具有減小的電阻抗和電容的半導(dǎo)體器件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種具有減小的電阻抗和電容的半導(dǎo)體器件。半導(dǎo)體器件包括具有第一導(dǎo)電類型的第一類型區(qū)域。半導(dǎo)體器件包括具有第二導(dǎo)電類型的第二類型區(qū)域。半導(dǎo)體器件包括在第一類型區(qū)域和第二類型區(qū)域之間延伸的溝道區(qū)。溝道區(qū)與第一類型區(qū)域的第一部分間隔開第一距離。半導(dǎo)體器件包括圍繞溝道區(qū)的柵極區(qū)。柵極區(qū)的第一部分與第一類型區(qū)域的第一部分間隔開第二距離。第二距離大于第一距離。
【專利說(shuō)明】具有減小的電阻抗和電容的半導(dǎo)體器件

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明一般地涉及半導(dǎo)體【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地，涉及半導(dǎo)體器件及其形成方法。

【背景技術(shù)】
[0002]在半導(dǎo)體器件中，當(dāng)將充足電壓或偏壓施加給器件的柵極時(shí)，電流流過(guò)源極區(qū)和漏極區(qū)之間的溝道區(qū)。當(dāng)電流流過(guò)溝道區(qū)時(shí)，器件通常被認(rèn)為處于“導(dǎo)通”狀態(tài)，并且當(dāng)電流不流過(guò)溝道區(qū)時(shí)，器件通常被認(rèn)為處于“截止”狀態(tài)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]提供本
【發(fā)明內(nèi)容】
，從而以在下面的詳細(xì)說(shuō)明的過(guò)程中進(jìn)一步描述的簡(jiǎn)化形式介紹概念的選擇。本
【發(fā)明內(nèi)容】
不旨在廣泛概括要求保護(hù)的主題，識(shí)別要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵因素或基本特征，也不旨在用于限制要求保護(hù)的主題的范圍。
[0004]在此提供用于形成半導(dǎo)體器件的一種或多種技術(shù)和所得到的結(jié)構(gòu)。
[0005]以下說(shuō)明書和附圖闡述特定示例性方面和實(shí)施方式。這些指示應(yīng)用一個(gè)或多個(gè)方面的多種方法中的幾種。當(dāng)結(jié)合附圖考慮時(shí)，通過(guò)以下詳細(xì)說(shuō)明將容易理解本公開的其他方面、優(yōu)點(diǎn)和/或新特征。
[0006]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的缺陷，根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種半導(dǎo)體器件，包括:第一類型區(qū)域，包括第一導(dǎo)電類型；第二類型區(qū)域，包括第二導(dǎo)電類型；溝道區(qū)，在所述第一類型區(qū)域和所述第二類型區(qū)域之間延伸，所述溝道區(qū)與所述第一類型區(qū)域的第一部分間隔開第一距離；以及柵極區(qū)，圍繞所述溝道區(qū)，所述柵極區(qū)的第一部分與所述第一類型區(qū)域的第一部分間隔開第二距離，其中，所述第二距離大于所述第一距離。
[0007]在該半導(dǎo)體器件中，所述柵極區(qū)的第二部分與所述第一類型區(qū)域的所述第一部分間隔開第三距離。
[0008]在該半導(dǎo)體器件中，第一絕緣體層的第一部分圍繞所述溝道區(qū)下面的第二漂移區(qū)，并且在所述第一類型區(qū)域的第一部分和所述柵極區(qū)的第二部分之間延伸。
[0009]在該半導(dǎo)體器件中，所述第一距離在約Onm至約Inm之間。
[0010]在該半導(dǎo)體器件中，所述柵極區(qū)的柵極區(qū)長(zhǎng)度大于所述溝道區(qū)的溝道區(qū)長(zhǎng)度。
[0011]在該半導(dǎo)體器件中，所述第二絕緣體層的第一部分圍繞所述溝道區(qū)，并且在所述溝道區(qū)和所述柵極區(qū)的金屬層之間延伸。
[0012]在該半導(dǎo)體器件中，所述溝道區(qū)包括在垂直納米線內(nèi)。
[0013]在該半導(dǎo)體器件中，所述第一類型區(qū)域包括源極區(qū)，并且所述第二類型區(qū)域包括漏極區(qū)。
[0014]在該半導(dǎo)體器件中，所述第一類型區(qū)域包括漏極區(qū)，并且所述第二類型區(qū)域包括源極區(qū)。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種半導(dǎo)體器件，包括:第一類型區(qū)域，包括第一導(dǎo)電類型；第二類型區(qū)域，包括第二導(dǎo)電類型；溝道區(qū)，在所述第一類型區(qū)域和所述第二類型區(qū)域之間延伸，所述溝道區(qū)與所述第一類型區(qū)域的第一部分間隔開第一距離；以及柵極區(qū)，圍繞所述溝道區(qū)，所述柵極區(qū)的第一部分與所述第一類型區(qū)域的第一部分間隔開第二距離，其中，所述第二距離大于所述第一距離；以及第一絕緣體層的第一部分，圍繞所述溝道區(qū)下面的第二漂移區(qū)，并且在所述第一類型區(qū)域的第一部分和所述柵極區(qū)的第二部分之間延伸。
[0016]在該半導(dǎo)體器件中，所述第一距離在約Onm和約Inm之間。
[0017]在該半導(dǎo)體器件中，所述第一類型區(qū)域的所述第一導(dǎo)電類型與所述第二類型區(qū)域的所述第二導(dǎo)電類型相同。
[0018]在該半導(dǎo)體器件中，所述柵極區(qū)的柵極區(qū)長(zhǎng)度大于所述溝道區(qū)的溝道區(qū)長(zhǎng)度。
[0019]在該半導(dǎo)體器件中，所述第二絕緣體層的第一部分圍繞所述溝道區(qū)，并且在所述溝道區(qū)和所述柵極區(qū)的金屬層之間延伸。
[0020]在該半導(dǎo)體器件中，所述溝道區(qū)包括在垂直納米線內(nèi)。
[0021]在該半導(dǎo)體器件中，所述第一類型區(qū)域包括源極區(qū)，并且所述第二類型區(qū)域包括漏極區(qū)。
[0022]在該半導(dǎo)體器件中，所述第一類型區(qū)域包括漏極區(qū)，并且所述第二類型區(qū)域包括源極區(qū)。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種形成半導(dǎo)體器件的方法，所述方法包括:形成包括第一導(dǎo)電類型的第一類型區(qū)域；形成包括第二導(dǎo)電類型的第二類型區(qū)域；形成在所述第一類型區(qū)域和所述第二類型區(qū)域之間延伸的溝道區(qū)，所述溝道區(qū)與所述第一類型區(qū)域的第一部分間隔開第一距離；以及形成圍繞所述溝道區(qū)的柵極區(qū)，所述柵極區(qū)的第一部分與所述第一類型區(qū)域的第一部分間隔開第二距離，其中，所述第二距離大于所述第一距離。
[0024]該方法包括:形成第一絕緣體層的第一部分，所述第一絕緣體層的第一部分圍繞所述溝道區(qū)下面的第二漂移區(qū)并且在所述第一類型區(qū)域和所述柵極區(qū)的第二部分之間延伸。
[0025]該方法包括:形成圍繞所述溝道區(qū)并且在所述第一絕緣體層的第一部分上方的間隔件。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0026]當(dāng)結(jié)合附圖進(jìn)行讀取時(shí)，通過(guò)以下詳細(xì)說(shuō)明理解本公開的各個(gè)方面。應(yīng)該理解，附圖的元件和/或結(jié)構(gòu)沒(méi)必要按比例繪制。從而，為了論述清楚起見，各個(gè)部件的尺寸可以任意地增加和/或減小。
[0027]圖1示出根據(jù)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的一部分；
[0028]圖2示出根據(jù)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的一部分；
[0029]圖3示出根據(jù)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的一部分；
[0030]圖4a示出根據(jù)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的一部分；
[0031]圖4b示出根據(jù)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的一部分；
[0032]圖5示出根據(jù)實(shí)施例的與形成半導(dǎo)體器件相關(guān)聯(lián)地形成柵極區(qū)；
[0033]圖6示出根據(jù)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的一部分；
[0034]圖7示出根據(jù)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的一部分；
[0035]圖8示出根據(jù)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的一部分；
[0036]圖9示出根據(jù)實(shí)施例的與形成半導(dǎo)體器件相關(guān)聯(lián)地形成第二類型區(qū)域；
[0037]圖10示出根據(jù)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的一部分；
[0038]圖11示出根據(jù)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的一部分；
[0039]圖12示出根據(jù)實(shí)施例的與形成半導(dǎo)體器件相關(guān)聯(lián)地形成第二類型區(qū)域；
[0040]圖13a示出根據(jù)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的一部分；
[0041]圖13b示出根據(jù)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的一部分；
[0042]圖14示出根據(jù)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的一部分；
[0043]圖15a示出根據(jù)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的一部分；
[0044]圖15b示出根據(jù)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的一部分；
[0045]圖16示出根據(jù)實(shí)施例的與形成半導(dǎo)體器件相關(guān)聯(lián)地形成柵極區(qū)；
[0046]圖17示出根據(jù)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的一部分；
[0047]圖18示出根據(jù)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的一部分；
[0048]圖19示出根據(jù)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的一部分；
[0049]圖20示出根據(jù)實(shí)施例的與形成半導(dǎo)體器件相關(guān)聯(lián)地形成第二類型區(qū)域；
[0050]圖21示出根據(jù)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件；以及
[0051]圖22示出根據(jù)實(shí)施例的形成半導(dǎo)體器件的方法。

【具體實(shí)施方式】
[0052]現(xiàn)在參考附圖描述要求保護(hù)的主題，其中，相同的參考標(biāo)號(hào)通常用于指的是相同的元件。在以下說(shuō)明書中，為了解釋的目的，闡述大量具體細(xì)節(jié)，以提供要求保護(hù)的主題的理解。然而，明顯地，沒(méi)有這些具體細(xì)節(jié)的情況可以可以實(shí)踐要求保護(hù)的主題。在其他實(shí)例中，以框圖形式示出結(jié)構(gòu)和器件，以便于描述要求保護(hù)的主題。
[0053]在本文中提供了用于形成半導(dǎo)體器件的一種或多種技術(shù)和由此得到的結(jié)構(gòu)。
[0054]圖1是示出根據(jù)一些實(shí)施例的半導(dǎo)體器件100的一部分的透視圖。在一個(gè)實(shí)施例中，半導(dǎo)體器件100形成在摻雜區(qū)102上。根據(jù)一些實(shí)施例，摻雜區(qū)102被摻雜，以形成第一類型區(qū)域104。在一些實(shí)施例中，摻雜區(qū)102包括P型擴(kuò)散。在一些實(shí)施例中，摻雜區(qū)102包括η型擴(kuò)散。
[0055]在一些實(shí)施例中，第一類型區(qū)域104的第一部分112通過(guò)摻雜摻雜區(qū)102形成。在一個(gè)實(shí)施例中，第一類型摻雜區(qū)104包括第一導(dǎo)電類型。在一些實(shí)施例中，第一類型區(qū)域104的第一導(dǎo)電類型單獨(dú)或共同地包括P型材料、ρ+型材料、ρ++型材料、P型摻雜劑(諸如硼、鎵、銦等)。在一些實(shí)施例中，第一類型區(qū)域104的第一導(dǎo)電類型單獨(dú)或共同地包括η型材料、η+型材料、η++型材料、η型摻雜劑(諸如磷、砷、銻等)。在一些實(shí)施例中，第一類型區(qū)域104包括源極區(qū)。在一些實(shí)施例中，第一類型區(qū)域104包括漏極區(qū)。
[0056]根據(jù)一些實(shí)施例，摻雜區(qū)102形成在襯底區(qū)106上或內(nèi)。襯底區(qū)106單獨(dú)或共同地包括許多材料，諸如，例如，硅、多晶硅、鍺、S iGe、II1-V族半導(dǎo)體等。根據(jù)一些實(shí)施例，襯底區(qū)106包括外延層、絕緣體上硅(SOI)結(jié)構(gòu)、晶圓、由晶圓形成的管芯等。在一些實(shí)施例中，襯底區(qū)106包括與第一類型區(qū)域104的第一部分112不同的極性或?qū)щ婎愋汀?br> [0057]在一個(gè)實(shí)施例中，半導(dǎo)體器件100包括一條或多條納米線110。根據(jù)一些實(shí)施例，納米線110從第一類型區(qū)域104凸起。例如，納米線110單獨(dú)或共同地包括許多材料，諸如，硅、多晶硅、鍺、SiGe, II1-V族半導(dǎo)體等。在一些實(shí)施例中，第一類型區(qū)域104的第二部分116形成在納米線110的第一端118處。在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)從第一類型區(qū)域104的第一部分112擴(kuò)散形成第一類型區(qū)域104的第二部分116。
[0058]在一些實(shí)施例中，諸如通過(guò)摻雜納米線110來(lái)形成溝道區(qū)130。在一些實(shí)施例中，通過(guò)傾斜的或成角度的摻雜工藝來(lái)形成溝道區(qū)130，其中，摻雜劑以關(guān)于襯底106的頂面或納米線凸起的摻雜區(qū)102的非垂直角提供給納米線110。在一些實(shí)施例中，溝道區(qū)130在第一類型區(qū)域104和第二類型區(qū)域(在圖9中示出)之間延伸。在一個(gè)實(shí)施例中，溝道區(qū)130包括在垂直納米線110內(nèi)。
[0059]根據(jù)一些實(shí)施例，溝道區(qū)130包括第三導(dǎo)電類型。在一些實(shí)施例中，第三導(dǎo)電類型的溝道區(qū)130單獨(dú)或共同地包括ρ型材料、ρ+型材料、ρ++型材料、ρ型摻雜劑(諸如硼、鎵、銦等)。在一些實(shí)施例中，第三導(dǎo)電類型的溝道區(qū)130單獨(dú)或共同地包括η型材料、η+型材料、η++型材料、η型摻雜劑(諸如磷、砷、銻等)。
[0060]參考圖2，在一個(gè)實(shí)施例中，環(huán)繞第一類型區(qū)域104的第二部分116和納米線110的溝道區(qū)130中的至少一個(gè)形成間隔件200。在一些實(shí)施例中，間隔件200單獨(dú)或共同地包括諸如氮化物、氧化物等的介電材料。例如，以許多方式(諸如，通過(guò)熱生長(zhǎng)、化學(xué)生長(zhǎng)、原子層沉積(ALD)、化學(xué)汽相沉積(CVD)、等離子體增強(qiáng)的化學(xué)氣相沉積(PECVD)、或其他合適技術(shù))形成間隔件200。在一些實(shí)施例中，蝕刻間隔件200，使得第一類型區(qū)域104的第一部分112的頂面202和納米線110的頂端基本未被用于形成間隔件200的材料覆蓋。
[0061]現(xiàn)在參考圖3，根據(jù)一些實(shí)施例，在第一類型區(qū)域104的第一部分112上方并且環(huán)繞間隔件200形成第一絕緣體層300。例如，以許多方式(諸如，通過(guò)沉積、化學(xué)汽相沉積(CVD)、或其他合適方法)形成第一絕緣體層300。第一絕緣體層300單獨(dú)或共同地包括許多材料，包括氧化物、氧化硅、氮化物、氮化硅、氮氧化物、S12等。在一些實(shí)施例中，第一絕緣體層300的頂面302是基本平坦的。
[0062]現(xiàn)在參考圖4a，在一個(gè)實(shí)施例中，去除間隔件200。圖4b是沿著圖4a中的線4b_4b所截取的圖4a的實(shí)施例的截面圖。例如，以許多方式(諸如，通過(guò)蝕刻)去除間隔件200。根據(jù)一些實(shí)施例，在去除間隔件200之后，暴露第一類型區(qū)域104的第二部分116。根據(jù)一些實(shí)施例，第一絕緣體層300圍繞第一類型區(qū)域104的至少一些第二部分116或至少一些溝道區(qū)130。在一些實(shí)施例中，在去除間隔件200之后，在第一類型區(qū)域104的第二部分116和溝道區(qū)130中的至少一個(gè)和第一絕緣體層300之間形成開口 400。根據(jù)一些實(shí)施例，在去除間隔件200之后存在或者暴露第一類型區(qū)域104的第一部分112的未覆蓋部分415。
[0063]參考圖4b，根據(jù)一些實(shí)施例，溝道區(qū)130與第一類型區(qū)域104的第一部分112間隔開第一距離410。根據(jù)一些實(shí)施例，第一距離410在約Onm至約Inm之間。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)不形成第一類型區(qū)域104的第二部分116時(shí)，第一距離410為約Onm。
[0064]現(xiàn)在參考圖5，在一些實(shí)施例中，環(huán)繞溝道區(qū)130形成柵極區(qū)500。在一個(gè)實(shí)施例中，柵極區(qū)500包括電介質(zhì)區(qū)510。在一些實(shí)施例中，電介質(zhì)區(qū)510形成在第一絕緣體層300、第一類型區(qū)域104的第一部分112和第二部分116、以及溝道區(qū)130上方。在一個(gè)實(shí)施例中，電介質(zhì)區(qū)510包括具有相對(duì)高介電常數(shù)的介電材料。在一些實(shí)施例中，電介質(zhì)區(qū)510包括具有中間或低介電常數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)介電材料，諸如，Si02。以許多方式(諸如，通過(guò)熱生長(zhǎng)、化學(xué)生長(zhǎng)、原子層沉積(ALD)、化學(xué)汽相沉積(CVD)、等離子體增強(qiáng)化學(xué)汽相沉積(PECVD)等)形成電介質(zhì)區(qū)510。
[0065]在一些實(shí)施例中，功函區(qū)520形成在電介質(zhì)區(qū)510上方。在一個(gè)實(shí)施例中，功函區(qū)520包括ρ型功函金屬。在一個(gè)實(shí)施例中，功函區(qū)520包括中間禁帶功函金屬。在一些實(shí)施例中，功函區(qū)520通過(guò)原子層沉積(ALD)、化學(xué)汽相沉積(CVD)、等離子體增強(qiáng)化學(xué)汽相沉積(PECVD)、濺射等或其他合適的工藝形成。
[0066]在一些實(shí)施例中，金屬層530形成在功函區(qū)520上方。在一個(gè)實(shí)施例中，功函區(qū)520和金屬層530 —起包括柵電極535。在一些實(shí)施例中，金屬層530被形成為至少部分地圍繞溝道區(qū)130。例如，金屬層530以許多方式(諸如，通過(guò)原子層沉積(ALD)、濺射、熱蒸發(fā)、電子束蒸發(fā)、化學(xué)汽相沉積(CVD)等)形成。在一些實(shí)施例中，金屬層530單獨(dú)或共同地包括導(dǎo)電材料，諸如，TiN、TaN、TaC、TaCN、鎢、鋁、銅、多晶硅等。
[0067]在一些實(shí)施例中，柵極區(qū)500包括第一部分550和第二部分560。在一些實(shí)施例中，柵極區(qū)500的第二部分560比柵極區(qū)500的第一部分550更接近于溝道區(qū)130。根據(jù)一些實(shí)施例，柵極區(qū)500的第一部分550與第一類型區(qū)域104的第一部分112間隔開第二距離570。在一些實(shí)施例中，從柵極區(qū)500的第一部分550處的電介質(zhì)區(qū)510到第一類型區(qū)域104的第一部分112處的頂面202測(cè)量第二距離570。根據(jù)一些實(shí)施例，第二距離570大于第一距離410。
[0068]現(xiàn)在參考圖6，在柵極區(qū)500的金屬層530上方形成絕緣體層600。例如，以許多方式(諸如，沉積、化學(xué)汽相沉積(CVD)、或其他合適方法)形成絕緣體層600。絕緣體層600包括許多材料，單獨(dú)或共同地包括氧化物、氧化硅、氮化物、氮化硅、氮氧化物、S12等。在一些實(shí)施例中，諸如通過(guò)化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)工藝平坦化絕緣體層600的頂面602。
[0069]現(xiàn)在參考圖7，在一個(gè)實(shí)施例中，諸如通過(guò)蝕刻去除電介質(zhì)區(qū)510、功函區(qū)520、金屬層530和絕緣體層600的多個(gè)部分。根據(jù)一些實(shí)施例，電介質(zhì)區(qū)510的頂面700、功函區(qū)520的頂面710、以及金屬層530的頂面720是基本平坦的。在一些實(shí)施例中，在電介質(zhì)區(qū)510、功函區(qū)520、以及金屬層530的多個(gè)部分被去除之后，溝道區(qū)130基本由電介質(zhì)區(qū)510、功函區(qū)520、以及金屬層530圍繞。在一些實(shí)施例中，漂移區(qū)701存在于柵極區(qū)500的頂面700、710、720和溝道區(qū)130之上。
[0070]現(xiàn)在參考圖8，根據(jù)一些實(shí)施例，在柵極區(qū)500上方并且環(huán)繞納米線110形成第二絕緣體層800。例如，以許多方式(諸如，諸如通過(guò)沉積、化學(xué)汽相沉積(CVD)、或其他合適方法)形成第二絕緣體層800。第二絕緣體層800包括許多材料，單獨(dú)或共同地包括氧化物、氧化硅、氮化物、氮化硅、氮氧化物、S12等。在一些實(shí)施例中，第二絕緣體層800的頂面是基本平坦的。
[0071]現(xiàn)在參考圖9，諸如通過(guò)摻雜納米線110的第二端902形成第二類型區(qū)域900。在一些實(shí)施例中，第二類型區(qū)域900通過(guò)外延生長(zhǎng)工藝(如圖所示)形成。在一些實(shí)施例中，溝道區(qū)130在第一類型區(qū)域104的第二部分116的頂面和漂移區(qū)701之間延伸，漂移區(qū)701在溝道區(qū)130和第二類型區(qū)域900之間延伸。根據(jù)一些實(shí)施例，第二類型區(qū)域900包括第二導(dǎo)電類型。在一些實(shí)施例中，第二導(dǎo)電類型的第二類型區(qū)域900單獨(dú)或共同地包括ρ型材料、P+型材料、P++型材料、P型摻雜劑(諸如硼、鎵、銦等)。在一些實(shí)施例中，第二導(dǎo)電類型的第二類型區(qū)域900單獨(dú)或共同地包括η型材料、η+型材料、η++型材料、η型摻雜劑(諸如磷、砷、銻等)。根據(jù)一些實(shí)施例，第二類型區(qū)域900包括源極區(qū)。根據(jù)一些實(shí)施例，第二類型區(qū)域900包括漏極區(qū)。
[0072]根據(jù)一些實(shí)施例，第一類型區(qū)域104的第一導(dǎo)電類型與第二類型區(qū)域900的第二導(dǎo)電類型相同或基本類似。在一些實(shí)施例中，第一導(dǎo)電類型的第一類型區(qū)域104和第二導(dǎo)電類型的第二類型區(qū)域900單獨(dú)或共同地包括ρ型材料、P+型材料、P++型材料、P型摻雜劑(諸如硼、鎵、銦等)。在一些實(shí)施例中，第一導(dǎo)電類型的第一類型區(qū)域104和第二導(dǎo)電類型的第二類型區(qū)域900單獨(dú)或共同地包括η型材料、η+型材料、η++型材料、η型摻雜劑(諸如磷、砷、銻等)。在一些實(shí)施例中，溝道區(qū)130的第三導(dǎo)電類型與第一類型區(qū)域104的第一導(dǎo)電類型和第二類型區(qū)域900的第二導(dǎo)電類型相同或基本類似。在一些實(shí)施例中，溝道區(qū)130的第三導(dǎo)電類型不同于第一類型區(qū)域104的第一導(dǎo)電類型和第二類型區(qū)域900的第二導(dǎo)電類型。
[0073]在一些實(shí)施例中，柵極區(qū)500包括從在柵極區(qū)500的第二部分560處的電介質(zhì)區(qū)510的底面942到柵極區(qū)500的頂面700、710、720所測(cè)量的柵極區(qū)長(zhǎng)度940。在一個(gè)實(shí)施例中，溝道區(qū)130包括從第一類型區(qū)域104的第二部分116的頂面到柵極區(qū)500的頂面700、710、720所測(cè)量的溝道區(qū)長(zhǎng)度950。在一個(gè)實(shí)施例中，溝道區(qū)130的溝道區(qū)長(zhǎng)度950小于柵極區(qū)500的柵極區(qū)長(zhǎng)度940。
[0074]圖10示出在根據(jù)圖5和圖6所示的實(shí)施例形成柵極區(qū)500之后的第二半導(dǎo)體器件1000的實(shí)施例。根據(jù)一些實(shí)施例，第二半導(dǎo)體器件1000包括第一類型區(qū)域104、襯底區(qū)106、溝道區(qū)130、第一絕緣體層300、柵極區(qū)500、電介質(zhì)區(qū)510、功函區(qū)520、金屬層530等。
[0075]在一些實(shí)施例中，諸如通過(guò)蝕刻去除電介質(zhì)區(qū)510、功函區(qū)520、金屬層530的多個(gè)部分、以及絕緣體層600 (在圖6中示出)。根據(jù)一些實(shí)施例，通過(guò)去除柵極區(qū)500的第二部分560內(nèi)的電介質(zhì)區(qū)510、功函區(qū)520、以及金屬層530的上部形成第一開口 1010。在一些實(shí)施例中，第一開口 1010位于溝道區(qū)130和金屬層530之間。
[0076]現(xiàn)在參考圖11，根據(jù)一些實(shí)施例，在柵極區(qū)500上方并且環(huán)繞溝道區(qū)130形成第二絕緣體層800。例如，以許多方式(諸如，通過(guò)沉積、化學(xué)汽相沉積(CVD)、或其他合適方法)形成第二絕緣體層800。在一個(gè)實(shí)施例中，第二絕緣體層800包括第一部分810和第二部分812。在一些實(shí)施例中，第二絕緣體層800的第一部分810形成在第一開口 1010內(nèi)。在一些實(shí)施例中，第二絕緣體層800的第一部分810圍繞溝道區(qū)130，并且在溝道區(qū)130和柵極區(qū)500的金屬層530之間延伸。在一些實(shí)施例中，第二絕緣體層800的第二部分812形成在金屬層530以及第二絕緣體層800的第一部分810上方。在一些實(shí)施例中，第二絕緣體層800的第一部分810圍繞溝道區(qū)130的上部而不是整個(gè)溝道區(qū)130。在一個(gè)實(shí)施例中，第二絕緣體層800的第二部分812圍繞溝道區(qū)130，諸如，溝道區(qū)130的上部。
[0077]現(xiàn)在參考圖12，根據(jù)一些實(shí)施例，諸如通過(guò)摻雜納米線110的第二端902形成第二類型區(qū)域900。根據(jù)一些實(shí)施例，形成第二類型區(qū)域900，使得第二類型區(qū)域900的第二類型區(qū)域長(zhǎng)度1200大于圖9的實(shí)施例中的第二類型區(qū)域900的第二類型區(qū)域長(zhǎng)度1201。在一些實(shí)施例中，柵極區(qū)500的柵極區(qū)長(zhǎng)度940大于溝道區(qū)130的溝道區(qū)長(zhǎng)度950。因此，在一些實(shí)施例中，溝道區(qū)130的溝道區(qū)長(zhǎng)度950小于圖9的實(shí)施例中的溝道區(qū)長(zhǎng)度950。根據(jù)一些實(shí)施例，通過(guò)外延生長(zhǎng)形成第二類型區(qū)域900的至少一些和納米線110的第二端902。根據(jù)一些實(shí)施例，外延生長(zhǎng)包括固相外延。
[0078]圖13a和圖13b示出第三半導(dǎo)體器件1300的實(shí)施例。圖13b是沿著圖13a中的線13b-13b所截取的圖13a的實(shí)施例的截面圖。根據(jù)一些實(shí)施例，第三半導(dǎo)體器件1300包括摻雜區(qū)102、第一類型區(qū)域104、襯底區(qū)106、納米線110、溝道區(qū)130等。
[0079]在一些實(shí)施例中，第一絕緣體層1310的第一部分1302形成在第一類型區(qū)域104的第一部分112上方。例如，以許多方式(諸如，通過(guò)沉積、化學(xué)汽相沉積(CVD)、或其他合適方法)形成第一絕緣體層1310的第一部分1302。第一絕緣體層1310的第一部分1302包括許多材料，單獨(dú)或共同地包括氧化物、氧化硅、氮化物、氮化硅、氮氧化物、S12等。在一些實(shí)施例中，第一絕緣體層1310的第一部分1302的頂面1312是基本平坦的。在一些實(shí)施例中，間隔件200形成在第一絕緣體層1310的第一部分1302之上。
[0080]現(xiàn)在參考圖14，在一些實(shí)施例中，在第一絕緣體層1310的第一部分1302上方并環(huán)繞間隔件200形成第一絕緣體層1310的第二部分1400。例如，以許多方式(諸如，通過(guò)沉積、化學(xué)汽相沉積(CVD)、或其他合適方法)形成第一絕緣體層1310的第二部分1400。第一絕緣體層1310的第二部分1400包括許多材料，單獨(dú)或共同地包括氧化物、氧化硅、氮化物、氮化硅、氮氧化物、S12等。
[0081]現(xiàn)在參考圖15a，在一個(gè)實(shí)施例中，去除間隔件200。圖15b是沿著圖15a中的線15b-15b所截取的圖15a的實(shí)施例的截面圖。例如，以許多方式(諸如，通過(guò)蝕刻)去除間隔件200。根據(jù)一些實(shí)施例，在去除間隔件200之后，暴露第一絕緣體層1310的第一部分1302的未覆蓋部分1500(在圖15b中示出)。根據(jù)一些實(shí)施例，第一絕緣體層1310的第一部分1302圍繞第一類型區(qū)域104的至少一些第二部分116或者溝道區(qū)130下面的至少一些第二漂移區(qū)1901(在圖19中示出)。在一些實(shí)施例中，在去除間隔件200之后，在第一類型區(qū)域104的第二部分116和溝道區(qū)130中的至少一個(gè)和第一絕緣體層300的第二部分1400之間形成開口 400。
[0082]現(xiàn)在參考圖16，在一些實(shí)施例中，環(huán)繞溝道區(qū)130形成柵極區(qū)500。根據(jù)一些實(shí)施例，在第一絕緣體層1310的第一部分1302的未覆蓋部分1500上方并且在第一絕緣體層1310的第二部分1400上方形成柵極區(qū)500。在一些實(shí)施例中，柵極區(qū)500包括電介質(zhì)區(qū)510、功函區(qū)520、以及金屬層530。根據(jù)一些實(shí)施例,在形成柵極區(qū)500之后,第一絕緣體層1310的第一部分1302圍繞溝道區(qū)130下面的至少一些第二漂移區(qū)1901 (在圖19中示出)，并且在第一類型區(qū)域104的第一部分112和柵極區(qū)500的第二部分560之間延伸。在一個(gè)實(shí)施例中，第一絕緣體層1310的圍繞第二漂移區(qū)1901的第一部分1302的厚度1303為溝道區(qū)130的溝道區(qū)長(zhǎng)度950 (在圖20和圖21中示出)的約十分之一或者更少。在一些實(shí)施例中，第一絕緣體層1310的第一部分1302圍繞第二漂移區(qū)1901，但是不圍繞或包圍溝道區(qū)130。在一個(gè)實(shí)施例中，柵極區(qū)500的第二部分560與第一類型區(qū)域104的第一部分112間隔開第三距離1600。在一個(gè)實(shí)施例中，第一絕緣體層1310的第一部分1302的厚度通常對(duì)應(yīng)于第三距離1600。
[0083]參考圖17，在一些實(shí)施例中，在柵極區(qū)500的金屬層530上方形成絕緣體層600。在圖18中，在一個(gè)實(shí)施例中，諸如通過(guò)蝕刻去除電介質(zhì)區(qū)510、功函區(qū)520、金屬層530的多個(gè)部分、以及絕緣體層600。在圖19中，在柵極區(qū)500上方并且環(huán)繞納米線110 (諸如，環(huán)繞漂移區(qū)701)形成第二絕緣體層800。在一些實(shí)施例中，柵電極535包括功函區(qū)520和金屬層530。根據(jù)一些實(shí)施例，第二漂移區(qū)1901(在圖19中示出)存在于第一類型區(qū)域104的第二部分116和溝道區(qū)130之間。在一些實(shí)施例中，第二漂移區(qū)1901的材料或成分類似于溝道區(qū)130的材料或成分。
[0084]現(xiàn)在參考圖20，諸如通過(guò)摻雜納米線110的第二端902形成第二類型區(qū)域900。在一些實(shí)施例中，溝道區(qū)130在漂移區(qū)701和第二漂移區(qū)1901之間延伸。在一些實(shí)施例中，柵極區(qū)500包括從在柵極區(qū)500的第二部分560處的電介質(zhì)區(qū)510的底面2010到柵極區(qū)500的頂面700、710、720測(cè)量的柵極區(qū)500的柵極區(qū)長(zhǎng)度2000。在一個(gè)實(shí)施例中，溝道區(qū)130的溝道區(qū)長(zhǎng)度950基本等于柵極區(qū)500的柵極區(qū)長(zhǎng)度2000。
[0085]圖21示出第四半導(dǎo)體器件2100的實(shí)施例。根據(jù)一些實(shí)施例，第四半導(dǎo)體器件2100包括第一類型區(qū)域104、襯底區(qū)106、溝道區(qū)130、柵極區(qū)500、第一絕緣體層1310、第二絕緣體層800等。在一些實(shí)施例中，以與在圖10至圖12中的第二半導(dǎo)體器件1000中基本類似的方式形成第二絕緣體層800的第一部分810和第二部分812。在一些實(shí)施例中，以與在圖13a至圖20中的第三半導(dǎo)體器件1300中基本類似的方式形成第一絕緣體層1310的第一部分1302和第二部分1400。在一些實(shí)施例中，柵極區(qū)500的柵極區(qū)長(zhǎng)度2000大于溝道區(qū)130的溝道區(qū)長(zhǎng)度950。
[0086]根據(jù)一些實(shí)施例，半導(dǎo)體器件100、1000、1300、2100包括與第一類型區(qū)域104的第一部分112間隔開第一距離410的溝道區(qū)130。在一些實(shí)施例中，柵極區(qū)500的第一部分550與第一類型區(qū)域104的第一部分112間隔開第二距離570。在一些實(shí)施例中，第二距離570大于第一距離410。根據(jù)一些實(shí)施例，第一類型區(qū)域104的第一部分112和溝道區(qū)130之間的電阻相對(duì)較低，這是因?yàn)榈谝痪嚯x410相對(duì)較短。
[0087]在一些實(shí)施例中，由于第二距離570大于第一距離410并且由于存在第一絕緣體層300、1310，柵極區(qū)500的第一部分550和第一類型區(qū)域104的第一部分112之間的電容也相對(duì)較低。另外，在一些實(shí)施例中，由于柵極區(qū)500的第二部分560的相對(duì)較小的占位面積，柵極區(qū)500的第二部分560和第一類型區(qū)域104的第一部分112之間的電容也相對(duì)較低。同樣地，半導(dǎo)體器件100、1000、1300、2100提供相對(duì)較低的電阻和相對(duì)較低的電容。
[0088]圖22中示出根據(jù)一些實(shí)施例形成諸如半導(dǎo)體器件100、1000、1300、2100的半導(dǎo)體器件的示例性方法2200。在步驟2202中，形成包括第一導(dǎo)電類型的第一類型區(qū)域104。在步驟2204中，形成包括第二導(dǎo)電類型的第二類型區(qū)域900。在步驟2206中，形成在第一類型區(qū)域104和第二類型區(qū)域900之間延伸的溝道區(qū)130。在一個(gè)實(shí)施例中，溝道區(qū)130與第一類型區(qū)域104的第一部分112間隔開第一距離410。在步驟2208中，環(huán)繞溝道區(qū)130形成柵極區(qū)500。在一個(gè)實(shí)施例中，柵極區(qū)500的第一部分550與第一類型區(qū)域104的第一部分112間隔開第二距離570。在一個(gè)實(shí)施例中，第二距離570大于第一距離410。
[0089]在一個(gè)實(shí)施例中，半導(dǎo)體器件包括具有第一導(dǎo)電類型的第一類型區(qū)域。在一個(gè)實(shí)施例中，半導(dǎo)體器件包括具有第二導(dǎo)電類型的第二類型區(qū)域。在一個(gè)實(shí)施例中，溝道區(qū)在第一類型區(qū)域和第二類型區(qū)域之間延伸。在一個(gè)實(shí)施例中，溝道區(qū)與第一類型區(qū)域的第一部分間隔開第一距離。在一個(gè)實(shí)施例中，柵極區(qū)圍繞溝道區(qū)，其中，柵極區(qū)的第一部分與第一類型區(qū)域的第一部分間隔開第二距離。在一個(gè)實(shí)施例中，第二距離大于第一距離。
[0090]在一個(gè)實(shí)施例中，半導(dǎo)體器件包括具有第一導(dǎo)電類型的第一類型區(qū)域。在一個(gè)實(shí)施例中，半導(dǎo)體器件包括具有第二導(dǎo)電類型的第二類型區(qū)域。在一個(gè)實(shí)施例中，半導(dǎo)體器件包括在第一類型區(qū)域和第二類型區(qū)域之間延伸的溝道區(qū)。在一個(gè)實(shí)施例中，溝道區(qū)與第一類型區(qū)域的第一部分間隔開第一距離。在一個(gè)實(shí)施例中，半導(dǎo)體器件包括圍繞溝道區(qū)的柵極區(qū)。在一個(gè)實(shí)施例中，柵極區(qū)的第一部分與第一類型區(qū)域的第一部分間隔開第二距離。在一個(gè)實(shí)施例中個(gè)，第二距離大于第一距離。在一個(gè)實(shí)施例中，半導(dǎo)體器件包括圍繞溝道區(qū)下面的第二漂移區(qū)并且在第一類型區(qū)域的第一部分和柵極區(qū)的第二部分之間延伸的第一絕緣體層的第一部分。
[0091]在一個(gè)實(shí)施例中，一種形成半導(dǎo)體器件的方法包括:形成包括第一導(dǎo)電類型的第一類型區(qū)域。在一個(gè)實(shí)施例中，該方法包括形成包括第二導(dǎo)電類型的第二類型區(qū)域。在一個(gè)實(shí)施例中，該方法包括形成在第一類型區(qū)域和第二類型區(qū)域之間延伸的溝道區(qū)，溝道區(qū)與第一類型區(qū)域的第一部分間隔開第一距離。在一個(gè)實(shí)施例中，該方法包括形成圍繞溝道區(qū)的柵極區(qū)。在一個(gè)實(shí)施例中，柵極區(qū)的第一部分與第一類型區(qū)域的第一部分間隔開第二距離。在一個(gè)實(shí)施例中，第二距離大于第一距離。
[0092]雖然已經(jīng)以結(jié)構(gòu)特征或方法動(dòng)作的專用語(yǔ)言描述了主題，但是應(yīng)該理解，所附權(quán)利要求的主題沒(méi)必要限于以上描述的特定特征或動(dòng)作。而是，上述的特定特征和動(dòng)作被公開為實(shí)現(xiàn)至少一些權(quán)利要求的示例性形式。
[0093]在此提供實(shí)施例的多種操作。一些或所有操作被描述的順序不應(yīng)該被解釋為暗示這些操作必然具有順序依賴性。可以理解具有本說(shuō)明書的益處的可選排序。而且，應(yīng)該理解，不是所有操作都必須存在于在此提供的每個(gè)實(shí)施例中。此外，應(yīng)該理解，在一些實(shí)施例中，不是所有操作都是必須的。
[0094]應(yīng)該理解，例如，為了簡(jiǎn)單和容易理解的目的，在此描述的層、區(qū)域、部件、元件等被示出相互之間具有特定尺寸，諸如，結(jié)構(gòu)尺寸和/或定向，并且在一些實(shí)施例中，其實(shí)際尺寸與在此所示的尺寸完全不同。另外，例如，存在用于形成在此所述的層、區(qū)域、部件、元件等的多種技術(shù)，諸如，注入技術(shù)、摻雜技術(shù)、旋涂技術(shù)、濺射技術(shù)、諸如熱生長(zhǎng)的生長(zhǎng)技術(shù)、和/或諸如化學(xué)汽相沉積(CVD)的沉積技術(shù)。
[0095]而且，在此使用“示例性”是指用作實(shí)例、例子、例證等，并且不必須是優(yōu)選的。如在本申請(qǐng)中使用的，“或者”是指包含性“或者”，而不是排他性“或者”。另外，除非另外指出或者從上下文清楚地知曉為單數(shù)形式，否則在本申請(qǐng)中和附加的權(quán)利要求中所使用的“一(a)”和“一個(gè)(an) ”通常被解釋為是指“一個(gè)或多個(gè)”。而且，A和B等中的至少一個(gè)通常是指A或B或者A和B。而且，在某種意義上，使用“包括”、“具有著”、“具有”、“帶有(with)”或其變體，這樣的術(shù)語(yǔ)以類似于術(shù)語(yǔ)“包括著”的方式是包含性的。而且，除非另外明確說(shuō)明，否則“第一”、“第二”等不旨在暗示時(shí)間方面、空間方面、排序等。而且，這樣的術(shù)語(yǔ)僅被用作用于部件、元件、項(xiàng)等的標(biāo)識(shí)符、名稱等。例如，第一類型區(qū)域和第二類型區(qū)域通常對(duì)應(yīng)于第一類型區(qū)域A和第二類型區(qū)域B或者兩個(gè)不同或兩個(gè)相同類型區(qū)域或同一類型區(qū)域。
[0096]此外，雖然關(guān)于一種或多種實(shí)施方式示出和描述本發(fā)明，但是基于本說(shuō)明書和附圖的讀取和理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員將可以做出等效替換和修改。本發(fā)明包括所有這樣的修改和更改，并且僅通過(guò)以下權(quán)利要求的范圍進(jìn)行限定。尤其關(guān)于由上述部件(例如，元件、源等)所執(zhí)行的多種功能，除非另外指出，否則即使在結(jié)構(gòu)上不等效于所公開的結(jié)構(gòu)，用于描述這樣的部件的術(shù)語(yǔ)也旨在對(duì)應(yīng)于執(zhí)行所描述的部件的指定功能(例如，功能上等效)的任何部件。另外，雖然已關(guān)于多種實(shí)施方式中的僅一種公開本發(fā)明的特定特征，但是當(dāng)對(duì)于任何給定或特定應(yīng)用是期望和優(yōu)選時(shí)，這樣的特征也可以與其他實(shí)施方式中的一個(gè)或多個(gè)其他特征結(jié)合。
【權(quán)利要求】
1.一種半導(dǎo)體器件，包括: 第一類型區(qū)域，包括第一導(dǎo)電類型； 第二類型區(qū)域，包括第二導(dǎo)電類型； 溝道區(qū)，在所述第一類型區(qū)域和所述第二類型區(qū)域之間延伸，所述溝道區(qū)與所述第一類型區(qū)域的第一部分間隔開第一距離；以及 柵極區(qū)，圍繞所述溝道區(qū)，所述柵極區(qū)的第一部分與所述第一類型區(qū)域的第一部分間隔開第二距離，其中，所述第二距離大于所述第一距離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述柵極區(qū)的第二部分與所述第一類型區(qū)域的所述第一部分間隔開第三距離。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體器件，其中，第一絕緣體層的第一部分圍繞所述溝道區(qū)下面的第二漂移區(qū)，并且在所述第一類型區(qū)域的第一部分和所述柵極區(qū)的第二部分之間延伸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述第一距離在約Onm至約Inm之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述柵極區(qū)的柵極區(qū)長(zhǎng)度大于所述溝道區(qū)的溝道區(qū)長(zhǎng)度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述第二絕緣體層的第一部分圍繞所述溝道區(qū)，并且在所述溝道區(qū)和所述柵極區(qū)的金屬層之間延伸。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述溝道區(qū)包括在垂直納米線內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述第一類型區(qū)域包括源極區(qū)，并且所述第二類型區(qū)域包括漏極區(qū)。
9.一種半導(dǎo)體器件，包括: 第一類型區(qū)域，包括第一導(dǎo)電類型； 第二類型區(qū)域，包括第二導(dǎo)電類型； 溝道區(qū)，在所述第一類型區(qū)域和所述第二類型區(qū)域之間延伸，所述溝道區(qū)與所述第一類型區(qū)域的第一部分間隔開第一距離；以及 柵極區(qū)，圍繞所述溝道區(qū)，所述柵極區(qū)的第一部分與所述第一類型區(qū)域的第一部分間隔開第二距離，其中，所述第二距離大于所述第一距離；以及 第一絕緣體層的第一部分，圍繞所述溝道區(qū)下面的第二漂移區(qū)，并且在所述第一類型區(qū)域的第一部分和所述柵極區(qū)的第二部分之間延伸。
10.一種形成半導(dǎo)體器件的方法，所述方法包括: 形成包括第一導(dǎo)電類型的第一類型區(qū)域； 形成包括第二導(dǎo)電類型的第二類型區(qū)域； 形成在所述第一類型區(qū)域和所述第二類型區(qū)域之間延伸的溝道區(qū)，所述溝道區(qū)與所述第一類型區(qū)域的第一部分間隔開第一距離；以及 形成圍繞所述溝道區(qū)的柵極區(qū)，所述柵極區(qū)的第一部分與所述第一類型區(qū)域的第一部分間隔開第二距離，其中，所述第二距離大于所述第一距離。
【文檔編號(hào)】H01L29/10GK104465762SQ201410300267
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年6月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月12日
【發(fā)明者】讓-皮埃爾·科林格, 江國(guó)誠(chéng), 郭大鵬, 卡洛斯·H.·迪亞茲 申請(qǐng)人:臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司