[发明专利]场效应晶体管及其制造方法

说明书

一种场效应晶体管及其制造方法。该等场效应晶体管包括处于沟道层中的有源区对、位于该对有源区之间的沟道区以及位于该对有源区的表面上的自对准钝化层。

技术领域

本发明的实施例涉及一种场效应晶体管及其制造方法。

背景技术

在半导体行业中，一直希望增加集成电路的面密度。为此，单个晶体管变得越来越小。然而，单个晶体管可以做得更小的速度正在减慢。将外围晶体管从前道工序(FEOL)移至后道工序(BEOL)可能是有利的，因为可在BEOL上添加功能，同时可在FEOL中获得宝贵的芯片区域。由氧化物半导体制成的薄膜晶体管(TFT)是BEOL集成的一个有吸引力的选择，因为TFT可在低温下进行处理，因此不会损坏先前制造的器件。

发明内容

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种场效应晶体管，包括：有源区对，在沟道层上方；沟道区，形成在沟道层中并位于有源区对之间；以及接触通孔结构对，电连接至有源区对，其中，有源区对与接触通孔结构自对准。

根据本发明实施例的另一个方面，提供了一种场效应晶体管，包括：接触通孔结构对；有源区对，电连接至接触通孔结构对，从而形成有源区对堆叠，其中，有源区对与接触通孔结构自对准；以及沟道区，形成在沟道层中并位于有源区对之间，其中，有源区对布置在沟道层的底面上。

根据本发明实施例的又一个方面，提供了一种制造场效应晶体管的方法，包括：在缓冲层上方的沟槽中沉积字线；在字线上方沉积栅极介电层；在栅极介电层上方沉积半导体沟道层；对半导体沟道层和栅极介电层进行图案化；在半导体沟道层上方沉积金属层，其中，金属层与半导体沟道层直接接触；对与半导体沟道层直接接触的金属层进行退火以形成有源区；以及形成接触通孔结构，其中，有源区与接触通孔结构自对准。

附图说明

当结合附图进行阅读时，从以下详细描述可最佳理解本发明的各方面。应该注意，根据工业中的标准实践，各个部件未按比例绘制。实际上，为了清楚的讨论，各个部件的尺寸可以任意地增大或减小。

图1A是根据本发明的实施例的在形成TFT的阵列之前的第一示例性结构的竖直截面图。

图1B是根据本发明的实施例的在形成BEOL晶体管期间的第一示例性结构的竖直截面图。

图1C是根据本发明的实施例的在形成上层金属互连结构之后的第一示例性结构的竖直截面图。

图2A是根据本发明的各种实施例的在衬底上方沉积第一介电层之后的晶体管的中间结构的平面图。

图2B是根据本发明的各种实施例的沿图2A的线A-A’截取的竖直截面图。

图3A是根据本发明的各种实施例的在第一介电层中形成字线沟槽之后的晶体管的中间结构的平面图。

图3B是根据本发明的各种实施例的沿图3A的线A-A’截取的竖直截面图。

图4A是根据本发明的各种实施例的在字线沟槽中沉积金属填充材料以形成字线之后的晶体管的中间结构的平面图。

图4B是根据本发明的各种实施例的沿图4A的线A-A’截取的竖直截面图。

图5A是根据本发明的各种实施例的在沉积栅极介电覆盖层和半导体沟道覆盖层材料之后的晶体管的中间结构的平面图。

图5B是根据本发明的各种实施例的沿图5A的线A-A’截取的竖直截面图。

图6A是根据本发明的各种实施例的在对栅极介电覆盖层和半导体沟道覆盖层进行图案化之后的晶体管的中间结构的平面图。

图6B是根据本发明的各种实施例的沿图6A的线A-A’截取的竖直截面图。