晶体管及其制造方法技术

本申请公开了一种晶体管及其制造方法，该晶体管的制造方法包括：在衬底上形成碳纳米管；在所述碳纳米管上形成栅叠层结构；形成覆盖所述栅叠层结构的侧壁的侧墙；形成覆盖所述碳纳米管与所述侧墙的金属层，部分位于所述碳纳米管上的所述金属层作为与所述碳纳米管接触的电接触；以及去除所述金属层的一部分以暴露至少部分所述侧墙，其中，去除所述金属层的步骤包括：将所述金属层的部分转变成牺牲层，以及将所述牺牲层去除。该制造方法通过将金属层的部分转变成牺牲层，再将牺牲层去除的方法，去除了位于侧墙上的金属层，从而形成了源漏接触结构，使之能够有效地与碳纳米管产生良好的浸润性和接触。

【技术实现步骤摘要】
晶体管及其制造方法
本公开涉及半导体集成电路器件制造领域，更具体地，涉及一种晶体管及其制造方法。
技术介绍
碳纳米管(CarbonNanotube,CNT)具有高速、低功耗等方面的优点，被认为是未来最佳的构建场效应晶体管的沟道材料之一。在过去近20年中，碳纳米管(CNT)在集成电路应用上的研究主要集中于探索新器件、物理原理、制备方式以及性能和结构的优化。与主流的硅基半导体技术相比，碳纳米管器件最大的困难之一便在于如何有效地形成源漏接触区。对于硅基器件而言，源漏金属经过退火可以与硅衬底形成硅化物材料，经过后续的湿法清洗工艺将侧墙表面上沉积的源漏金属去除掉。而对于碳纳米管器件来说，源漏金属难以与碳纳米管形成良好的合金接触，从而表现出与侧墙上金属类似的特征。因此，巨大的困难是如何高选择性地去除侧墙侧壁表面沉积的金属材料，这是碳纳米管器件制造过程中面临的最大挑战之一。在现有技术中，主要是通过在碳纳米管上先形成栅极堆叠结构，然后沉积和刻蚀出侧墙结构，再在整个晶圆表面上沉积金属层。通过合适的光刻技术，将源漏接触区的金属掩蔽住，而将栅极两侧的光刻胶去除露出侧墙表面上的金属层，再采用干法刻蚀或湿法刻蚀工艺将露出的金属层去除，最后再把光刻胶去除，即可仅保留源漏区的金属。然而，采用光刻手段来去除侧墙表面上的金属，会因为光刻工艺的精准度不够而导致对准偏差问题，使得无法精确获得可控的源漏接触区。特别是随着器件尺寸的逐步缩小，对准偏差相比栅极线条尺寸的大小越来越不能忽视。因此，必须进一步改进碳纳米管器件源漏接触的制造工艺，在不降低对准精度的前提下，去除侧墙上的金属层形成精确的源漏接触结构，以便源漏金属能够有效地与碳纳米管产生良好的浸润性，实现低电阻的欧姆接触。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种晶体管及其制造方法，首先将侧墙表面金属层转变成牺牲层，再将牺牲层去除，通过单次或多次循环处理的方法，去除了位于侧墙上的金属层，从而形成了源漏接触结构，使金属能够有效地与碳纳米管产生良好的浸润性，实现低电阻的欧姆接触。根据本专利技术的一方面，提供了一种晶体管的制造方法，包括：在衬底上形成碳纳米管；在所述碳纳米管上形成栅叠层结构；形成覆盖所述栅叠层结构的侧壁的侧墙；形成覆盖所述碳纳米管与所述侧墙的金属层，部分位于所述碳纳米管上的所述金属层作为与所述碳纳米管接触的电接触；以及去除所述金属层的一部分以暴露至少部分所述侧墙，其中，去除所述金属层的步骤包括：将所述金属层的部分转变成牺牲层，以及将所述牺牲层去除。优选的，将所述金属层的表面部分转变成所述牺牲层，去除所述牺牲层后重新暴露所述金属层，去除所述金属层的步骤还包括重复所述转变与去除所述牺牲层的步骤至暴露至少部分所述侧墙。优选的，所述转变的步骤包括对所述金属层进行化学处理，以改变所述金属层的表面部分的材料性质。优选的，所述化学处理包括氧化处理和/或卤化处理。优选的，所述化学处理包括采用氧化剂将所述金属层的表面部分氧化，以改变所述金属层的表面部分的材料性质。优选的，所述氧化剂包括氟、臭氧、双氧水、高锰酸银、二氧化氯、次氯酸、氯气以及氧气中的一种或组合。优选的，所述化学处理包括采用卤化剂将所述金属层的表面部分卤化，以改变所述金属层的表面部分的材料性质。优选的，所述卤化剂包括卤素、氢卤酸、SO2Cl2、SOCl2、HOCl、COCl2、SCl2、ICl、KF、NaF、SbF3以及PCl3中的一种或组合。优选的，调节所述化学处理的工艺参数，以控制改变材料性质的所述金属层的厚度。优选的，去除所述牺牲层的方法包括干法刻蚀和/或湿法腐蚀。优选的，所述牺牲层相比于所述金属层具有高选择性。优选的，所述晶体管为N型MOSFET时，所述金属层的材料包括钪、钇、铝、钛、金、铂、钼、钾以及钙中的一种或组合。优选的，所述晶体管为P型MOSFET时，所述金属层的材料包括钯、铝、钛、金、铂、钼、钾以及钙中的一种或组合。优选的，覆盖所述侧墙的中部、下部的所述金属层的厚度小于覆盖所述侧墙的上部的所述金属层的厚度，去除所述金属层的一部分以暴露所述侧墙的中部与所述侧墙的下部，并保留覆盖所述侧墙的上部的所述金属层。优选的，还包括：覆盖所述金属层与所述侧墙形成层间介质层；以及采用平坦化工艺去除部分所述层间介质层与覆盖所述侧墙的上部的所述金属层。优选的，所述平坦化工艺包括化学机械研磨。优选的，还包括在所述栅叠层结构上形成掩模层，所述侧墙覆盖所述掩模层的侧壁，所述金属层覆盖所述掩模层的表面，其中，所述化学机械研磨停止在所述栅叠层结构上。优选的，所述栅叠层结构包括假栅结构，所述制造方法还包括将所述假栅结构替换为金属栅结构。根据本专利技术的另一方面，提供了一种晶体管，利用如上所述的制造方法形成。根据本专利技术提供的晶体管及其制造方法，通过覆盖碳纳米管与侧墙形成金属层，使得部分位于碳纳米管上的金属层作为与碳纳米管接触的电接触，再通过将金属层的部分转变成牺牲层，并将牺牲层去除的方法，去除了位于侧墙上的金属层，从而形成了源漏接触结构，以便源漏金属能够有效地与碳纳米管产生良好的浸润性，实现低电阻的欧姆接触。进一步地，通过将金属层的表面部分转变成牺牲层，去除牺牲层后重新暴露金属层，多次重复转变与去除牺牲层的步骤至暴露至少部分侧墙的方法逐层去除金属层，该源漏接触结构不仅能够有效地与碳纳米管产生良好的浸润性，实现良好的接触，而且可以控制逐层去除牺牲层的厚度，更加精确的控制了去除比例，保证了不会因将过多的金属层转变成牺牲层造成源漏接触结构的损伤。更进一步地，当位于侧墙上部的残余金属层未被去除时，通过覆盖金属层与侧墙形成层间介质层，并采用平坦化工艺去除部分层间介质层与覆盖侧墙的上部的金属层，从而完全将覆盖侧墙的金属层去除。附图说明为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单介绍，显而易见地，下面的描述中的附图仅涉及本公开的一些实施例，而非对本公开的限制。图1示出了本专利技术实施例的晶体管的结构示意图。图2a至图2h示出了本专利技术实施例制造晶体管的方法在各个阶段的截面图。具体实施方式以下将参照附图更详细地描述本专利技术。在各个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。此外，可能未示出某些公知的部分。为了简明起见，可以在一幅图中描述经过数个步骤后获得的半导体器件。应当理解，在描述器件的结构时，当将一层、一个区域称为位于另一层、另一个区域“上面”或“上方”时，可以指直接位于另一层、另一个区域上面，或者在其与另一层、另一个区域之间还包含其它的层或区域。并且，如果将器件翻转，该一层、一个区域将位于另一层、另一个区域“下面”或“下方”。如果为了描述直接位于另一层、另一个区域上面的情形，本文将采用“直接在……上面”或“在……上面并与之邻接”的表述方式。在下文中描述了本专利技术的许多特定的细节，例如器件的结构、材料、尺寸、处理工艺和技术，以便更清楚地理解本专利技术。但正如本领域的技术人员能够理解的那样，可以不按照这些特定的细节来实现本专利技术。本专利技术可以各种形式呈现，以下将描述其中一些示例。图1示出了本专利技术实施例的碳纳米管晶体管的结构示意图。如图1所示，本专利技术实施例的晶体管包括：衬底101、碳纳米管110、栅叠层结构120、电接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种晶体管的制造方法，包括：在衬底上形成碳纳米管；在所述碳纳米管上形成栅叠层结构；形成覆盖所述栅叠层结构的侧壁的侧墙；形成覆盖所述碳纳米管与所述侧墙的金属层，部分位于所述碳纳米管上的所述金属层作为与所述碳纳米管接触的电接触；以及去除所述金属层的一部分以暴露至少部分所述侧墙，其中，去除所述金属层的步骤包括：将所述金属层的部分转变成牺牲层，以及将所述牺牲层去除。

【技术特征摘要】
1.一种晶体管的制造方法，包括：在衬底上形成碳纳米管；在所述碳纳米管上形成栅叠层结构；形成覆盖所述栅叠层结构的侧壁的侧墙；形成覆盖所述碳纳米管与所述侧墙的金属层，部分位于所述碳纳米管上的所述金属层作为与所述碳纳米管接触的电接触；以及去除所述金属层的一部分以暴露至少部分所述侧墙，其中，去除所述金属层的步骤包括：将所述金属层的部分转变成牺牲层，以及将所述牺牲层去除。2.根据权利要求1所述的制造方法，其中，将所述金属层的表面部分转变成所述牺牲层，去除所述牺牲层后重新暴露所述金属层，去除所述金属层的步骤还包括重复所述转变与去除所述牺牲层的步骤至暴露至少部分所述侧墙。3.根据权利要求2所述的制造方法，其中，所述转变的步骤包括对所述金属层进行化学处理，以改变所述金属层的表面部分的材料性质。4.根据权利要求3所述的制造方法，其中，所述化学处理包括氧化处理和/或卤化处理。5.根据权利要求3所述的制造方法，其中，所述化学处理包括采用氧化剂将所述金属层的表面部分氧化，以改变所述金属层的表面部分的材料性质，其中，所述氧化剂包括氟、臭氧、双氧水、高锰酸银、二氧化氯、次氯酸、氯气以及氧气中的一种或组合。6.根据权利要求3所述的制造方法，其中，所述化学处理包括采用卤化剂将所述金属层的表面部分卤化，以改变所述金属层的表面部分的材料性质，其中，所述卤化剂包括卤素、氢卤酸、SO2Cl2、SOCl2、HOCl、COCl2、SCl2、ICl、KF、NaF、SbF3以及PCl3中的一种或组合。7.根据权利要求3-6任一所述的制造方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟令款，张志勇，彭练矛，
申请(专利权)人：北京元芯碳基集成电路研究院，北京华碳元芯电子科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京,11