm,制程温度为500℃至750℃,制程压力为0.1至50mTorr。19.如申请专利范围第5项所述之萧特基能障电晶体的制造方法,其中形成在该闸极上之该多晶矽层的厚度为200埃至500埃。20.如申请专利范围第5项所述之萧特基能障电晶体的制造方法,其中在该金属的沉积厚度为50埃至500埃。21.如申请专利范围第5项所述之萧特基能障电晶体的制造方法,其中该自行对准金属矽化层的形成是在300℃至600℃之热制程炉管中进行0.5至2小时的时间。22.如申请专利范围第5项所述之萧特基能障电晶体的制造方法,其中该自行对准金属矽化层的形成是在800至1200℃之快速加热制程系统中进行1至30秒的时间。图式简单说明:第1图是根据本发明之实施例的萧特基电晶体的剖面图。第2图至第11图是根据本发明之实施例之萧特基电晶体制造流程剖面图。第12图是根据本发明之实施例,经历过选择矽成长之基底的扫描式电子显微镜图像。
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