[發(fā)明專利]具有鰭形通道晶體管的半導體器件

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200610145914.2
• 申請日: 2006-11-23
• 公開（公告）號: CN101064312A
• 公開（公告）日: 2007-10-31
• 發(fā)明（設計）人: 鄭星雄;李相敦
• 申請（專利權）人: 海力士半導體有限公司
• 主分類號: H01L27/108
• 分類號: H01L27/108;H01L29/78;H01L21/8242;H01L21/336
• 代理公司: 北京天昊聯(lián)合知識產權代理有限公司
• 代理人: 顧紅霞;張?zhí)焓?/td>

技術領域

本發(fā)明涉及一種存儲器件。更具體而言，本發(fā)明涉及一種具有鰭形溝道晶體管的半導體器件以及一種用于制造該半導體器件的方法。

背景技術

當單元晶體管的溝道長度縮短時，單元溝道區(qū)的離子濃度通常會增高，以便維持該單元晶體管的臨界電壓。該單元晶體管的源極/漏極區(qū)中的電場被增強，從而增加了漏電流。這將導致DRAM結構的刷新特性的劣化。因此，需要其中刷新特性有所改善的半導體器件。

圖1是半導體器件的簡化布局。該半導體器件包括有源區(qū)101以及柵極區(qū)103。該有源區(qū)由器件隔離結構130來加以限定。

圖2a至2c是示出用于制造半導體器件的方法的簡化橫截面圖，其中圖2a至2c是沿著圖1的線I-I’所截取的橫截面圖。利用器件隔離掩膜(未顯示)蝕刻具有墊絕緣膜(未顯示)的半導體基板210，以形成限定鰭式有源區(qū)220的溝槽(未顯示)。形成用于器件隔離的絕緣膜(未顯示)以填充該溝槽。對該用于器件隔離的絕緣膜進行拋光直到該墊絕緣膜露出以形成器件隔離結構230為止。接著，去除該墊絕緣膜，以露出該鰭式有源區(qū)220的上表面。

參照圖2b，利用凹式柵極掩膜(未顯示)蝕刻出該器件隔離結構230的預定厚度，該凹式柵極掩膜限定圖1中所示的柵極區(qū)103，以使得該鰭式有源區(qū)220的上部突出在該器件隔離結構230之上。

參照圖2c，柵極絕緣膜260形成在該突出的鰭式有源區(qū)220之上。柵極結構295形成在圖1中所示的柵極區(qū)103的柵極絕緣膜260之上，以填充該突出的鰭式有源區(qū)220，其中該柵極結構295包括柵極電極265與柵極硬掩膜層圖案290的疊層結構。

圖3是示出半導體器件的簡化橫截面圖。如果將高于臨界電壓的電壓施加至柵極，則反轉層IL以及耗盡區(qū)DR形成在柵極絕緣膜360之下的半導體基板中。

根據(jù)上述用于制造半導體器件的常規(guī)方法，必須調整諸如柵極電位及單元溝道結構的離子濃度等器件特性，以確保該器件具有所希望的關斷特性，這會造成從存儲節(jié)點至半導體基板的基體的漏電流增加。于是，由于該漏電流增加的緣故，所以難以獲得適當?shù)钠骷⑿绿匦浴?/p>

發(fā)明內容

本發(fā)明的實施例涉及在有源區(qū)中具有鰭形溝道晶體管的半導體器件，該有源區(qū)在其側壁的下部具有凹陷區(qū)。根據(jù)一個實施例，該鰭形溝道晶體管具有突出在器件隔離結構之上的鰭形溝道區(qū)以及填充該鰭形溝道區(qū)的柵極結構。

在本發(fā)明的一個實施例中，一種半導體器件包括形成在半導體基板中的器件隔離結構以限定有源區(qū)，該有源區(qū)在其側壁的下部具有凹陷區(qū)。該半導體器件還包括沿著柵極區(qū)的縱向突出在該器件隔離結構之上的鰭形溝道區(qū)；柵極絕緣膜，其形成在包括該突出的鰭形溝道區(qū)的半導體基板之上；以及柵極電極，其形成在該柵極絕緣膜之上以填充該突出的鰭形溝道區(qū)。

根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，一種用于制造半導體器件的方法包括：在半導體基板中形成器件隔離結構以形成有源區(qū)，該有源區(qū)在其側壁的下部具有凹陷區(qū)；利用限定柵極區(qū)的凹式柵極掩膜作為蝕刻掩膜來蝕刻該器件隔離結構，以形成突出在該器件隔離結構之上的鰭形溝道區(qū)；在包括該突出的鰭形溝道區(qū)的露出的半導體基板之上形成柵極絕緣膜；以及形成包括柵極硬掩膜層圖案與柵極電極的疊層結構的柵極結構，該柵極結構填充在對應于該柵極區(qū)的柵極絕緣膜之上的突出的鰭形溝道區(qū)。

附圖說明

圖1是常規(guī)半導體器件的簡化布局。

圖2a至2c是示出用于制造半導體器件的常規(guī)方法的簡化橫截面圖。

圖3是常規(guī)半導體器件的簡化橫截面圖。

圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的半導體器件的簡化布局。

圖5與6是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的半導體器件的簡化橫截面圖。

圖7a至7e是示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的用于制造半導體器件的方法的簡化橫截面圖。

圖8a至8d是示出根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的用于制造半導體器件的方法的簡化橫截面圖。

具體實施方式

本發(fā)明涉及在有源區(qū)中具有鰭形溝道晶體管的半導體器件，該有源區(qū)在其側壁的下部具有凹陷區(qū)。該鰭形溝道晶體管具有突出在器件隔離結構之上的鰭形溝道區(qū)以及填充該鰭形溝道區(qū)的柵極結構。于是，該鰭形溝道晶體管由于避免漏電流從存儲節(jié)點流向半導體基板的基體而提供顯著改善的刷新特性，并且因為在受到限制的耗盡區(qū)中的電荷的緣故而提供改善的短溝道效應(“SCE”)。

圖4是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的半導體器件的簡化布局。該半導體器件包括有源區(qū)401以及柵極區(qū)403。器件隔離結構430限定該有源區(qū)401。