发明名称 场效电晶体以及其制造方法
摘要 一种场效电晶体,包含一半导体基底,一闸极绝缘膜选择性形成在半导体基底之上,一闸极形成在闸极绝缘膜之上,多个源极/汲极区沿着闸极之相互相对侧表面而形成在半导体基底之表面部份,该多数个源极/汲极区系具有紧邻于闸极之相对端部,每个相对端部具有重叠闸极之重叠区域,以及一通道区重叠该闸极,且一通道区形成在半导体基底之表面部份,而夹置于多数个相对源极/汲极区之间。位于将至少一源极/汲极区重叠于闸极之重叠区中之闸极绝缘膜部份,具有较位于通道区之介电常数为低之介电常数。因此可将短通道效应完全压制,而实施一高速运算。
申请公布号 TW469651 申请公布日期 2001.12.21
申请号 TW089120124 申请日期 2000.09.28
申请人 东芝股份有限公司 发明人 小野瑞城
分类号 H01L29/94 主分类号 H01L29/94
代理机构 代理人 林志刚 台北巿南京东路二段一二五号七楼
主权项 1.一种场效电晶体,包含:一半导体基底;一闸极绝缘膜,形成在半导体基底上;一闸极,形成在闸极绝缘膜上;多个源极/汲极区,沿着闸极之交互相对侧表面,而形成在该半导体基底之表面部份,该多个源极/汲极区具有紧邻于闸极之下之相对端部,每个该相对端部系具有重叠该闸极之重叠区;以及一通道区,形成在半导体基底之表面部份,而系夹置于介于该些相对源极/汲极区之间,其中该位在将源极/汲极区中之至少一个重叠在闸极之重叠区中之闸极绝缘膜部份之介电常数,系具有较位于通道区之闸极绝缘膜之部分之介电常数为低。2.如申请专利范围第1项之场效电晶体,其中具有较低介电常数之闸极绝缘膜,系具有较位于通道区上之闸极绝缘膜之介电常数,而在闸极绝缘膜之膜厚度方向之整个区域之上。3.如申请专利范围第1项之场效电晶体,其中位于通道区之上之闸极绝缘膜之部分,系以第一材质所形成,且介于源极/汲极区之至少一个以及闸极之间的该重叠区之至少一闸极端侧部份,系以具有较第一材质为低之介电常数之第二材质所形成。4.如申请专利范围第3项之场效电晶体,其中形成位于通道区之上之闸极绝缘膜之部分的第一材质,系自通道区而部份延伸至数个源极/汲极区之上。5.如申请专利范围第3项之场效电晶体,其中该第一材质包含至少至少一选择自氧化钛膜、氮化矽膜,氧化氮矽膜,五氧化钽膜,氧化锆膜,氧化铪膜,氧化镧膜,氧化铝膜,氧化钇膜,氧化钪膜所构成之群组。6.如申请专利范围第3项之场效电晶体,其中该第一材质包含系由选择自氧化钛膜、氮化矽膜,氧化氮矽膜,五氧化钽膜,氧化锆膜,氧化铪膜,氧化镧膜,氧化铝膜,氧化钇膜,氧化钪膜所构成之群组之至少两个所形成之混合膜。7.一种场效电晶体,包含:一半导体基底;一闸极,形成在半导体基底之上;一闸极绝缘膜,形成在闸极以及半导体基底之间,该闸极绝缘膜系藉由对于闸极之相互相对端部之至少之一个而重处理而得;一交互层绝缘膜,形成在该闸极之相互相对侧表面之至少一个之上,该位于重处理闸极绝缘膜之上之交互层绝缘膜之部分,系经设置而与半导体基底相接触,而一孔洞系由闸极、闸极绝缘膜以及基底而产生;以及源极/汲极区,系沿着闸极之相互相对侧表面,而形成在半导体基底之表面部份,而源极/汲极区具有紧邻于闸极之下之相对端部,每个该相对端部具有重叠该闸极之重叠区。8.如申请专利范围第7项之场效电晶体,其中该孔洞系产生在介于闸极以及源极/汲极区之间之重叠区。9.如申请专利范围第7项之场效电晶体,其中该闸极在其端部具有一多面体,而每个系面向该半导体基底。10.如申请专利范围第7项之场效电晶体,其中该闸极绝缘膜包含选自氧化钛膜、氮化矽膜,氧化氮矽膜,五氧化钽膜,氧化锆膜,氧化铪膜,氧化镧膜,氧化铝膜,氧化钇膜,氧化钪膜所组成之群组之至少一个。11.如申请专利范围第7项之场效电晶体,其中该闸极绝缘膜之介电常数系较氧化氮膜之介电常数为高。12.一种制造场效电晶体之方法,该方法包含以下步骤:形成一闸极于半导体基底之上,而具有一闸极绝缘膜夹置其间;以自我对准之方式,在具有闸极之半导体之表面部份,形成源极/汲极区;自该闸极绝缘膜之至少一侧而移除闸极绝缘膜之部分;以及将具有介电常数较闸极绝缘膜之介电常数为低之闸极绝缘膜,形成于将闸极绝缘膜部份予以移除之区域。13.如申请专利范围第12项之方法,其中形成介电常数较闸极绝缘膜之介电常数为低之闸极绝缘膜之步骤,包括,在将闸极绝缘膜部份自闸极绝缘膜之至少一侧移除之步骤之后,而形成一交互层绝缘膜于半导体基底之上,以覆盖该闸极,而填入作为闸极绝缘膜之交互层绝缘膜部份于自闸极绝缘膜部份移除之区域之步骤。14.如申请专利范围第12项之方法,其中形成具有介电常数较闸极绝缘膜之介电常数为低之闸极绝缘膜之步骤,系包括在自闸极绝缘膜之至少一侧移除闸极绝缘膜之部分之步骤之后,而形成一交互层绝缘膜于半导体基底,以覆盖该闸极,该交互层绝缘膜形成一作为闸极绝缘膜之孔洞于移除闸极绝缘膜之部分之区域中之步骤。15.如申请专利范围第12项之方法,其中自闸极绝缘膜之至少一侧移除闸极绝缘膜之部分的部份,包括使用各向异性蚀刻之步骤。16.如申请专利范围第12项之方法,其中将闸极形成于半导体基底之上而有闸极绝缘膜夹置其间之步骤,包括使用选择自氧化钛膜、氮化矽膜,氧化氮矽膜,五氧化钽膜,氧化锆膜,氧化铪膜,氧化镧膜,氧化铝膜,氧化钇膜,氧化钪膜所构成之群组之至少一个,而使用作为闸极绝缘膜之步骤。17.如申请专利范围第16项之方法,其中第一材质系包含以选择自氧化钛膜、氮化矽膜,氧化氮矽膜,五氧化钽膜,氧化锆膜,氧化铪膜,氧化镧膜,氧化铝膜,氧化钇膜,氧化钪膜所构成群组之至少两个所形成之混合膜。18.一种制造场效电晶体之方法,该方法包含以下步骤:形成闸极于半导体基底之上,而有闸极绝缘膜夹置其间;选择性的形成导电体膜于闸极之侧表面上;以自我对准之方式,而形成源极/汲极区于半导体基底之表面部份,而有包括导电体膜之闸极;以及形成具有介电常数较闸极绝缘膜之介电常数为低之闸极绝缘膜,于介于导电体膜以及基底之间的区域中。19.如申请专利范围第18项之方法,其中形成介电常数较闸极绝缘膜之介电常数为低之闸极绝缘膜之步骤,包括,在选择性形成导电体膜于闸极侧表面上之步骤之后,而形成一交互层绝缘膜于半导体基底之上,以覆盖该闸极,而填入作为闸极绝缘膜之交互层绝缘膜部份于导电膜以及基底之间之区域中。20.如申请专利范围第18项之方法,其中形成具有介电常数较闸极绝缘膜之介电常数为低之闸极绝缘膜之步骤,系包括,在选择性形成导电体膜于闸极侧表面上之步骤之后,而形成一交互层绝缘膜于半导体基底,以覆盖该闸极,该交互层绝缘膜形成一作为闸极绝缘膜之孔洞于介于闸极绝缘膜、导电体膜以及基底之间之区域中之步骤。21.如申请专利范围第18项之方法,其中将导电体膜选择性的形成在闸极之侧表面上之步骤,包括将矽层增长在多晶矽所形成之闸极上之步骤。22.如申请专利范围第18项之方法,其中将闸极形成在半导体基底之上,而有闸极绝缘膜夹置其间之步骤,系包括使用选择自氧化钛膜、氮化矽膜,氧化氮矽膜,五氧化钽膜,氧化锆膜,氧化铪膜,氧化镧膜,氧化铝膜,氧化钇膜,氧化钪膜所构成之群组之至少一个,而使用作为闸极绝缘膜之步骤。图式简单说明:第一图系习知MOS场效电晶体(FET)之装置结构之剖面图;第二图系展示比较本发明以及习知技术之间,在闸极绝缘膜之介电常数下,每单位宽度之寄生电容之间之相依性;第三图A系展示第二图习知技艺之装置结构图;第三图B系展示第二图本发明之装置结构之图;第四图系展示根据本发明之第一实施例之MOSFET之装置结构之剖面图;第五图A至第五图G系展示根据第一实施例而建构该FET之制程步骤之分解图;第六图至第十图系展示本发明第一实施例之FET之闸极绝缘膜之各种模式之包括闸极之剖面图;第十一图A至第十一图E系展示本发明第二实施例之场效电晶体制程步骤之剖面图;第十二图A与第十二图B系本发明第三实施例之场效电晶体制程步骤之剖面图;第十三图系本发明第四实施例之场效电晶体制程步骤之剖面图;第十四图系本发明第五实施例之场效电晶体制程步骤之剖面图;第十五图系本发明第六实施例之场效电晶体制程步骤之剖面图;第十六图系本发明第七实施例之场效电晶体制程步骤之剖面图;
地址 日本
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