具局部源极/漏极绝缘场效晶体管及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种具有局部源极／漏极绝缘的场效晶体管，以及一种相关的制造方法，其中，一源极凹陷（ＳＶ）以及一源极凹陷（ＤＶ）乃于一半导体基板（１）中彼此间隔的方式形成，一凹陷绝缘层（ＶＩ）乃至少会形成于该等源极以及漏极凹陷（ＳＶ，ＤＶ）的一底部区域中，以及一导电填充层（Ｆ），其用于实现源极以及漏极区域（Ｓ，Ｄ）并填满该等源极以及漏极凹陷（ＳＶ，ＤＶ）。并且，伴随者一栅极介电质（３）以及一栅极层（４）而具有降低的接面电容的场效晶体管乃可由所述方法中获得。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术相关于一种具有局部源极/漏极绝缘之场效晶体管，以及一种相关的制造方法，并且，特别地是，相关于一种具有可以被使用于所谓的混合信号电路之中、且于次100nm范围内之结构的场效晶体管。
技术介绍
场效晶体管的电性特性乃会受到多数参数的影响，特别是，会在该场效晶体管中引起不想要之寄生效应的所谓的接面电容(junctioncapacitances)，而如此的接面电容，特别是，乃会形成于半导体基板中之源极以及漏极区域的pn接面处，这是因为在此处会由于空间电荷、或空乏区(depletion zones)而有相对而言较高的寄生电容上升的关系。所以，为了避免、或减少如此的接面电容，习知的技术中已使用了所谓的SOI基板(silicon on insulator，绝缘体上硅)，藉此，至少源极以及漏极分别的一下部区域乃会直接地接界于该SOI基板、或晶圆的绝缘区域，不过，有关在一SOI基板中之如此的半导体电路的缺点却是，显著增加的成本，以及尚有于所谓之混合信号电路中的相关缺点，再者，当短信道场效晶体管中通常会需要一完全空乏的信道区域的同时，具有长信道之场效晶体管则是会需要一连接可能性，以避免这些被充电，以及以了解特征曲线的最高可能线性，而利用同样的方法，为了，举例而言，致能在一半导体电路中之两个相同晶体管的一相同行为，该信道区域的连接可能性对晶体管的该所谓的相符行为而言也是很重要，因此，对混和信号电路而言，特别是，使用SOI基板仅会产生不适当的结果。文件JP 021 28 430A揭示一种用于制造一场效晶体管的方法，而在此例子中，为了产生局部源极/漏极绝缘，一氧植入乃是利用氧离子会直接被植入于该半导体基板中之该等源极以及漏极区域下方、且会接续地转变成为一埋藏二氧化硅层的方式而加以实行，不过，在此例子中的缺点却是，这些埋藏绝缘区域之相对而言较不准确的形成，例如，举例而言，在已植入以及未植入区域之间的一不明显区域，以及，特别地，如此之方法缺乏对于具有于次100nm范围之结构的场效晶体管的适用性。
技术实现思路
本专利技术作为基础的目的即在于，提供一种具有局部源极/漏极绝缘的场效晶体管，以及一相关的制造方法，而其有可能可以利用特别简单的方式而降低接面电容。根据本专利技术，此目的乃是藉由相关于该场效晶体管之权利要求1的特征，以及藉由相关于该制造方法之权利要求10的特征而加以达成。特别是，藉由使用至少在一底部区域中具有一凹陷绝缘层的一源极凹陷以及一漏极凹陷，以及使用用于实现源极以及漏极区域与用于填充位在该凹陷绝缘层之表面处之该等凹陷的导电填充层，即可以获得一具有已降低之接面电容的场效晶体管，而其乃是可以简单地加以实现，并且，对混合信号电路以及对少于100nm之特征尺寸而言皆具有成本效应。除了该凹陷底部绝缘层之外，该凹陷绝缘层亦可以具有一凹陷侧壁绝缘层，不过，却不会接触该栅极介电质，因此，乃会造成更进一步降低的接面电容，以及用于该信道区域的浅、或准确定义的延伸、或连接区域。为了实现高度准确定义的信道连接区域，该等源极以及漏极凹陷乃会于上部区域中具有一预先决定的宽度，以及一预先决定之深度，而利用此方法，该等用于该等信道区域的所需浅连接区域即可以非常精准地加以实现，并且，通常所使用的该等非常浅植入，由于缺口的扩散促进效应(diffusion-promoting effects)以及非常短的RTP回火步骤(快速热程序)与它们的缺乏再现性、或是一预先非晶化所造成的问题，以及缺陷植入乃会被排除，不过，由于该等凹陷侧壁绝缘层，其有可能显著地降低经常发生在此区域中的该等高漏电流以及接面电容。为了改善在该等源极以及漏极区域之中的一沉积程序，该导电填充层可以具有一种子层，而如此的结果则是，即使是非常窄以及深的源极以及漏极凹陷、或是孔洞也可以充分地被填满。再者，该凹陷侧壁绝缘层亦可以延伸进入一位在该栅极介电质下方、或是位在该信道区域下方的区域，而藉此所可以达成的是，短信道晶体管与该基板相隔离，以及位在相同之晶圆上的长信道晶体管则是会获得一连接至该基板的可能性，因此，即产生了用于数字电路以及用于混合信号电路两者的等理想装置，而此特别具有优势地是用于一SoC(system on chip，芯片系统)集成的时候。本专利技术更进一步之具有优势的改进则是以更进一步的权利要求作为特征。本专利技术将利用以图式做为参考的示范性实施例而于之后进行更详尽的解释。附图说明图1其显示依照一第一示范性实施例，一具有局部源极/漏极绝缘之场效晶体管的一简化剖面图；图2其显示依照一第二示范性实施例，一具有局部源极/漏极绝缘之场效晶体管的一简化剖面图；图3A至图3I其显示用于举例说明制造依照一第三示范性实施例之一具有局部源极/漏极绝缘之场效晶体管的必要方法步骤的简化剖面图；图4其显示依照该第三示范性实施例之一场效晶体管的一部份放大剖面图；以及图5A至图5B其显示用于举例说明制造依照一第四示范性实施例之一具有局部源极/漏极绝缘之场效晶体管的必要方法步骤的简化剖面图。具体实施例方式图1显示依照一第一示范性实施例之一具有局部源极/漏极绝缘之场效晶体管的一简化剖面图，而在该例子之中，一半导体基板1，较佳地是由一硅半导体材质所构成，之中的主动区域乃是藉由一STI方法(shallow trench isolation，浅沟渠隔离)所加以形成，以用于形成浅沟渠隔离2，而该等浅沟渠隔离2则是可以，举例而言，利用条带之形式，而具体呈现于该半导体基板1之中，因而造成位在其间的条带形式主动区域。在此状况下，该场效晶体管会具有形成在该半导体基板1之表面上的一栅极堆栈G，且该栅极堆栈必须要具有一栅极介电质，例如，举例而言，一栅极氧化层3，以及还要具有一实际栅极或控制层4，再者，于该栅极堆栈G的侧边处，一源极凹陷SV以及一漏极凹陷DV乃会接着利用彼此相间隔的方式而形成于该半导体基板1之中，并且，一位在该栅极介电质3下方的区域即代表一信道区域，在此状况下，该等所形成的凹陷可以是在该半导体基板1中具有一相对应深度的花样(cutout)，孔洞，沟渠等。依照图1，一凹陷绝缘层VI会被形成在每一个该源极凹陷SV以及该漏极凹陷DV的一底部区域之中，而该层则是代表了相关于该半导体基板1的一局部源极以及漏极绝缘，以及因此，乃会显著地降低一分别之源极以及漏极区域的一接面电容，相对于习知藉由氧植入所形成的凹陷绝缘层，根据本专利技术的该局部源极以及漏极绝缘乃是利用严格受限地方式、且非常精准地加以形成于该凹陷之中，再者，该场效晶体管乃具有一导电填充层F，以用于实现该实际源极以及漏极区域S以及D，且该填充层F乃是被形成在该凹陷绝缘层的表面，并且，会填满该等源极以及漏极凹陷SV以及DV。此造成了一具有局部源极以及漏极绝缘的场效晶体管，而其乃会于源极以及漏极区域S以及D处具有显著降低的接面电容，并且，更进一步地，乃会致能位在该等源极以及漏极区域之间之信道区域的一连接可能性，而在此方法中，具有长信道以及高线性，还有显著之相符特性的场效晶体管也将可以获得实现，特别是，在混合信号电路之中，再者，相较于SOI基板，如此的一局部源极以及漏极绝缘也会造成获得显著改善之该等信道区域到达该半导体基板1的一热连结，因此，特别是在具有于次100nm范围内、或＜100n本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有局部源极－漏极绝缘的场效晶体管，具有：一半导体基板（１）；一源极凹陷（ＳＶ）以及一漏极凹陷（ＤＶ），其以彼此间隔的方式在该半导体基板（１）中形成；一凹陷绝缘层（ＶＩ），其至少形成于该源极凹陷（ＳＶ）以及该漏极 凹陷（ＤＶ）的一底部区域中；一导电填充层（Ｆ），其形成以便用于实现源极以及漏极区域（Ｓ，Ｄ），以及用于填充位在该凹陷绝缘层（ＶＩ）之表面的该等源极以及漏极凹陷（ＳＶ，ＤＶ）；一栅极介电质（３），其形成于位在该等源极以及漏极凹 陷（ＳＶ，ＤＶ）之间的该基板表面（ＳＯ）；以及一栅极层（４），其形成于该栅极介电质（３）的表面。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：J霍滋，K舍弗，H图斯，
申请(专利权)人：因芬尼昂技术股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]