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      形成于半導體襯底中的絕緣結(jié)構(gòu)和形成絕緣結(jié)構(gòu)的方法_4

      文檔序號:8283802閱讀:來源:國知局
      ET或雙柵極FINFET。甚至能夠在一個集成電路中將各個第二晶體管3實現(xiàn)為不同類型的MOSFET或FINFET。
      [0060]在圖8中示出的實施例中,第一半導體器件2和第二晶體管3被實現(xiàn)為U形環(huán)繞柵極FINFET或雙柵極FINFET。在圖8中,同樣的特征分別具有如在圖9A-9C、10A-10C中的相同的參考字符。參考圖8,鄰近的第二晶體管3的有源區(qū)通過絕緣結(jié)構(gòu)59來與彼此絕緣,絕緣結(jié)構(gòu)59在半導體鰭片52的垂直方向上延伸。絕緣結(jié)構(gòu)59從半導體鰭片52的側(cè)壁延伸到側(cè)壁。然而,這在圖8中看不見。第一半導體器件2的有源區(qū)通過另外的絕緣結(jié)構(gòu)66與第一個第二晶體管S1的有源區(qū)介電地絕緣,絕緣結(jié)構(gòu)66也在半導體鰭片52的垂直方向上延伸。絕緣結(jié)構(gòu)59、66的溝槽和空隙中的至少部分和其中布置了柵極電極Se1-Sen的溝槽的至少部分可通過同一工藝步驟來同時形成。
      [0061]在第一半導體器件2中,通過主體區(qū)63分離源極區(qū)61和漏極區(qū)62。被布置在溝槽中的柵極電極64 (并且其在半導體鰭片的側(cè)壁處的位置由虛線圖示)從源極區(qū)61沿著主體區(qū)63延伸到漏極區(qū)62。源極區(qū)61連接到第一負載端子22 (其形成半導體布置I的第一負載端子12),漏極區(qū)62連接到第二負載端子23,并且柵極電極64連接到控制端子21(其形成半導體布置I的控制端子11)。主體區(qū)63還連接到第一負載端子22。
      [0062]第一半導體器件2例如被實現(xiàn)為增強型M0SFET。在該情況下,與源極和漏極區(qū)61、62互補地摻雜主體區(qū)63。在η型MOSFET中,源極和漏極區(qū)61、62被η摻雜,而主體區(qū)63被P摻雜,并且在P型MOSFET中,源極和漏極區(qū)61、62被P摻雜,而主體區(qū)63被η摻雜。
      [0063]根據(jù)一個實施例,與第二晶體管3的有源區(qū)和第一半導體器件2的源極和漏極區(qū)61、62互補地摻雜襯底51。在該情況下,在各個第二晶體管3之間存在結(jié)絕緣。根據(jù)另外的實施例(在虛線中圖示),襯底是SOI襯底,并且包括半導體襯底51i和在半導體襯底51ι上的絕緣層512。在絕緣層上布置半導體鰭片52。在該實施例中,在襯底51中的各個第二晶體管3之間存在介電層。
      [0064]參考圖8,可如之前本文解釋的那樣實現(xiàn)絕緣結(jié)構(gòu)59、66以及溝槽和空隙。每一個絕緣結(jié)構(gòu)59、66的溝槽可被布置在兩個鄰近的晶體管之間。溝槽的深度可以(幾乎)相同或比晶體管的深度深得多。空隙可被布置為在半導體主體100的垂直方向上鄰近于對應的溝槽??障犊杀徊贾迷诒揉徑w管的深度更大的深度處。通過在兩個鄰近的晶體管之間布置這樣的絕緣結(jié)構(gòu),可在水平方向上隔離最大電壓。絕緣結(jié)構(gòu)在其中實現(xiàn)晶體管的區(qū)中具有小的表面面積。這在很多應用中是有利的。然而,該絕緣結(jié)構(gòu)在晶體管之下的襯底區(qū)中具有更寬的橫截面。
      [0065]隨著金屬氧化物晶體管場效應晶體管(MOSFET)溝道長度按比例縮小得越來越多,關(guān)斷狀態(tài)的漏電流的抑制變成越來越難的技術(shù)挑戰(zhàn)。關(guān)斷狀態(tài)的漏電流的大部分是所謂的柵極誘導漏(GIDL)電流,其由在柵極之下的漏極區(qū)中的能帶間隧穿引起。在鄰近的晶體管的襯底和柵極電極之間的、空隙內(nèi)的附加介電材料可減小或壓制這樣的GIDL電流。
      [0066]憑借圖7和8圖示的晶體管布置僅僅是其中可使用根據(jù)本發(fā)明的絕緣結(jié)構(gòu)的一個示例。包含溝槽和在垂直方向上被布置在溝槽之下的空隙的絕緣結(jié)構(gòu)還可用于其它應用。
      [0067]諸如“之下”、“下方”、“下部”、“之上”、“上部”等的空間相關(guān)的術(shù)語用于容易描述,以解釋一個元件相對于第二元件的定位。這些術(shù)語意在包含器件除了與圖中描繪的方位不同的方位以外的不同的方位。此外,諸如“第一”、“第二”等的術(shù)語還用于描述各種元件、區(qū)、部分等,并且還非意在進行限制。相同的術(shù)語指代遍及描述的相同的元件。
      [0068]如本文使用的,術(shù)語“具有”、“包含”、“包括”、“含有”等是指示所陳述的元件或特征的存在的開放式術(shù)語,但是不排除附加的元件或特征。冠詞“一個”、“一種”和“該”意在包括復數(shù)以及單數(shù),除非上下文另有明確指示。
      [0069]盡管已經(jīng)詳細描述了本實施例及其優(yōu)點,但是應當理解的是,在不脫離如由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下可在本文做出各種改變、替代和變更。在考慮到變化和應用的以上范圍的情況下,應當理解的是,本發(fā)明不由之前的描述限制,也不被附圖限制。相反,本發(fā)明僅由下面的權(quán)利要求及其法律等效形式限制。
      【主權(quán)項】
      1.一種用于形成絕緣結(jié)構(gòu)的方法,所述方法包括: 形成從第一表面延伸到半導體主體內(nèi)的溝槽,所述溝槽在所述半導體主體的水平方向上具有第一寬度;以及 在所述半導體主體的垂直方向上形成與所述第一表面間隔開的空隙,所述空隙在水平方向上具有比所述第一寬度更大的第二寬度,其中,所述溝槽和所述空隙被布置為在所述垂直方向上鄰近于彼此。
      2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中,形成所述溝槽包括各向異性蝕刻工藝。
      3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中,所述溝槽在所述空隙之前形成。
      4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法,其中,形成所述空隙包括加寬所述溝槽的下部部分。
      5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法,其中,形成所述空隙包括各向同性蝕刻工藝。
      6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法,其中,形成所述空隙還包括: 用保護層覆蓋在所述溝槽的上溝槽部分中的側(cè)壁。
      7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中,所述溝槽被形成為填充有填充材料的垂直溝槽。
      8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法,其中,所述空隙具有比所述垂直溝槽的寬度更小的寬度。
      9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法,其中,所述空隙具有比所述垂直溝槽的寬度更大的寬度。
      10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中,所述空隙在所述溝槽之前形成。
      11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法,其中,形成所述空隙包括: 形成在所述半導體主體的水平方向上緊鄰彼此布置的多個預溝槽,每一個預溝槽在垂直方向上從所述第一表面延伸到所述半導體主體內(nèi);以及回火所述半導體主體。
      12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法,其中,所述回火重新排列所述半導體主體的半導體材料,使得形成埋藏的空隙。
      13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法,其中,所述回火在純氫氣氣氛中執(zhí)行。
      14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法,其中,所述溝槽被形成為從所述第一表面延伸到所述半導體主體內(nèi)到達所述空隙。
      15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中,所述空隙被形成為具有基本上圓形的形狀、基本上矩形的形狀和基本上矩形的形狀中的一個。
      16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,還包括: 用介電材料密封所述溝槽。
      17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,還包括: 用介電材料至少部分地填充所述空隙。
      18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,還包括: 用介電材料完全填充所述空隙。
      19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法,其中,所述介電材料包括氧化物層和氮化物中的至少一個。
      20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中,所述溝槽被形成有從由以下構(gòu)成的組選擇的形狀: 細長;和 環(huán)形形狀。
      21.一種在半導體主體中的絕緣結(jié)構(gòu),包括: 從第一表面延伸到半導體主體內(nèi)的溝槽,所述溝槽具有在所述半導體主體的水平方向上的第一寬度;以及 在所述半導體主體的垂直方向上與所述第一表面間隔開的空隙,所述空隙在水平方向上具有比所述第一寬度更大的第二寬度,其中,所述溝槽和所述空隙被布置為在所述垂直方向上鄰近于彼此。
      22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的絕緣結(jié)構(gòu),其中,用介電材料密封所述溝槽。
      23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的絕緣結(jié)構(gòu),其中,所述空隙被至少部分地填充有介電材料。
      24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的絕緣結(jié)構(gòu),其中,所述空隙被完全填充有介電材料。
      【專利摘要】形成于半導體襯底中的絕緣結(jié)構(gòu)和形成絕緣結(jié)構(gòu)的方法。一種用于形成在半導體主體中的絕緣結(jié)構(gòu)的方法包括形成從第一表面延伸到半導體主體內(nèi)的溝槽,所述溝槽在所述半導體主體的水平方向上具有第一寬度;以及形成在所述半導體主體的垂直方向上與所述第一表面間隔開的空隙,所述空隙在水平方向上具有比所述第一寬度更大的第二寬度,其中,所述溝槽和所述空隙被布置為在所述垂直方向上鄰近于彼此。
      【IPC分類】H01L27-088, H01L21-762, H01L27-12
      【公開號】CN104600021
      【申請?zhí)枴緾N201410599654
      【發(fā)明人】M.萊姆克, R.魯?shù)婪? R.魏斯
      【申請人】英飛凌科技奧地利有限公司
      【公開日】2015年5月6日
      【申請日】2014年10月31日
      【公告號】DE102014115798A1, US20150115396
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