【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体,特别涉及具有亚微米栅长度的T形栅的自对准金属氧化物半导体(MOS)场效应晶体管(FET)。金属氧化物半导体(MOS)场效应晶体管(FET)的技术要求将栅长度缩小到0.25m以下。形成栅的标准工艺是淀积多晶硅层,腐蚀该层限定出需要的栅长度,以及使用多晶硅做掩膜进行源/漏浅注入步骤。浅注入步骤之后形成氮化物侧壁间隔层,在源/漏区内注入深欧姆区,然后形成栅和源/漏注入的金属硅化物。由此随着栅长度减少,栅的电阻增加,是由于栅金属硅化物具有与下面的多晶硅栅相同的栅长度。由于RC时间延迟,栅电阻降低了器件的速度。此外,通过在氧化层中开出窗口并构图金属,可以形成比多晶硅栅更长的的金属栅。该工艺生产出了迄今为止最快的硅器件,但要求对初始的多晶硅栅进行进行高度严格的再对准,如果不成功,将导致栅与欧姆源/漏接触短路。因此,以上工艺不适合半导体的制造。随着MOSFET中栅长度减少,欧姆源/漏接触必须在深度上密封,以保持栅长度与结深度的高宽比大于1。对浅结的该要求设置了硅量的上限,以确保形成低电阻率的金属硅化物接触。与较薄的硅化物源/漏接触相关的较高电阻会进一步降低FET的速度性能。根据本专利技术,介绍一种制造场效应晶体管的结构和工艺步骤,能够容易地将长度和宽度缩小到亚微米尺寸。该工艺依靠形成与原有结区自对准的升高的源/漏接触,然后形成栅介质和T形的自对准的金属或金属/多晶硅栅,以便减少寄生栅电阻。本专利技术提供一种形成栅叠层的工艺,可以形成T形金属栅而没有严格的对准步骤,使栅电阻显著下降。本专利技术还提供一种新工艺,能够形成T形栅,与现有的浅源/漏 ...
【技术保护点】
一种形成场效应晶体管的方法,包括以下步骤:在半导体衬底的至少一个表面上形成至少一个牺牲层,构图所述至少一个牺牲层,形成由暴露的衬底区环绕的牺牲栅形结构,在所述牺牲栅形结构的相对侧上的所述暴露的衬底区内形成掺杂的半导体结构,在所述结区上形成源和漏接触金属化层,所述接触金属化层的厚度小于所述栅形结构的厚度,在所述源和漏接触金属化区上选择性地形成介质帽盖层,其中所述介质帽盖层的上表面接近所述牺牲栅形结构的上表面,除去所述牺牲栅形结构露出所述衬底下面的区域和所述源和漏接触金属化层的侧壁,淀积栅介质以覆盖所述露出的衬底区域和所述源和漏接触金属化层的侧壁和上部,在所述栅介质的所有表面上形成导电层,所述导电层也基本上填充了原先由牺牲栅形结构占据的体积,以及构图所述导电层限定栅介质。
【技术特征摘要】
US 1997-12-11 9890421.一种形成场效应晶体管的方法,包括以下步骤在半导体衬底的至少一个表面上形成至少一个牺牲层,构图所述至少一个牺牲层,形成由暴露的衬底区环绕的牺牲栅形结构,在所述牺牲栅形结构的相对侧上的所述暴露的衬底区内形成掺杂的半导体结区,在所述结区上形成源和漏接触金属化层,所述接触金属化层的厚度小于所述栅形结构的厚度,在所述源和漏接触金属化区上选择性地形成介质帽盖层,其中所述介质帽盖层的上表面接近所述牺牲栅形结构的上表面,除去所述牺牲栅形结构露出所述衬底下面的区域和所述源和漏接触金属化层的侧壁,淀积栅介质以覆盖所述露出的衬底区域和所述源和漏接触金属化层的侧壁和上部,在所述栅介质的所有表面上形成导电层,所述导电层也基本上填充了原先由牺牲栅形结构占据的体积,以及构图所述导电层限定栅介质。2.根据权利要求1的方法,特征在于所述半导体材料为选自由GaAs、InGaAs、InP、Si、InGaAsP和SiGe组成的组中的单晶材料。3.根据权利要求1的方法,特征在于所述形成至少一个牺牲层的步骤包括从SiO2、四乙氧基硅烷(TEOS)的衍生氧化物、可流动氧化物和Si3N4组成的组中选择一下层材料,从SiO2、四乙氧基硅烷(TEOS)的衍生氧化物、可流动氧化物、和Si3N4、TiN和硅组成的组中选择一上层材料的步骤。4.根据权利要求1的方法,特征在于所述形成源和漏接触金属化层的步骤包括从Co、Ni、Pd、Pt、Rh、Ta、Ti、W、这些金属的导电硅化物、重掺杂的多晶硅、或重掺杂的多晶硅锗组成的组中选择至少一个接触金属化材料的步骤。5.根据权利要求1的方法,特征在于在所述源和漏接触金属化层形成介质帽盖层的所述步骤包括从平面化介质、介质氧化物和介质氮化物组成的组中选择介质材料的步骤。6.根据权利要求5的方法,特征在于所述介质帽盖层包括选自SiO2、四乙氧基硅烷(TEOS)的衍生氧化物、可流动氧化物和Si3N4组成的组中的平面化介质。7.根据权利要求5的方法,特征在于所述介质帽盖层包括选自TiO2、Ta2O5和WO3组成的组中的介质氧化物。8.根据权利要求1的方法,特征在于所述形成掺杂的半导体结的步骤包括离子注入和激活退火。9.根据权利要求1的方法,特征在于所述形成掺杂的半导体结的步骤包括气体浸没激光掺杂。10.根据权利要求1的方法,特征在于所述形成掺杂的半导体结的步骤包括在未由所述牺牲栅覆盖的所述暴露的衬底区上选择性外延生长掺杂的半导体结。11.根据权利要求1的方法,特征在于在所述结区上形成源和漏接触金属化层的步骤包括覆盖(blanket)淀积所述接触金属化材料并平面化的步骤。12.根据权利要求11的方法,特征在于通过化学机械抛光进行所述平面化。13.根据权利要求11的方法,还包括通过选择性腐蚀将源和漏接触金属化层的上表面开槽到低于牺牲栅形结构上表面下的水平的步骤。14.根据权利要求1的方法,特征在于在所述结区上形成源和漏接触金属化层的所述步骤包括在所述结区上选择生长所述接触金属化材料的步骤。15.根据权利要求1的方法,特征在于所述形成所述介质帽盖层的步骤包括覆盖淀积并平面化所述介质帽盖材料的步骤。16.根据权利要求1的方法,特征在于所述形成所述介质帽盖层的步骤包括通过选自氧化和氮化组成的组中的工艺在接触金属化层上表面...
【专利技术属性】
技术研发人员:KE伊斯梅尔,SA里斯顿,KL森格尔,
申请(专利权)人:国际商业机器公司,
类型:发明
国别省市:US[]
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