场效应晶体管及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种场效应晶体管及其制备方法。该场效应晶体管包括：衬底；源极和漏极，其中之一形成于衬底上表面的凸起之上，另一个形成于凸起的侧下部的衬底中且其上表面与衬底的上表面齐平；栅极，形成于凸起与衬底上表面交接的位置处；栅极氧化层，形成于栅极与凸起之间、以及栅极与衬底的上表面之间。本发明专利技术提供的场效应晶体管为垂直结构，源极位于凸起的顶部，而漏极位于衬底中，源极和漏极不在同一平面内，因此，场效应晶体管的面积能够得到明显减小，从而提高集成电路的集成度，降低了成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微电子行业元器件制备
，尤其涉及一种。
技术介绍
场效应晶体管是组成集成电路的基础工作器件，在微电子领域具有十分广泛的应用。图1为现有技术中场效应晶体管的一种结构不意图。如图1所不，场效应晶体管包括衬底101，在衬底101内形成有阱区102，在阱区102对应的有源区分别设置有栅极G、 漏极D、源极S和轻掺杂漏极注入LDD (Light Doped Drain)区104，栅极G与衬底101之间设置有栅极氧化层103，多晶硅栅极G的两侧设置有侧壁氧化层105。当栅极G具有一定电压时，栅极G下的衬底就会积聚一定用于导电的载流子，使源极S和漏极D形成导电通路， 形成导电通路后，在漏极D和源极S之间的电压作用下，将产生漏极电流。由图1可知，现有技术中，场效应晶体管为平面结构，即源极S和漏极D处于相同的平面。随着微电子科学与技术的发展，对器件的集成度要求也越来越高，如何有效提高集成电路的集成度，以保证集成电路的性能是个需要解决的问题。
技术实现思路
(一 )要解决的技术问题为解决上述的一个或多个问题，本专利技术提供了一种， 以在保证集成电路的性能的如提下，提闻集成电路的集成度。( 二 )技术方案根据本专利技术的一个方面，提供了一种场效应晶体管。该场效应晶体管包括衬底； 源极和漏极，其中之一形成于衬底上表面的凸起之上，另一个形成于凸起的侧下部的衬底中且其上表面与衬底的上表面齐平；栅极，形成于凸起与衬底上表面交接的位置处；栅极氧化层，形成于栅极与凸起之间、以及栅极与衬底的上表面之间。优选地，本专利技术场效应晶体管中，衬底中进一步形成有阱区，漏极或源极形成于阱区中。优选地，本专利技术场效应晶体管中，在衬底中、栅极与衬底的上表面之间的栅极氧化层之下，还形成有与源极或漏极相连接的轻掺杂漏极注入区。优选地，本专利技术场效应晶体管中，源极形成于衬底上表面的凸起之上；漏极形成于凸起的侧下部的衬底中且其上表面与衬底的上表面齐平；在凸起的两侧对称形成有漏极， 或在凸起的一侧形成有漏极。优选地，本专利技术场效应晶体管中，衬底为娃基衬底或错基衬底，棚极为多晶娃棚极。优选地，本专利技术场效应晶体管中，衬底为η型掺杂或P型掺杂。根据本专利技术的另一个方面，还提供了一种场效应晶体管的制备方法。该方法包括 步骤A，通过构图工艺在衬底上形成凸起；步骤B，在预设栅极与凸起之间、以及预设栅极与衬底的上表面之间形成栅极氧化层；步骤C，在凸起与形成有凸起的衬底的上表面交接的位置处的栅极氧化层上形成栅极；步骤D，在凸起之上形成场效应晶体管的源极或漏极中的其中之一；步骤E，在衬底中、凸起的侧下部的衬底中形成场效应晶体管的漏极或源极中的另外一个，其上表面与衬底的上表面齐平。(三)有益效果本专利技术具有以下有益效果(I)本专利技术提供的场效应晶体管为垂直结构，源极位于凸起的顶部，而漏极位于衬底中，源极和漏极不在同一平面内，因此，场效应晶体管的面积能够得到明显减小，集成电路的集 成度可提高一倍左右，实现相同功能的电路芯片面积可以减小一倍左右，从而显著降低了成本；(2)本专利技术提供的场效应晶体管中，栅极和源极沿垂直方向，漏极沿水平方向，能够有效减小漏端峰值电场，抑制漏致势垒降低效应，抗穿通能力更强，减小热载流子效应， 有效的提高场效应晶体管的可靠性。附图说明图1为现有技术场效应晶体管的结构示意图2为本专利技术实施例场效应晶体管的结构示意图3为本专利技术另一实施例场效应晶体管的结构示意图4为本专利技术实施例场效应晶体管制备方法的流程图5为本专利技术另一实施例场效应晶体管制备方法的流程图6为与图5所述的流程图各步骤对应的工艺效果图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。虽然本文可提供包含特定值的参数的示范，但应了解，参数无需确切等于相应的值，而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于所述值。在本专利技术的一个示例性实施例中，提供了一种场效应晶体管。图2为本专利技术实施例场效应晶体管的结构示意图。如图2所示,本实施例包括衬底101,衬底101的上表面具有凸起100 ;凸起100之上形成有源极S ;在衬底101中、凸起100的侧下部的衬底中形成有漏极D，且漏极D的上表面与衬底上表面平齐；凸起100与衬底101的上表面交接的位置处，形成有栅极G ;栅极G与凸起100之间、以及栅极G与衬底101的上表面之间形成有栅极氧化层103。本实施例中，当栅极G具有一定电压时，凸起100中源极S下方的区域，以及衬底 101中凸起100下方的区域就会积聚一定用于导电的载流子，使得源极S和漏极D形成导电通路。形成导电通路后，在漏极D和源极S之间的电压作用下，将产生漏极电流，从而实现场效应晶体管的导通。本实施例的场效应晶体管为垂直结构，SP :源极S位于凸起100的顶部，而漏极D位于衬底中，源极S和漏极D不在同一平面内，因此，本实施例的场效应晶体管的面积能够得到明显减小，将本实施例应用于集成电路时，集成度可提高一倍左右，即实现相同功能的电路芯片面积可以减小一倍左右，因此，还显著降低了成本。另外，由于在本实施例的场效应晶体管结构中，栅极G和源极S沿垂直方向，漏极 D沿水平方向，能够有效减小漏端峰值电场，抑制漏致势垒降低效应，抗穿通能力更强，减小热载流子效应，有效的提闻场效应晶体管的可罪性。可选的，本实施例的场效应晶体管，衬底101中形成有阱区102，漏极D形成在阱区102中。当然，本专利技术不限于此，在本专利技术的其他实施例中，漏极D可直接形成于衬底101 中。 可选的，本实施例的场效应晶体管，还包括轻掺杂漏极注入(Lightly Doped Drain，简称LDD)区104，位于衬底101中、栅极G与衬底101的上表面之间的栅极氧化层 103之下的位置处，与漏极D相连接。LDD区通常存在于亚微米的场效应晶体管器件中，主要用于减小场效应晶体管器件的热载流子效应和提高器件的耐压性能。在本专利技术的另一个实施例中，可不包括LDD区。其中，如图2所示，本实施例中，漏极D相对于凸起100对称设置，S卩漏极S对称形成在衬底101中凸起100的两侧的位置处。可以理解的是，本专利技术不限于此，如图3所示， 在本专利技术的另一实施例中，漏极D形成在衬底101中凸起100的一侧的位置处。具体的，本实施例中，衬底101为硅基衬底，当然，也可为其他材料，例如锗；且，衬底101可以为η型掺杂,也可为P型掺杂，栅极G为多晶娃栅极。具体的，当本实施例为η沟道场效应晶体管时，阱区102为ρ型掺杂区，源极S和漏极D为η型重掺杂区，LDD区104为η型轻掺杂区。当本实施例为P沟道场效应晶体管时，阱区102为η型掺杂区，源极S和漏极D为ρ型重掺杂区，LDD区104为ρ型轻掺杂区。另外，需要说明的是，本专利技术实施例提供的场效应晶体管，源极S和漏极D是对称的，可以互换使用，并不影响场效应晶体管的正常工作。相应的，本专利技术的实施例还提供了一种场效应晶体管的制备方法，用于制备本专利技术实施例提供的场效应晶体管，如图4所示，包括下列步骤步骤S402，通过构图工艺在衬底上形成凸起。其中，构图工艺包括光刻、刻蚀、剥离等工艺中的至少一种。步骤S404，在所述凸起与形成有所述凸起的衬底的上表面交接的位置处形成栅极，在所述栅极与所述凸起之间、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种场效应晶体管，其特征在于，包括：衬底；源极和漏极，其中之一形成于所述衬底上表面的凸起之上，另一个形成于所述凸起的侧下部的衬底中且其上表面与所述衬底的上表面齐平；栅极，形成于所述凸起与所述衬底上表面交接的位置处；栅极氧化层，形成于所述栅极与所述凸起之间、以及所述栅极与所述衬底的上表面之间。

【技术特征摘要】
1.一种场效应晶体管，其特征在于，包括衬底；源极和漏极，其中之一形成于所述衬底上表面的凸起之上，另一个形成于所述凸起的侧下部的衬底中且其上表面与所述衬底的上表面齐平；栅极，形成于所述凸起与所述衬底上表面交接的位置处；栅极氧化层，形成于所述栅极与所述凸起之间、以及所述栅极与所述衬底的上表面之间。2.根据权利要求1所述的场效应晶体管，其特征在于，所述衬底中进一步形成有阱区，所述漏极或源极形成于所述阱区中。3.根据权利要求1所述的场效应晶体管，其特征在于，在所述衬底中、所述栅极与所述衬底的上表面之间的栅极氧化层之下，还形成有与所述源极或漏极相连接的轻掺杂漏极注入区。4.根据权利要求1所述的场效应晶体管，其特征在于，所述源极形成于所述衬底上表面的凸起之上；所述漏极形成于所述凸起的侧下部的衬底中且其上表面与所述衬底的上表面齐平；在所述凸起的两侧对称形成有所述漏极，或在所述凸起的一侧形成有所述漏极。5.根据权利要求1至4中任一项所述的场效应晶体管，其特征在于，所述衬底为硅基衬底或锗基衬底，所述栅极为多晶硅栅极。6.根据权利要求1至4中任一项所述的场效应晶体管，其特征在于，所述衬底为η型掺杂或P型掺杂。7.—种场效应...

【专利技术属性】
技术研发人员：毕津顺，海潮和，韩郑生，罗家俊，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：