[發(fā)明專利]半導(dǎo)體器件及其制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310388631.0
• 申請(qǐng)日: 2013-08-30
• 公開（公告）號(hào): CN104425601B
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱慧瓏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院微電子研究所
• 主分類號(hào): H01L29/78
• 分類號(hào): H01L29/78;H01L29/417;H01L29/423;H01L21/336
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司11021
• 代理人: 倪斌

1.一種半導(dǎo)體器件，包括：

絕緣體上半導(dǎo)體SOI襯底，包括基底襯底、埋入電介質(zhì)層和SOI層；

在SOI襯底上設(shè)置的有源區(qū)，該有源區(qū)包括第一子區(qū)和第二子區(qū)，其中第一子區(qū)包括第一鰭狀部，第二子區(qū)包括與第一鰭狀部相對(duì)的第二鰭狀部，且第一子區(qū)和第二子區(qū)中至少之一包括橫向延伸部，所述橫向延伸部在相應(yīng)子區(qū)的鰭狀部的底部處與相應(yīng)鰭狀部相接；

設(shè)于第一鰭狀部和第二鰭狀部之間從而將第一鰭狀部和第二鰭狀部分開的背柵，其中所述橫向延伸部從相應(yīng)子區(qū)的鰭狀部的底部向著遠(yuǎn)離背柵的方向延伸；

夾于背柵與各鰭狀部之間的背柵介質(zhì)層；以及

在有源區(qū)上形成的柵堆疊，橫向延伸部至少部分地由SOI襯底的SOI層形成，第一和第二鰭狀部中每一個(gè)至少部分地由SOI層上外延生長的另外的半導(dǎo)體層形成，其中所述另外的半導(dǎo)體層包括一層或多層，在所述一層或多層另外的半導(dǎo)體層以及之下的SOI層中，相鄰的兩層具有不同的材料。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中，橫向延伸部橫向延伸的尺寸由隔離部限定。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中，SOI襯底包括極薄ET-SOI襯底，橫向延伸部由EI-SOI襯底的SOI層形成。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中，柵堆疊跨越有源區(qū)的頂面，且該半導(dǎo)體器件還包括形成于背柵上用于將背柵與柵堆疊隔離的電介質(zhì)層。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，還包括：在基底襯底中形成的阱區(qū)，其中，背柵穿過埋入電介質(zhì)層而與阱區(qū)電接觸。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，還包括：在有源區(qū)位于柵堆疊相對(duì)兩側(cè)的部分的表面上生長的另外的半導(dǎo)體層。

7.一種制造半導(dǎo)體器件的方法，包括：

在絕緣體上半導(dǎo)體SOI襯底上設(shè)置有源區(qū)，其中，SOI襯底包括基底襯底、埋入電介質(zhì)層和SOI層；

形成貫穿有源區(qū)的背柵槽，該背柵槽將有源區(qū)分為第一子區(qū)和第二子區(qū)；

在背柵槽的側(cè)壁上形成背柵介質(zhì)層；

向背柵槽中填充導(dǎo)電材料，形成背柵，形成背柵槽包括：

在有源區(qū)上形成構(gòu)圖輔助層，該構(gòu)圖輔助層被構(gòu)圖為具有與背柵槽相對(duì)應(yīng)的開口；

在構(gòu)圖輔助層與開口相對(duì)的側(cè)壁上形成圖案轉(zhuǎn)移層；

以該構(gòu)圖輔助層及圖案轉(zhuǎn)移層為掩模，對(duì)有源區(qū)進(jìn)行刻蝕，以形成背柵槽，

對(duì)有源區(qū)構(gòu)圖包括：

選擇性去除構(gòu)圖輔助層；以及

以圖案轉(zhuǎn)移層為掩模，對(duì)有源區(qū)進(jìn)行刻蝕，該刻蝕在到達(dá)SOI層的底面之前結(jié)束；

對(duì)有源區(qū)進(jìn)行構(gòu)圖，以在第一子區(qū)和第二子區(qū)中分別形成第一鰭狀部和第二鰭狀部，且在第一子區(qū)和第二子區(qū)至少之一中形成橫向延伸部，其中第一和第二鰭狀部分別位于背柵槽的相對(duì)側(cè)壁上，所述橫向延伸部在相應(yīng)子區(qū)的鰭狀部的底部處與相應(yīng)鰭狀部相接，且從相應(yīng)子區(qū)的鰭狀部的底部向著遠(yuǎn)離背柵的方向延伸；以及

在構(gòu)圖后的有源區(qū)上形成柵堆疊。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，設(shè)置有源區(qū)包括：在SOI層上形成一層或多層另外的半導(dǎo)體層。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，對(duì)有源區(qū)構(gòu)圖包括：

依次選擇性刻蝕所述一層或多層另外的半導(dǎo)體層，

其中，第一和第二鰭狀部中每一個(gè)包括構(gòu)圖后的所述一層或多層另外的半導(dǎo)體層，橫向延伸部包括SOI層。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，設(shè)置有源區(qū)還包括：

在SOI襯底上形成隔離部，以限定有源區(qū)，其中橫向延伸部橫向延伸的尺寸由隔離部限定。

11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，還包括：

在襯底中形成阱區(qū)，

其中，形成背柵槽包括將背柵槽形成為穿過埋入電介質(zhì)層，從而使得其中形成的背柵與阱區(qū)電接觸。

12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，在形成背柵之后且在對(duì)有源區(qū)進(jìn)行構(gòu)圖之前，該方法還包括：在背柵槽中形成電介質(zhì)層，以覆蓋背柵。

13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，還包括：在有源區(qū)上形成停止層，構(gòu)圖輔助層形成于該停止層上。

14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，圖案轉(zhuǎn)移層包括氮化物，停止層包括氧化物。

15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，

按側(cè)墻形成工藝，在構(gòu)圖輔助層的側(cè)壁上形成圖案轉(zhuǎn)移層；和/或

按側(cè)墻形成工藝，在背柵槽的側(cè)壁上形成背柵介質(zhì)層。