自对准双栅MOSFET的结构与工艺实现-钱莉

StructuresandProcessesofSelf-AlignedDouble-GateMOSFETsQIANLi,LIWeihua(Microelectronicscenter,SoutheastUniversity,Nanjing,210096P.R.China)Abstract:　Double-gateMOSFETisconsideredthemostpromisingcandidateforsub50nmMOSFETdesign,whichof-ferssuperiorsubthresholdslope,bettershortchannelcontrol,andhighermobility.Self-aligneddouble-gatedevicestruc-tureisproposedtoaccommodatethekeyfeaturesoftheidealdouble-gateMOSFET.Inthispaper,wepresentseveralkindsofself-aligneddouble-gateMOSFETstructuresandtheirprocessflows.Keywords:　Self-Alignedgates;Double-GateMOSFETsEEACC:　2570D　2570FMOSFET①钱　莉,李伟华(MEMS,　210096):MOSFET,、、。MOSFET,,。MOSFET。:;MOSFET　:TN4　　　:A　　　:1005-9490(2002)03-0287-051　　　　CMOS,,。,,,、DIBL,CMOS[1]。。MOSFET。图1　基本的双栅MOSFET结构示意图MOSFET(1)、,。,,,。,,MOSFET、、[2]。MOSFET,、[3]。、,,,。、,MOSFET。,MOSFET。MOSFET。25320029　　　　　　　　　　　　ChineseJournalofElectronDevices　　　　　　　　　Vol.25,No.3Sep.,2002①:2002-04-172　MOSFET2.1　MOSFET[4],,、。、,,,2(e)。(2):(1)　SOI,,(LTO),(CMP),(2(a))。(2)　,LTO,,。,。,(2(b))。(3)　,、,LTO,、(2(c))。(4)　、,,(2(d))。(5)　,。,(2(e))。,。(6)　。2.2　MOSFET[5],MOSFET,,。,,。,3(f)。(3):(1)　n+,图2　横向选择外延制备源漏区的自对准双栅MOSFET的工艺流程,(PSG)、、、、、(3(a))。(2)　n+,288　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　电子器件　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　第25卷图3　垂直沟道的自对准双栅MOSFET的工艺流程。,,(3(b))。(3)　,CMP,,,n+,(3(c))。(4)　,PSG。,。(3(d))。(5)　PSG,,(3(e))。(6)　,,(3(f)),。(Lg)。(7)　。2.3　FinFET[6,7]FinFET(6(d))MOSFET,,,,4(f)。(4):(1)　SOI,,(4(a))。(2)　,()(4(b))。(3)　SiGeLTO(4(c))。SiGeSi,PSiGePSi,SiGe。(4)　LTOSiGe,(4(d))。(5)　LPCVD,,(4(e))。(6)　,。,,P+。,(289第3期　　　　　　　　　　钱　莉,李伟华:自对准双栅MOSFET的结构与工艺实现　　　　　　　　　　　　　　　　　图4　FinFET结构的工艺流程4(f))。(7)　。2.4　MOSFET[8],,α-Si,,、。(MILC),α-Si,,5(d))。(5):图5　通过凹槽来实现自对准的双栅MOSFET工艺流程(1)　,LTO,,,,,,α-Si,CMPα-Si,(5(a))。(2)　H3PO4SiO2,(5(b))。(3)　LPCVDα-Si。,,α-Si,290　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　电子器件　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　第25卷,,,(5(c))。(4)　(MILC),α-Si,。,,,CMP。、(5(d))。(5)　。3　　　　MOSFETMOSFET,、、。、MOSFETMOSFET。MOSFET。[1]　H.-S.PhilipWong,BeyondtheConventionalMOSFET,ESSDERC2001.[2]　,。MOSFET[J]。,2001305,290～293[3]　Hon-SumPhilipWong,KevinK,Chan,etal.Self-Aligned(TopandBottom)Double-GateMOSFETwitha25nmThickSiliconChannel[J].IEDMTechDig,1997;427～430[4]　Jong-HoLee,Young-JunePark,etal.SuperSelf-AlignedDouble-Gate(SSDG)MOSFETsUtilizingOxidationRateDif-ferenceandSelectiveEpitaxy[J].IEDMTechDig,1999;71～74[5]　HergenrotherJM,MonroeD,etal.TheVerticalReplace-ment-Gate(VRG)MOSFET:A50-nmVerticalMOSFETwithLithography-IndependentGateLength[J].IEDMTech.Dig,1999;75～78[6]　XuejueHuang,Wen-ChinLee,etal.Sub50-nmFinFET:PMOS[J].IEDMTechDig,1999;67～70[7]　XuejueHuang,Wen-ChinLee,etal.Sub-50nmP-ChannelFinFET[J].IEEETransactionsonElectronDevices,2001;48[5]:880～886[8]　ShengdongZhang,MansunChan,etal.Fabricationandpropertiesofself-aligneddouble-gatepoly-SiTFT[J].Solid-StateandIntegrated-CircuitTechnology,2001;1442～1445[9]　ErinC.Jones,MeikeiIeong,etal.HighPerformanceofPlanarDoubleGateMOSFETswithBackgateDielectrics[C].In:DeviceResearchConference,2001;28～29[10]　MoersJ,TrellenkampS,etal.VerticalDouble-GateMOS-FETbasedonepitaxialgrowthbyLPCVD.ESSDERC2001[11]　TaichiSu,JohnPDentonetal.NewPlanarSelf-AlignedDouble-GateFully-DepletedP-MOSFET′sUsingEpitaxialLateralOvergrowth(ELO)andSelectivelyGrownSourceDrain[C].In:2000IEEEInternationalSOIConference,110～111[12]　XinnanLin,ChugangFeng,etal.Double-GateSOIMOS-FETFabricationfromBulkSiliconWafer[C].In:2001IEEEInternationalSOIConference,93～94　(1978-01),2000,,SOI。291第3期　　　　　　　　　　钱　莉,李伟华:自对准双栅MOSFET的结构与工艺实现