[发明专利]环栅MOSFET及其形成方法有效
| 申请号： | 201610079732.3 | 申请日： | 2016-02-03 |
| 公开（公告）号： | CN107039509B | 公开（公告）日： | 2020-02-07 |
| 发明（设计）人： | 张海洋;王彦 | 申请（专利权）人： | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司;中芯国际集成电路制造(北京)有限公司 |
| 主分类号： | H01L29/423 | 分类号： | H01L29/423;H01L21/336;H01L29/78 |
| 代理公司： | 11227 北京集佳知识产权代理有限公司 | 代理人： | 张亚利;吴敏 |
| 地址： | 201203 *** | 国省代码： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 环栅 mosfet 及其 形成 方法 | ||
1.一种环栅MOSFET，其特征在于，包括：
半导体衬底；
位于所述半导体衬底上的沟道区、源区和漏区，所述源区、漏区沿第一方向位于所述沟道区的两侧，所述第一方向平行于或垂直于所述半导体衬底的表面，所述沟道区包括内芯区和覆盖在所述内芯区表面的外壳区，所述内芯区的材料包括红磷，所述外壳区的材料包括黑磷；
位于所述半导体衬底上的栅极，所述栅极沿环绕所述第一方向的第二方向包围所述沟道区的所述外壳区。
2.如权利要求1所述的环栅MOSFET，其特征在于，所述源区、漏区中的至少一个包括所述内芯区和所述外壳区。
3.如权利要求1所述的环栅MOSFET，其特征在于，所述半导体衬底的材料为红磷。
4.如权利要求1至3任一项所述的环栅MOSFET，其特征在于，所述环栅MOSFET为FinFET；
所述第一方向平行于所述半导体衬底的表面，所述沟道区、源区、漏区均与所述半导体衬底的表面接触；
所述栅极沿所述第二方向半包围所述沟道区的所述外壳区。
5.如权利要求4所述的环栅MOSFET，其特征在于，还包括：位于所述半导体衬底的表面上的绝缘层，所述内芯区靠近所述半导体衬底的表面的端部被所述绝缘层覆盖，所述沟道区的所述外壳区、栅极均位于所述绝缘层的上方。
6.如权利要求1至3任一项所述的环栅MOSFET，其特征在于，所述环栅MOSFET为LateralGAAFET；
所述第一方向平行于所述半导体衬底的表面，所述沟道区悬置在所述半导体衬底的表面的上方；
所述栅极沿所述第二方向全包围所述沟道区的所述外壳区。
7.如权利要求6所述的环栅MOSFET，其特征在于，还包括：位于所述半导体衬底的表面上的绝缘层，所述栅极、沟道区均位于所述绝缘层的上方。
8.如权利要求1至3任一项所述的环栅MOSFET，其特征在于，所述环栅MOSFET为Vertical GAAFET；
所述第一方向垂直于所述半导体衬底的表面，所述源区或漏区与所述半导体衬底的表面接触；
所述栅极沿所述第二方向全包围所述沟道区的所述外壳区。
9.如权利要求8所述的环栅MOSFET，其特征在于，还包括：位于所述半导体衬底的表面上的绝缘层，所述沟道区的所述外壳区、栅极均位于所述绝缘层的上方。
10.一种环栅MOSFET的形成方法，其特征在于，包括：
提供半导体衬底；
在所述半导体衬底上形成沟道区、源区和漏区，所述源区、漏区沿第一方向位于所述沟道区的两侧，所述第一方向平行于或垂直于所述半导体衬底的表面，所述沟道区包括内芯区和覆盖在所述内芯区表面的外壳区，所述内芯区的材料包括红磷，所述外壳区的材料包括黑磷；
在所述半导体衬底上形成栅极，所述栅极沿环绕所述第一方向的第二方向包围所述沟道区的所述外壳区。
11.如权利要求10所述的形成方法，其特征在于，所述源区、漏区中的至少一个包括所述内芯区和所述外壳区，所述源区、漏区、沟道区的所述内芯区在同一步骤中形成，所述源区、漏区、沟道区的所述外壳区也在同一步骤中形成。
12.如权利要求10所述的形成方法，其特征在于，所述外壳区的形成方法包括：将所述内芯区表层的红磷转换为黑磷，以实现在所述内芯区的表面形成所述外壳区。
13.如权利要求10所述的形成方法，其特征在于，所述半导体衬底的材料为红磷。
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