场效晶体管结构制造技术

一种场效晶体管结构，包含基板、源极汲极部、介电层、闸极以及闸极。源极汲极部形成于基板上，并且源极汲极部包含源极与汲极。介电层与源极汲极部形成于同一层并电性隔离源极与汲极。闸极构成与源极汲极部位于不同层。闸极构成包含闸极导电层以及闸极绝缘层，闸极导电层形成于介电层上，且闸极绝缘层形成于闸极导电层上并包覆闸极导电层。半导体层形成于闸极绝缘层上并包覆该闸极绝缘层。闸极构成介于介电层与半导体层之间。源极汲极部耦接于半导体层，且通过施加电压于闸极导电层，以于半导体层中形成通道。

Field effect transistor structure

【技术实现步骤摘要】
场效晶体管结构
本技术是关于一种晶体管结构，特别是一种场效晶体管结构及其制造方法。
技术介绍
半导体微处理器及高集成电路是将场效晶体管(FieldEffectTransistor，FET)等元件集成于半导体基板上来制造。通常，互补金氧半导体(ComplementaryMetalOxideSemiconductor，CMOS)作为场效晶体管成为集成电路的主动元件(开关元件)。半导体基板的材料主要使用作为IV族半导体的硅。藉由将构成CMOS的晶体管小型化，可提升半导体微处理器及高集成电路的集成度及性能。将CMOS小型化时的课题之一是电力消耗量的增大。作为电力消耗量的增大的期中一个原因，是由于晶体管小型化而衍生出来的短通道效应(shortchanneleffect)，而短通道效应会引发漏电流增大的问题。漏电流的增大会导致供给电压的增大，因此针对CMOS的发展必须考虑抑制漏电流以及并降低驱动电压。半导体产业已进展至纳米科技，进而追求更高元件密度、更佳效能，以及更低价格的工艺节点。于此进展下，来自制造及设计的挑战促使立体场效晶体管结构的发展，而鳍式场效晶体管结构就是其中一种。然而，鳍式场效晶体管结构仍具有相当缺陷。举例说明，随着闸线线宽以经缩小到数十纳米至数纳米，即便是鳍式场效晶体管结构也有短通道效应的问题存在。
技术实现思路
鉴于以上的问题，本技术公开了一种场效晶体管结构，能在满足小线宽闸极的需求下减少短通道效应。本技术所公开的场效晶体管结构包含一基板、一源极汲极部、一介电层、一闸极构成以及一半导体层。源极汲极部形成于基板上，并且源极汲极部包含一源极与一汲极。介电层与源极汲极部形成于同一层并电性隔离源极与汲极。闸极构成与源极汲极部位于不同层。闸极构成包含一闸极导电层以及一闸极绝缘层，闸极导电层形成于该介电层上，闸极绝缘层形成于闸极导电层上并且包覆闸极导电层。半导体层形成于闸极绝缘层上并包覆该闸极绝缘层。闸极构成介于介电层与半导体层之间。源极汲极部耦接于半导体层，且通过施加电压于闸极，以于半导体层中形成通道。本技术另公开的场效晶体管结构的制造方法包含：提供一基板；形成一源极汲极部于基板上；形成一闸极，与源极汲极部位于不同层；以及形成一半导体层于闸极上。闸极介于基板与半导体层之间。源极汲极部耦接于半导体层，且通过施加电压于闸极，以于半导体层形成通道。根据本技术所公开的场效晶体管结构，不同于习知场效晶体管结构中的通道是形成于基板中，本技术提供半导体层于闸极上方以形成通道，因此通道长度可大于闸极线宽，进而能够在不增加闸极线宽的情况下增加通道长度。藉此，在晶体管密度持续增加以延续摩尔定律的情况下，半导体层有助于让场效晶体管结构同时满足闸极线宽小以及足够通道长度的需求，有效减少短通道效应。以上的关于本
技术实现思路
的说明及以下的实施方式的说明用以示范与解释本技术的精神与原理，并且提供本技术的专利申请权利要求保护范围更进一步的解释。附图说明图1为根据本技术一实施例的场效晶体管结构的横截面图。图2为图1的场效晶体管结构的局部放大图。图3和图4为形成图1的场效晶体管结构的源极与汲极的横截面图。图5至图7为形成图1的场效晶体管结构的闸极的横截面图。图8和图9为形成图1的场效晶体管结构的半导体层的横截面图。图10为在图9的源极与汲极中形成重掺杂区的横截面图。图11为形成图1的场效晶体管结构的间隔层的横截面图。图12为于图11的场效晶体管结构上形成封装层以及导线的横截面图。其中，附图标记：场效晶体管结构1基板10N型井区110P型井区120源极汲极部20源极/汲极210、220闸极构成30闸极导电层310底侧311顶侧312周边侧面313闸极绝缘层320半导体层40通道410间隔层50氧化硅膜510氮化硅膜520方向D介电层DL重掺杂区DR介电层工艺区域DLR磊晶层EPL介电层ILD间距L1延伸长度L2金属层ML氧化层OX多晶硅层POLY牺牲层SL导电柱VIA具体实施方式以下在实施方式中详细叙述本技术的详细特征以及优点，其内容足以使任何本领域的技术人员了解本技术的
技术实现思路
并据以实施，且根据本说明书所公开的内容、权利要求保护范围及附图，任何本领域的技术人员可轻易地理解本技术相关的目的及优点。以下的实施例进一步详细说明本技术的观点，但非以任何观点限制本技术的范畴。空间相对用语，诸如“下方”、“上方”、“之下”、“之上”及其类似者，乃是用于简化描述附图中绘示的一个元件或结构与另一元件(或多个组件)或结构(或多个结构)的关系。除附图中描绘的方向外，空间相对用语旨在包含于使用或操作中的装置的不同方向。装置可为不同的方向(旋转90度或在其他的方向)，并且在此使用的空间相关描述词也可相应地被解释。请一并参照图1和图2，其中为根据本技术一实施例的场效晶体管结构的横截面图，图2为图1的场效晶体管结构的局部放大图。在本实施例中，场效晶体管结构1包含一基板10、一源极汲极部20、一闸极构成30、一半导体层40以及一间隔层50。基板10例如包含硅或其他半导体元素，如锗或III-V族元素，但不以此为限。在本实施例中，基板10为硅基板，其包含深层N型井区(DNW)110以及P型井区120。源极汲极部20形成于基板10上。详细来说，源极汲极部20包含一源极/汲极210与一源极/汲极220。源极/汲极210与源极/汲极220可以形成于基板10中，或是形成于基板10的顶面。在图1中，源极/汲极210与源极/汲极220均为形成于基板10的顶面上的磊晶层。在基板10为硅基板的本实施例中，源极/汲极210与源极/汲极220为P型硅磊晶层或N型硅磊晶层。在其他实施例中，源极汲极部可以形成于基板中，并且源极汲极部与P型井区位于同一层。闸极构成30与源极汲极部20形成于不同层。详细来说，源极/汲极210与源极/汲极220形成于位于基板10上的一介电层DL中，并且闸极构成30形成于介电层DL的顶面上。闸极构成30包含一闸极导电层310以及一闸极绝缘层320。闸极导电层310形成于介电层DL的顶面上，并且闸极导电层310介于基板10与闸极绝缘层320之间。闸极绝缘层320共形地形成于闸极导电层310上，并且闸极绝缘层320包覆闸极导电层310的顶侧与周边侧面。闸极导电层310的材料包含钨(W)、钛(Ti)、铂(Pt)或铜(Cu)。闸极绝缘层320的材料包含氧化硅或氮化硅。半导体层40形成于闸极构成30上，并且闸极构成30介于基板10与半导体层40之间。详细来说，闸极构成30具有相对的一底侧311与一顶侧312，并且底本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种场效晶体管结构，其特征在于，该场效晶体管结构包含：/n一基板；/n一源极汲极部，形成于该基板上，该源极汲极部包含一源极与一汲极；/n一介电层，与该源极汲极部形成于同一层并电性隔离该源极与该汲极；/n一闸极构成，与该源极汲极部位于不同层，该闸极构成包含一闸极导电层以及一闸极绝缘层，该闸极导电层形成于该介电层上，且该闸极绝缘层形成于该闸极导电层上并包覆该闸极导电层；以及/n一半导体层，形成于该闸极绝缘层上并包覆该闸极绝缘层；/n其中，该闸极构成介于该介电层与该半导体层之间，该源极汲极部耦接于该半导体层，且通过施加电压于该闸极导电层以于该半导体层中形成通道。/n

【技术特征摘要】
1.一种场效晶体管结构，其特征在于，该场效晶体管结构包含：
一基板；
一源极汲极部，形成于该基板上，该源极汲极部包含一源极与一汲极；
一介电层，与该源极汲极部形成于同一层并电性隔离该源极与该汲极；
一闸极构成，与该源极汲极部位于不同层，该闸极构成包含一闸极导电层以及一闸极绝缘层，该闸极导电层形成于该介电层上，且该闸极绝缘层形成于该闸极导电层上并包覆该闸极导电层；以及
一半导体层，形成于该闸极绝缘层上并包覆该闸极绝缘层；
其中，该闸极构成介于该介电层与该半导体层之间，该源极汲极部耦接于该半导体层，且通过施...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖昱程，刘峻志，
申请(专利权)人：江苏时代全芯存储科技股份有限公司，江苏时代芯存半导体有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32