專(zhuān)利名稱(chēng):金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件的制造領(lǐng)域，尤其涉及一種金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管的結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(Metal-Semiconductor-Field-Effect-Transistor， MESFET)是一種常見(jiàn)的晶體管，在現(xiàn)代半導(dǎo)體裝置中大量使用。MESFET具有與金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(Metal-0xide4emiconductor-Field-Effect-Transistor，M0SFE) 相似的電流-電壓特性。然而在器件的柵極部分，MESFET利用金屬-半導(dǎo)體的肖特基接觸取代了 MOSFET的MOS結(jié)構(gòu)；而在源極與漏極部分，MESFET以歐姆接觸取代MOSFET中的p_n 結(jié)。MESFET與其他的場(chǎng)效應(yīng)器件一樣，在高電流時(shí)具有負(fù)的溫度系數(shù)，即隨著溫度的升高電流反而下降。因此即使是使用大尺寸的有源器件或?qū)⒃S多器件并接使用時(shí)，仍可維持熱穩(wěn)定。此外，由于MESFET可用GaAs、InP等具有高電子遷移率的化合物半導(dǎo)體制造，因此具有比硅基MOSFET高的開(kāi)關(guān)速度與截止頻率。MESFET結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)在于金半接觸，在電特性上它相當(dāng)于單邊突變的p-n結(jié)，然而在工作時(shí)，它具有多數(shù)載流子器件所享有的快速響應(yīng)。
公開(kāi)號(hào)為JP10070139的日本專(zhuān)利公開(kāi)了一種以絕緣體上硅 (Silicon-On-Insulator, S0I)為襯底的MESFET結(jié)構(gòu)。該MESFET的簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)如圖1所示， 包括絕緣體101，在絕緣體101上的輕摻雜硅溝道102，溝道102兩側(cè)的重?fù)诫s硅源區(qū)106 和漏區(qū)104，與源區(qū)106連接的金屬源極107，與漏區(qū)105連接的金屬漏極105，以及位于溝道102上方并與之連接的金屬柵極103。其中金屬源極107與重?fù)诫s硅源區(qū)106為歐姆接觸，金屬漏極105與重?fù)诫s硅漏區(qū)105也為歐姆接觸，但金屬柵極103與輕摻雜硅溝道102 為肖特基接觸。所謂歐姆接觸是指相互接觸的金屬和半導(dǎo)體之間具有線性并且對(duì)稱(chēng)的電流-電壓特性曲線。而肖特基接觸是指相互接觸的金屬和半導(dǎo)體之間電流-電壓特性曲線為非線性曲線。
采用上述結(jié)構(gòu)的MESFET會(huì)產(chǎn)生漏電流，特別是當(dāng)半導(dǎo)體器件的尺寸越來(lái)越小的時(shí)候，這種漏電流就變得越來(lái)越明顯。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種無(wú)漏電流的金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管，包括由金屬形成的柵極和與柵極形成肖特基接觸的由半導(dǎo)體材料形成的溝道區(qū)，所述柵極內(nèi)設(shè)有通孔， 所述溝道區(qū)至少部分位于所述通孔內(nèi)。
可選地，所述金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管形成于絕緣體上硅襯底。
可選地，所述的半導(dǎo)體材料包括Si、Ge、SiGe、GaAs、InP, InAs或InGaAs。
可選地，還包括與所述溝道區(qū)鏈接的源區(qū)和漏區(qū)，所述溝道區(qū)、源區(qū)和漏區(qū)摻有相同導(dǎo)電類(lèi)型的雜質(zhì)。[0010]可選地，所述源區(qū)和漏區(qū)的摻雜濃度大于所述溝道區(qū)的摻雜濃度。
可選地，所述柵極由W、Al、Ag、Au、Cr、Mo、Ni、Pd、Ti或Pt的單質(zhì)或者任意兩種以上的疊層或合金所形成。
可選地，所述溝道區(qū)的長(zhǎng)度為5nm至50nm。
可選地，所述溝道區(qū)為圓柱體。
可選地，還包括與所述源區(qū)形成歐姆接觸的金屬源極以及與所述漏區(qū)形成歐姆接觸的金屬漏極。
可選地，所述溝道區(qū)內(nèi)摻雜的離子濃度為IX IO18CnT3至5X 1018CnT3。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管中形成一個(gè)全包圍溝道區(qū)的金屬柵極，可以全面防止漏電流的產(chǎn)生。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為圖2的III-III’剖視圖；
圖4為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管的轉(zhuǎn)移特性曲線示例圖；
圖5為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管的輸出曲線示例圖；
圖6為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管制造方法流程圖；
圖7至圖12為根據(jù)圖6所示流程制造金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管的示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體內(nèi)容做詳細(xì)描述。
如圖2和圖3所示，本實(shí)施例提供一種金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管201，包括由金屬形成的金屬柵極202和一根圓柱形的半導(dǎo)體材料柱203(參考圖8)。半導(dǎo)體材料柱203從一端到另一端依次是該金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管201的源區(qū)204、溝道區(qū)205和漏區(qū)206。 金屬柵極202內(nèi)設(shè)有通孔207，而溝道區(qū)205位于通孔207內(nèi)，也即金屬柵極202形成對(duì)溝道區(qū)205的包裹而暴露源區(qū)204和漏區(qū)206。溝道區(qū)205的長(zhǎng)度為5nm至50nm。相應(yīng)的， 金屬柵極202的長(zhǎng)度小于等于溝道區(qū)205的長(zhǎng)度。上述金屬柵極202與溝道區(qū)203之間的金屬-半導(dǎo)體接觸為肖特基接觸。
在本實(shí)施例中，采用圓柱形的半導(dǎo)體材料柱203是一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員知道，半導(dǎo)體材料柱203的徑向橫截面是其他形狀也可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。
另外，該金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管201還包括與源區(qū)204接觸的金屬材質(zhì)源極 208，以及與漏區(qū)206接觸的金屬材質(zhì)漏極209。這里，源區(qū)204與源極208的接觸以及漏區(qū) 206與漏極209的接觸為歐姆接觸。
為了實(shí)現(xiàn)金屬柵極202與源極208和漏極209的電隔離，還可以在金屬柵極202 靠近源極208和漏極209的兩端設(shè)置柵極隔離層210。柵極隔離層210的形狀和材質(zhì)已為現(xiàn)有技術(shù)所公開(kāi)，在此不再贅述。
制造半導(dǎo)體材料柱203的半導(dǎo)體材料包括Si、Ge、SiGe、GaAsJnP、InAs或hGaAs
寸[0030]而金屬柵極202由W、Al、Ag、Au、Cr、Mo、Ni、Pd、Ti或Pt的單質(zhì)形成，也可以由前
述金屬中的任意兩種以上的疊層結(jié)構(gòu)或合金所形成。
選用上述金屬和半導(dǎo)體材料的原因在于，上述金屬和半導(dǎo)體材料相接觸的時(shí)候， 金屬-半導(dǎo)體接觸界面處的半導(dǎo)體能帶彎曲，形成肖特基勢(shì)壘，從而體現(xiàn)出I-V曲線的非對(duì)稱(chēng)性。這種肖特基勢(shì)壘的存在導(dǎo)致了大的界面電阻。這樣的金屬-半導(dǎo)體接觸即是本發(fā)明所需要的肖特基接觸。當(dāng)然，上述的金屬材料和半導(dǎo)體材料僅僅是一個(gè)示例，本領(lǐng)域技術(shù)人員知道，還有其他的金屬材料和半導(dǎo)體材料也可以形成肖特基接觸，這樣的金屬材料和半導(dǎo)體材料也可以應(yīng)用在本發(fā)明中形成金屬柵極202和半導(dǎo)體材料柱203。
金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管201可以形成于絕緣體上硅(SOI)襯底。這樣的襯底通過(guò)在兩層硅基板之間封入一個(gè)絕緣的埋入電介質(zhì)層，從而將活躍的晶體管元件相互隔離。上述埋入電介質(zhì)層的材料通常是氧化物，因此又將埋入電介質(zhì)層稱(chēng)為埋入氧化物層 (Buried 0xide，B0X)。埋入電介質(zhì)層能有效地使電子從一個(gè)晶體管門(mén)電路流到另一個(gè)晶體管門(mén)電路，不讓多余的電子滲漏到下層硅基板上。用SOI襯底形成的半導(dǎo)體器件具有寄生電容小、短溝道效應(yīng)小、速度快、集成度高、功耗低、耐高溫以及抗輻射等優(yōu)點(diǎn)。
上述源區(qū)204、溝道區(qū)205和漏區(qū)206雖然形成在同一根半導(dǎo)體材料柱203中，也用同樣的雜質(zhì)進(jìn)行摻雜，但摻雜的濃度是不同的。源區(qū)204和漏區(qū)206的摻雜濃度大于溝道區(qū)205的摻雜濃度。這是因?yàn)?，溝道區(qū)205需要與金屬柵極202形成肖特基接觸，不能有太大的雜質(zhì)濃度，而源區(qū)204和漏區(qū)206需要與源極208和漏極209形成歐姆接觸，需要有較大的雜質(zhì)濃度。溝道區(qū)205內(nèi)摻雜的離子濃度可以為lX1018cm_3至5X1018cm_3。而源區(qū) 204和漏區(qū)206的摻雜濃度可以參考本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的摻雜濃度進(jìn)行摻雜。當(dāng)金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管1需要被制造成P型晶體管時(shí)，摻雜用的雜質(zhì)可以為B+等，而當(dāng)金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管1需要被制造成N型晶體管時(shí)，摻雜用的雜質(zhì)可以為As+等。
本實(shí)施例提供的上述金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管201，具有如下的I-V特性
尋 CWi3 +-^a2W121
在上式中，Id為漏極209的電流強(qiáng)度，W1為溝道區(qū)205靠近源區(qū)204 —端的耗盡層寬度，W2為溝道區(qū)205靠近漏區(qū)206 —端的耗盡層寬度，a為圓柱形的半導(dǎo)體材料柱203 的半徑，μ 為電子遷移率，e為電子電量， 為溝道區(qū)205摻雜濃度，L為柵極長(zhǎng)度，、為半導(dǎo)體介電常數(shù)，Vd為施加在漏極209上的電壓，和Ve為施加在金屬柵極202上的電壓，Vbi 為內(nèi)建電勢(shì)。
當(dāng)Vd = 50mV，且采用以下典型參數(shù)及常數(shù)時(shí)，可以得出金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管 201的轉(zhuǎn)移特性曲線，即Id-Vg曲線如圖4所示:a = IOnm, L = IOnm, Nd = SXlO1W, μ η =1350cm2/(V. s)，e = 1. 6 X IO^19C, ε s = 11. 7，Vbi = 0. 445V。
同樣采用上述典型參數(shù)及常數(shù)，可以得出Ve分別為0. 2V、0. 3V和0. 4V時(shí)的輸出曲線，即Id-Vd曲線如圖5所示。
另外，本實(shí)施例還提供上述金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制造方法，如圖6所示，包括步驟
S101，提供襯底，所述襯底設(shè)有埋入電介質(zhì)層和所述埋入電介質(zhì)層上的第一半導(dǎo)體材料層；
S102，對(duì)所述的第一半導(dǎo)體材料層進(jìn)行輕摻雜；
S103，刻蝕所述第一半導(dǎo)體材料層和埋入電介質(zhì)層，形成半導(dǎo)體材料柱和電介質(zhì)支撐柱；
S104，去除所述電介質(zhì)支撐柱的中段，使得電介質(zhì)支撐柱的中段形成鏤空；
S105，對(duì)所述半導(dǎo)體材料柱進(jìn)行溫度為1000至1200°C的熱退火處理；
S106，在所述襯底上沉積金屬層至至少掩埋所述半導(dǎo)體材料柱，并填充所述電介質(zhì)支撐柱的鏤空處；
S107，刻蝕所述金屬層，形成金屬柵極；
S108，在所述金屬柵極的側(cè)壁上形成隔離層；
S109，對(duì)所述半導(dǎo)體材料柱兩端的暴露部分進(jìn)行重?fù)诫s，形成源區(qū)和漏區(qū)；
S110，形成分別與源區(qū)和漏區(qū)為歐姆接觸的金屬源極與金屬漏極。
下面將結(jié)合附圖對(duì)上述金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制造方法進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
首先執(zhí)行步驟S101，提供如圖7所示的襯底220。圖7所示的襯底，也即前述的 SOI襯底，包括第一半導(dǎo)體材料層223、埋入電介質(zhì)層222以及第二半導(dǎo)體材料層221。其中，第一半導(dǎo)體材料層223與第二半導(dǎo)體材料層221夾合埋入電介質(zhì)層222形成三明治疊層結(jié)構(gòu)。其中，第一半導(dǎo)體材料層223的厚度可以為IOnm至150nm，而埋入電介質(zhì)層222的厚度可以為IOOnm至300nm。埋入電介質(zhì)層222能有效防止多余的電子從第一半導(dǎo)體材料層223滲漏到第二半導(dǎo)體材料層221中，因而，在其上形成的半導(dǎo)體器件具有寄生電容小、 短溝道效應(yīng)小、速度快、集成度高、功耗低、耐高溫以及抗輻射等優(yōu)點(diǎn)。
上述襯底220中所用到的第一半導(dǎo)體材料層223和第二半導(dǎo)體材料層221所使用的半導(dǎo)體材料包括Si、Ge、SiGe, GaAs, InP, InAs或InGaAs。這樣的半導(dǎo)體材料可以與后續(xù)工藝形成的金屬柵極202形成金屬-半導(dǎo)體間的肖特基接觸，而這種接觸正是本發(fā)明所需要的。
然后執(zhí)行步驟S102，對(duì)第一半導(dǎo)體材料層221進(jìn)行輕摻雜。輕摻雜的離子濃度為 1 X IO18CnT3至5 X IO1W30例如，在形成P型金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管時(shí)，可以使用B+離子進(jìn)行摻雜，劑量為IX IO12CnT2至5X IO12CnT2，離子能量為IKeV至30KeV ；而需要形成N型金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管時(shí)，可以使用As+離子進(jìn)行摻雜，劑量為IX IO12CnT2至5X 1012cm_2， 離子能量為IKeV至20KeV。這種摻雜濃度，可以保證后續(xù)形成的溝道區(qū)205與金屬柵極202 之間形成肖特基接觸。
然后執(zhí)行步驟S103，刻蝕第一半導(dǎo)體材料層221和埋入電介質(zhì)層222，形成如圖 8所示的半導(dǎo)體材料柱203和電介質(zhì)支撐柱211。半導(dǎo)體材料柱203的直徑可以為2nm至 25nm,其整體由電介質(zhì)支撐柱211所支撐。
刻蝕埋入電介質(zhì)層222形成電介質(zhì)支撐柱211時(shí)，并未完全將埋入電介質(zhì)層222 完全刻蝕，只是使得埋入電介質(zhì)層222的厚度減小。
上述刻蝕過(guò)程可以分多步進(jìn)行，例如可以經(jīng)過(guò)下述步驟進(jìn)行先用等離子干法刻蝕第一半導(dǎo)體材料層221的一部分，由于后續(xù)形成的半導(dǎo)體材料柱203的直徑較小，因此，在采用等離子干法刻蝕時(shí)，仍然可以形成較圓滑的半導(dǎo)體材料柱203的上半部分；然后再采用各向異性濕法刻蝕的方法繼續(xù)刻蝕第一半導(dǎo)體材料層221和埋入電介質(zhì)層222，由于各向異性濕法刻蝕會(huì)產(chǎn)生底切(undercut)效應(yīng)，利用這種效應(yīng)正好可以形成半導(dǎo)體材料柱203的下半部分，相似的，各向異性濕法刻蝕的方法也會(huì)在埋入電介質(zhì)層222上形成規(guī)整的電介質(zhì)支撐柱211。上述等離子干法刻蝕和各向異性濕法刻蝕為現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。
用上述等離子干法刻蝕和各向異性濕法刻蝕所形成的半導(dǎo)體材料柱203的直徑有可能不符合預(yù)訂要求，也有可能其輪廓不夠圓滑。因此可以將該半導(dǎo)體材料柱203進(jìn)行熱氧化處理，然后再放入酸溶液中，例如經(jīng)去離子水稀釋的HF溶液中將半導(dǎo)體材料柱203 外層的氧化物去除。通過(guò)這樣的處理，就能方便地控制半導(dǎo)體材料柱203的尺寸和外輪廓， 以符合要求。
然后執(zhí)行步驟S104，去除電介質(zhì)支撐柱211的中段，使得電介質(zhì)支撐柱211的中段形成鏤空。具體方法可以是先在埋入電介質(zhì)層222之上利用旋涂和光刻的方法形成一層暴露電介質(zhì)支撐柱211中段的光刻膠層230，如圖9所示；然后采用緩沖氧化物刻蝕劑 (buffer oxide etchant, B0E)刻蝕暴露的電介質(zhì)支撐柱211中段，使得電介質(zhì)支撐柱211 的中段形成鏤空，再取出光刻膠層230，形成如圖10所示的結(jié)構(gòu)。電介質(zhì)支撐柱211的中段被刻蝕形成的鏤空長(zhǎng)度可以為5nm至50nm。
在去除電介質(zhì)支撐柱211中段的步驟之后，還可以對(duì)半導(dǎo)體材料柱203進(jìn)行熱退火處理，熱退火的溫度在1000°C至1200°C。熱退火所帶來(lái)的傳質(zhì)作用可以使得半導(dǎo)體材料柱203在電介質(zhì)支撐柱211中段的鏤空處的輪廓更為圓滑，并且可以消除刻蝕半導(dǎo)體材料柱203的過(guò)程中所產(chǎn)生的損傷。
然后執(zhí)行步驟S106，在埋入電介質(zhì)層222之上沉積金屬層231至至少掩埋半導(dǎo)體材料柱203，并填充電介質(zhì)支撐柱211中段的鏤空處，形成如圖11所示的結(jié)構(gòu)。金屬層231 的厚度可以為IOnm至500nm。
上述金屬層231可以是W、Al、Ag、Au、Cr、Mo、Ni、Pd、Ti或Pt的單質(zhì)或者任意兩種以上的疊層或合金。選用這些金屬材料的原因在于，用這些金屬材料形成后續(xù)的金屬柵極202可以與半導(dǎo)體溝道區(qū)205形成所需的肖特基接觸。但是，這里指出的金屬材料以及前述的半導(dǎo)體材料僅僅是一些示例，本領(lǐng)域技術(shù)人員知道，還有其他的金屬材料和半導(dǎo)體材料也可以形成肖特基接觸，這樣的金屬材料和半導(dǎo)體材料也可以應(yīng)用在本發(fā)明中形成金屬柵極202和半導(dǎo)體材料柱203。
然后執(zhí)行步驟S107，刻蝕金屬層231，形成如圖12所示的金屬柵極202。金屬柵極202的長(zhǎng)度小于等于電介質(zhì)支撐柱211被去除的長(zhǎng)度，并使得金屬柵極202落入電介質(zhì)支撐柱211中段的鏤空處。因此，金屬柵極202在電介質(zhì)支撐柱211中段的鏤空處形成對(duì)半導(dǎo)體材料柱203的包裹。在這里，金屬柵極202與半導(dǎo)體材料柱203的接觸為肖特基接觸。而半導(dǎo)體材料柱203被所述金屬柵極202包裹的一段即形成金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管的溝道區(qū)205(參考圖3)。
然后執(zhí)行步驟S108，在金屬柵極202的側(cè)壁上形成隔離層212。隔離層212的作用是防止金屬柵極202與其他部件形成短路。隔離層212可以為氧化物-氮化物-氧化物隔離層。制造隔離層212的方法屬于現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。[0065]然后執(zhí)行步驟S109，對(duì)半導(dǎo)體材料柱203兩端所暴露的部分進(jìn)行重?fù)诫s，形成源區(qū)204和漏區(qū)206。這里形成源區(qū)204和漏區(qū)206所進(jìn)行的重?fù)诫s的雜質(zhì)與步驟S102中對(duì)第一半導(dǎo)體材料層223進(jìn)行輕摻雜的雜質(zhì)的導(dǎo)電類(lèi)型相同。采用導(dǎo)電類(lèi)型相同的雜質(zhì)摻雜，可以較好地形成金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源區(qū)-溝道區(qū)-漏區(qū)結(jié)構(gòu)。
然后可以執(zhí)行步驟S110，形成分別與源區(qū)204和漏區(qū)206為歐姆接觸的金屬源極 208與金屬漏極209，形成如圖2所示的結(jié)構(gòu)。
最后還可以形成金屬柵極202的外聯(lián)金屬線(圖未示)，以及將整個(gè)金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管用電介質(zhì)材料進(jìn)行封閉，從而形成完整的金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管。這些步驟屬于現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。
本申請(qǐng)雖然以較佳實(shí)施例公開(kāi)如上，但其并不是用來(lái)限定權(quán)利要求
，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以做出可能的變動(dòng)和修改，因此本申請(qǐng)的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以本申請(qǐng)權(quán)利要求
所界定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管，包括由金屬形成的柵極和與柵極形成肖特基接觸的由半導(dǎo)體材料形成的溝道區(qū)，其特征在于所述柵極內(nèi)設(shè)有通孔，所述溝道區(qū)至少部分位于所述通孔內(nèi)。
2.如權(quán)利要求
1所述的金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其特征在于所述金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管形成于絕緣體上硅襯底。
3.如權(quán)利要求
1所述的金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其特征在于所述的半導(dǎo)體材料包括 Si、Ge、SiGe、GaAs、InP、InAs 或 InGaAs0
4.如權(quán)利要求
1所述的金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其特征在于還包括與所述溝道區(qū)鏈接的源區(qū)和漏區(qū)，所述溝道區(qū)、源區(qū)和漏區(qū)摻有相同導(dǎo)電類(lèi)型的雜質(zhì)。
5.如權(quán)利要求
4所述的金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其特征在于所述源區(qū)和漏區(qū)的摻雜濃度大于所述溝道區(qū)的摻雜濃度。
6.如權(quán)利要求
1所述的金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其特征在于所述柵極由W、Al、Ag、 Au、Cr、Mo、Ni、Pd、Ti或Pt的單質(zhì)或者任意兩種以上的疊層或合金所形成。
7.如權(quán)利要求
1所述的金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其特征在于所述溝道區(qū)的長(zhǎng)度為 5nm 至 50nmo
8.如權(quán)利要求
1所述的金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其特征在于所述溝道區(qū)為圓柱體。
9.如權(quán)利要求
1所述的金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其特征在于還包括與所述源區(qū)形成歐姆接觸的金屬源極以及與所述漏區(qū)形成歐姆接觸的金屬漏極。
10.如權(quán)利要求
1所述的金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其特征在于所述溝道區(qū)內(nèi)摻雜的離子濃度為 1 X IO18CnT3 至 5 X IO18CnT3。
專(zhuān)利摘要
本發(fā)明涉及一種金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管，包括由金屬形成的柵極和與柵極形成肖特基接觸的由半導(dǎo)體材料形成的溝道區(qū)，所述柵極內(nèi)設(shè)有通孔，所述溝道區(qū)至少部分位于所述通孔內(nèi)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管中形成一個(gè)全包圍溝道區(qū)的金屬柵極，可以全面防止漏電流的產(chǎn)生。
文檔編號(hào)H01L29/78GKCN101740618 B發(fā)布類(lèi)型授權(quán) 專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)朇N 200810202458
公開(kāi)日2012年1月25日 申請(qǐng)日期2008年11月10日
發(fā)明者季明華, 肖德元 申請(qǐng)人:中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan專(zhuān)利引用 (2),