[发明专利]一种具有低栅极电阻的场效应晶体管的结构及制造方法

说明书

本申请实施例公开了一种场效应晶体管结构，该结构包括：半导体衬底(101)，金属栅极(104)，源极金属沟槽(107)、漏极金属沟槽(108)、刻蚀停止层和栅极接触(105)，该刻蚀停止层覆盖在源极金属沟槽(107)和漏极金属沟槽(108)的上方，该栅极接触(105)位于有源区上方，由于在源极金属沟槽(107)和漏极金属沟槽(108)的上方覆盖有刻蚀停止层，可以将栅极接触(105)准确打到栅极上，而不会与源极金属沟槽(107)或漏极金属沟槽(108)短接，因此栅极接触(105)可以在金属栅极(104)上延伸至有源区上方，这样栅极接触(105)的长度限制变小，栅极接触(105)的形状可以类似于金属栅极(104)呈长条的形状，增大了栅极接触(105)与金属栅极(104)的接触面积，大大降低了栅极电阻。

技术领域

本申请涉及半导体技术领域，尤其涉及一种具有低栅极电阻的场效应晶体管及其制造方法。

背景技术

随着半导体器件的高度集成以及集成电路尺寸的不断缩小，场效应晶体管的器件栅长(Gate length)不断变小。并且，随着互补金属氧化物半导体(Complementary MetalOxide Semiconductor，CMOS)器件结构由传统平面器件发展成为三维(three dimensions，3D)鳍式场效应晶体管(Fin Field-Effect Transistor，FinFET)结构，这种3D结构让晶体管的器件栅长进一步缩小。

场效应晶体管的器件栅长的不断缩小导致栅极电阻急剧增加，也即导致了栅极电阻和电容乘积RC的增大，增大了电路的延迟，严重恶化了器件的高频性能，加大了高频电路设计的难度。降低栅极电阻对于提升场效应晶体管的高频性能至关重要。

发明内容

本申请的实施例提供一种场效应晶体管结构，有效降低了栅极电阻。

本申请第一方面提供了一种场效应晶体管结构，该结构包括：半导体衬底、金属栅极、源极金属沟槽、漏极金属沟槽、刻蚀停止层stopper和栅极接触；该金属栅极，在该半导体衬底的上方；该源极金属沟槽和该漏极金属沟槽位于该金属栅极的两侧；该刻蚀停止层，覆盖在该源极金属沟槽和该漏极金属沟槽的上方；该栅极接触，在该金属栅极的上方，且该栅极接触至少部分在有源区上方。

本申请提供的场效应晶体管结构中，由于在源极金属沟槽和漏极金属沟槽的上方覆盖有刻蚀停止层，可以将栅极接触准确形成在栅极上，而不会与源极金属沟槽或漏极金属沟槽短接，因此栅极接触可以在金属栅极上延伸至有源区上方，这样栅极接触的长度限制变小，栅极接触的形状可以类似于金属栅极呈长条的形状，增大了栅极接触与金属栅极的接触面积，大大降低了栅极电阻。

在一种可能的实施方式中，该结构还包括半导体鳍，该半导体鳍在该半导体衬底的上方，该半导体鳍与该金属栅极交叉排列，且该半导体鳍穿过该金属栅极。

在一种可能的实施方式中，该半导体鳍为多个，该结构还包括隔离层，多个该半导体之间被该隔离层隔开。

在一种可能的实施方式中，该有源区为该源极金属沟槽和该漏极金属沟槽围成的区域，该金属栅极和该半导体鳍交叉的部分位于该有源区内。

在一种可能的实施方式中，该栅极接触沿该金属栅极的宽度方向延伸，该栅极接触与该金属栅极直接相邻的端面的宽度等于该金属栅极的长度，该栅极接触的长度大于该金属栅极的长度，且小于该金属栅极的宽度。

本申请提供的鳍式场效应晶体管结构中，栅极接触的长度最长可以与金属栅极的宽度一样长，栅极接触与栅极的接触面积越大，接触电阻越小，当栅极接触的长度与金属栅极的宽度一样长时，接触面积最大，此时接触电阻最小，对应的栅极电阻也最小。

在一种可能的实施方式中，该结构还包括：隔离侧墙；该隔离侧墙，在该源极金属沟槽与该金属栅极之间，以及该漏极金属沟槽与该金属栅极之间。

金属栅极与源极和漏极的金属沟槽之间有隔离侧墙，避免栅极与源极漏极短接。