[發明專利]半導體元件和用于制造半導體元件的方法

有效

• 申請號: 201010598246.5
• 申請日: 2010-12-21
• 公開（公告）號: CN102130171A
• 公開（公告）日: 2011-07-20
• 發明（設計）人: 甘利浩一
• 申請（專利權）人: 索尼公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/40;H01L21/336;H01L21/3213
• 代理公司: 北京信慧永光知識產權代理有限責任公司 11290
• 代理人: 馮麗欣;陳桂香

相關申請的交叉參考

申請包含與2009年12月28日向日本專利局提交的日本優先權專利申請JP?2009-298319所公開的內容相關的主題，在此將該日本優先權申請的全部內容以引用的方式并入本文。

技術領域

本發明涉及半導體元件和用于制造半導體元件的方法。本發明尤其涉及在半導體基板上設置有例如場效應晶體管(field-effect?transistor，FET)等半導體器件的半導體元件以及用于制造這些半導體元件的方法。

背景技術

在半導體元件中，例如，半導體器件FET形成在半導體基板上。為了實現更高的集成度，需要這些半導體器件小型化。但是，在FET領域中，半導體器件的小型化會導致漏極電流量減小以及操作速度相應降低。

作為克服這些缺陷的措施，例如JP-A-2007-5568和JP-A-2009-94571提出了通過在沿著溝道寬度方向形成的圖形化表面上設置柵極絕緣膜和柵極電極來增加有效溝道寬度。

圖21～圖24為顯示出半導體元件100J的圖。

圖21顯示出半導體元件100J的頂面。圖22～圖24顯示出半導體元件100J的截面。具體地說，圖22顯示出在圖21的X1-X2處的截面，圖23顯示出在圖21的Y1-Y2處的截面，并且圖24顯示出在圖21的Y3-Y4處的截面。

如圖21所示，半導體元件100J包括半導體器件110J，半導體器件110J在由元件隔離區域200分開的部分中設在半導體基板101上。

如圖21所示，半導體器件110J包括柵極電極111gj以及一對源極區域112sj和漏極區域112dj。換句話說，半導體器件110J為場效應晶體管。

如圖22所示，用于形成半導體器件110J的柵極電極111gj形成在半導體基板101表面上的柵極絕緣膜111zj上，具體地說形成在沿著溝道101cj的寬度方向x形成的圖形化表面上。

具體地說，如圖23所示，形成在半導體基板101的圖形化表面上的柵極電極111gj在凸部CVj中被夾在源極區域112sj和漏極區域112dj之間。在凹部TRj中，如圖24所示，柵極電極111gj被夾在凹部TRj內的源極區域112sj和漏極區域112dj之間。如圖23和圖24所示，柵極電極111gj在凸部CVj和凹部TRj中具有相同的截面形狀以及相同的溝道長度L12和L34。在半導體基板101的表面上，在柵極電極111gj的兩側上設有側壁SW。

如圖23和圖24所示，用于形成半導體器件110J的源極區域112sj和漏極區域112dj分別包括設在側壁SW下方的低濃度雜質區域112Ls和112Ld。源極區域112sj和漏極區域112dj還分別包括設在低濃度雜質區域112Ls和112Ld的兩側上的高濃度雜質區域112Hs和112Hd。

在半導體器件110J的形成中，沿著溝道101cj的寬度方向將半導體基板的表面形成為圖形。在該圖形化表面上依次設置柵極絕緣膜111zj和柵極電極111gj。

之后，形成源極區域112sj和漏極區域112dj。通過采用柵極電極111gj作為掩模在半導體基板101中離子注入雜質來進行源極區域112sj和漏極區域112dj的形成。因此，形成低濃度雜質區域112Ls和112Ld。然后，在形成側壁SW之后，通過采用柵極電極111gj和側壁SW作為掩模在半導體基板101中離子注入雜質來形成高濃度雜質區域112Hs和112Hd。

對于制造時柵極電極111gj的對準相關的原因，該圖形化表面需要在沿著溝道長度的方向y上具有寬的尺寸。具體地說，如圖21所示，由柵極電極111gj的寬度(由y方向限定的距離)限定的區域不夠，并且如由圖21中的虛線所包圍的區域TAj所示，圖形化表面需要在溝道長度方向y上具有較寬的寬度。

因為源極區域112sj和漏極區域112dj的表面也被圖形化了，所以在形成源極電極和漏極電極(未示出)時可能會出現困難。在溝道長度方向y上使源極電極和漏極電極小型化也可能會出現困難。

另外，因為源極區域112sj和漏極區域112dj在形成圖形化表面之后形成，所以電場可能在凹部TRj中擴散，并且使得斷開電流在凹部TRj中比在凸部CVj中增加更多。也會出現造成S因子減小的缺陷。

如上所述，難以在實現半導體器件小型化的同時改善半導體器件特性。

發明內容

因此，需要能夠在實現半導體器件小型化的同時改善半導體器件特性的半導體元件和用于制造半導體元件的方法。