[发明专利]一种晶体管及其制作方法

说明书

本发明涉及半导体技术领域，具体涉及一种新型半导体晶体管及其制作方法，通过该方法制作的晶体管包括：衬底，所述衬底上设有一源区、一漏区以及连通所述源区与漏区的沟道区，一栅极，所述栅极结构是垂直结构，晶体管在开启时，源极的电子顺着体内垂直多晶硅的两侧水平向漏极流动，从而实现将位于器件表面的单一平面沟道转移到沟槽侧壁形成多条导电沟道，本发明提供的晶体管通过特殊的栅极结构具有更低的导通电阻，更高的电流驱动能力。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体涉及一种新型半导体晶体管及其制作方法。

背景技术

金属(metal)-氧化物(oxide)-半导体(semiconductor)场效应晶体管(MOS管)，是一种可以广泛使用在模拟电路与数字电路的场效晶体管，其中依据其‘通道’工作载流子的极性不同，可分为“N型”和“P型”两种类型。其工作原理(以N沟道增强型MOS场效应管即增强型N-MOS管为例)是利用栅极电压来控制“感应电荷”的多少，以改变由这些“感应电荷”形成的导电沟道的状况，然后达到控制漏极电流的目的。当栅极电压改变时，沟道内感应的电荷量也改变，导电沟道的宽窄也随之而变，因而漏极电流随着栅极电压的变化而变化，传统工艺的硅表面只有单层沟道，晶体管载流子流动被局限于硅表面，从而晶体管的导电能力被结构所限制。

发明内容

鉴于以上情况，本发明所要解决其技术问题采用以下的技术方案来实现。

第一方面，本发明实施例提供一种晶体管的制作方法,包括：半导体衬底，在所述半导体衬底上形成阱区，在所述阱区中形成若干条沟槽，在所述衬底上表面以及所述沟槽内壁形成栅氧化层，在所述沟槽两侧形成源区与漏区，所述源区和漏区均有一侧面位于所述沟槽侧壁，另一侧面位于所述阱区的上表面，在所述沟槽进行多晶硅填充形成所述栅极结构。

进一步地，在所述阱区形成沟槽具体包括，在所述阱区上通过光刻刻蚀形成若干条垂直于所述半导体衬底上表面的沟槽。

进一步地，形成所述栅氧化层之前具体包括：对所述沟槽底部进行尖角处理；在沟槽内部形成牺牲氧化层并去除牺牲氧化层；在沟槽底部进行离子注入形成注入层；在沟槽底部形成场氧化层。

进一步地，在沟槽底部进行离子注入形成注入层具体包括，所述沟槽底部进行离子注入，所述注入层用于阻止载流子经沟槽底部流通。

进一步地，形成所述源区和漏区之前具体包括，在阱区一侧形成体区，所述体区与所述源区位于所述沟槽的同一侧。

进一步地，形成所述源区和漏区具体包括，所述源区和漏区经过与所述阱区上表面成夹角的注入离子束的作用下，所述源区和漏区靠近阱区表面的位置形成重掺杂N+层，所述源区和漏区靠近沟槽一侧的侧壁位置形成轻掺杂层N-层，所述源区和漏区形成为“7”字型的剖面形状。

第二方面，本发明实施例还提供一种晶体管，包括：半导体衬底，所述半导体衬底上形成有阱区以及形成于所述阱区内的若干条沟槽，在所述沟槽内壁形成栅氧化层，在所述沟槽的两侧分别形成有源区和漏区，所述源区和漏区均有一侧面位于所述沟槽侧壁，另一侧面位于所述阱区的上表面，所述沟槽内填充有多晶硅以形成栅极结构。

进一步地，所述沟槽通过光刻刻蚀形成，且所述沟槽垂直于所述半导体衬底上表面。

进一步地，所述半导体还包括形成于所述阱区一侧的体区，所述体区与所述源区位于所述沟槽的同一侧。

进一步地，所述沟槽通过低压化学气相沉积法进行多晶硅填充，所述多晶硅填充后以栅氧化层作为阻挡层，仅保留沟槽内部的多晶硅，刻蚀去除其他区域的多晶硅。

本发明实施例的技术方案具有以下优点：在传统工艺的硅表面单层沟道的基础上，通过改变晶体管的沟道和栅极结构，其栅极结构侧面形成导电沟道，从而使得源漏之间形成全方位导电结构，极大提升了晶体管的导电能力，降低了晶体管的导通电阻，极具性价比优势。