[发明专利]制造金属通道元件的方法

说明书

技术领域

本揭露实施例是有关于一种金属通道元件的制造方法。

背景技术

金属通道元件(如晶体管)使用金属通道，金属通道为高掺杂硅纳米线的自然扩张。许多优点对金属无接面(junction-less)场效晶体管(field-effect transistors，FETs)有益，所述优点包含源极和漏极电阻的降低、简化制造流程与高晶体管导通电流。于金属无接面场效晶体管中，当栅极端的偏压电压为零时(如导通状态)，源极-漏极电流可流经金属通道；当栅极端的偏压电压为足够负时(如截止状态)，源极-漏极电流停止。可理解的是大部分希望的通道材料都预期呈现出接近金属的电导性。

因为金属中的高电子浓度，透过电子的屏蔽效应，避免了金属中电场的渗透。为了观察金属膜中的场效应，金属膜的厚度应为屏蔽长度的次序(例如约2纳米)。透过精确掺杂杂质进入金属，金属中的电子浓度可减少以减轻屏蔽效应。透过金属沉积技术可沉积经掺杂的金属层，金属沉积技术包含溅镀法和热蒸镀法。这些技术可能无法精确的控制生长速率、膜厚与原子等级的组合物。

发明内容

本揭露提出一种制造金属通道元件的方法，包含：形成金属层于基材上，金属层透过原子层沉积(atomic layer deposition，ALD)技术而形成且具有第一厚度；形成绝缘层于金属层上；形成栅极接触层于绝缘层上；处理已形成的栅极接触层、绝缘层与金属层以移除栅极接触层、绝缘层与金属层不位于源极-漏极区上的部分，金属层位于源极-漏极区上的剩余部分具有第二厚度，第二厚度小于第一厚度；以及形成源极与漏极金属接触于金属层的剩余部分。

附图说明

从以下结合所附附图所做的详细描述，可对本揭露的态样有更佳的了解。需注意的是，根据业界的标准实务，各特征并未依比例绘示。事实上，为了使讨论更为清楚，各特征的尺寸都可任意地增加或减少。

图1是根据本揭露的一个或多个实施例的制造金属通道的例示性的流程图；

图2A至图2F是根据本揭露的一个或多个实施例的制造金属通道金氧半场效晶体管(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor，MOSFET)元件的各种流程的例示性的剖面图与金氧半场效晶体管元件的俯视图；

图3A至图3D是根据本揭露的一个或多个实施例的制造金属通道鳍式场效晶体管(FinFET)元件的各种流程的例示性的三维(three-dimensional，3-D)视图；

图4A至图4G是根据本揭露的一个或多个实施例的使用原子层沉积技术来形成的金属通道的各种流程的例示性的图示；

图5A是根据本揭露的一个或多个实施例的金属通道金氧半晶体管元件的通道掺杂的例示性的线图；

图5B是根据本揭露的一个或多个实施例的金属通道金氧半晶体管元件的电流-电压特性的例示性的线图。

具体实施方式

本揭露提供了许多不同的实施例或例子，用以实作此揭露的不同特征。为了简化本揭露，一些元件与布局的具体例子会在以下说明。当然，这些仅仅是例子而不是用以限制本揭露。例如，若在后续说明中提到了第一特征形成在第二特征上面，这可包括第一特征与第二特征是直接接触的实施例；这也可以包括第一特征与第二特征之间还形成其他特征的实施例，这使得第一特征与第二特征没有直接接触。此外，本揭露可能会在各种例子中重复图示符号及/或文字。此重复是为了简明与清晰的目的，但本身并不决定所讨论的各种实施例及/或设置之间的关系。

再者，在空间上相对的用语，例如底下、下面、较低、上面、较高等，是用来容易地解释在图示中一个元件或特征与另一个元件或特征之间的关系。这些空间上相对的用语除了涵盖在图示中所绘的方向，也涵盖了装置在使用或操作上不同的方向。这些装置也可被旋转(例如旋转90度或旋转至其他方向)，而在此所使用的空间上相对的描述同样也可以有相对应的解释。

图1是根据本揭露的一个或多个实施例的制造金属通道的例示性的流程图100。流程图100仅绘示整个制造流程的相关部分。可理解的是，在图1所示的操作之前、期间与之后，可提供额外的操作，且下述的一些操作可被方法的额外的实施例所取代或移除。操作/流程的顺序可互换。