[實(shí)用新型]晶體管及半導(dǎo)體器件

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201721414522.1
• 申請(qǐng)日: 2017-10-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN207587740U
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 不公告發(fā)明人
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 睿力集成電路有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L29/78
• 分類(lèi)號(hào): H01L29/78;H01L29/423
• 代理公司: 上海思微知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31237
• 代理人: 智云

本實(shí)用新型提供了一種晶體管及半導(dǎo)體器件。通過(guò)將柵極結(jié)構(gòu)部分偏移至凹槽中，以使柵極結(jié)構(gòu)從襯底的表面上進(jìn)一步延伸至襯底中，從而可形成與柵極結(jié)構(gòu)的邊界形貌相對(duì)應(yīng)的曲折形導(dǎo)電溝道。與傳統(tǒng)的具有直線形導(dǎo)電溝道的平面型晶體管相比，本實(shí)用新型中的晶體管能夠在尺寸與傳統(tǒng)的平面型晶體管的尺寸相同的情況下，增加導(dǎo)電溝道的溝道長(zhǎng)度，以改善晶體管的短溝道效應(yīng)，進(jìn)而有利于實(shí)現(xiàn)晶體管尺寸的縮減和提高晶體管的排布密集度。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種晶體管及一種半導(dǎo)體器件。

背景技術(shù)

現(xiàn)如今，金屬-氧化物-半導(dǎo)體(Metal-Oxide-Semiconductor，MOS)晶體管已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于大部分的數(shù)字電路及模擬電路中。而為了順應(yīng)半導(dǎo)體器件的小尺寸高密集程度的需求，相應(yīng)的使MOS晶體管的尺寸也隨之縮減。

但是，隨著MOS晶體管尺寸的不斷縮減，其溝道長(zhǎng)度也會(huì)相應(yīng)的按比例縮短，進(jìn)而容易出現(xiàn)短溝道效應(yīng)(short channel effect，SCE)而對(duì)器件的性能造成影響。具體的說(shuō)，當(dāng)MOS晶體管的溝道長(zhǎng)度縮短到可與源區(qū)的耗盡層和漏區(qū)的耗盡層的寬度之和相比擬時(shí)，即，源區(qū)的耗盡層和漏區(qū)的耗盡層貫通，從而導(dǎo)致柵極結(jié)構(gòu)無(wú)法控制電流。并使器件的特性將不再遵守長(zhǎng)溝道近似(long—channel approximation)的假設(shè)。這種因溝道長(zhǎng)度縮短而導(dǎo)致對(duì)器件特性的影響，通常稱(chēng)為短溝道效應(yīng)。

為解決這一問(wèn)題，通常可采用減小柵極結(jié)構(gòu)中柵極導(dǎo)電層和襯底之間的柵極介質(zhì)層的厚度的方法來(lái)改善短溝道效應(yīng)。然而，當(dāng)柵極介質(zhì)層的厚度達(dá)到極限時(shí)，則極易導(dǎo)致柵誘導(dǎo)漏極泄漏電流(gate-induced drain leakage，GIDL)增加而使器件的可靠性減低；并且，較薄的柵極介質(zhì)層也直接導(dǎo)致其容易被擊穿的問(wèn)題。因此，在確保MOS晶體管的性能的基礎(chǔ)上，通過(guò)縮減柵極介質(zhì)層的厚度的方法，已無(wú)法達(dá)到改善短溝道效應(yīng)的效果。

由此，隨著器件尺寸的不斷縮小，希望能夠提供一種能夠有效地降低MOS晶體管短溝道效應(yīng)的方法。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供一種晶體管，在相同的器件尺寸下，所述晶體管具備更長(zhǎng)的溝道長(zhǎng)度，有利于緩解晶體管的短溝道效應(yīng)。

本實(shí)用新型提供一種晶體管，包括：

一襯底，在所述襯底中形成有一凹槽；

一柵極結(jié)構(gòu)，設(shè)置在所述襯底的表面上并沿著溝道方向部分偏移至所述凹槽中以進(jìn)一步延伸至所述襯底中，其中，所述柵極結(jié)構(gòu)中對(duì)應(yīng)所述襯底表面的部分構(gòu)成一表面柵極，所述柵極結(jié)構(gòu)中對(duì)應(yīng)所述凹槽的部分構(gòu)成一凹槽柵極；

一第一摻雜區(qū)和一第二摻雜區(qū)，形成在所述襯底中，并且所述第一摻雜區(qū)和所述第二摻雜區(qū)沿著所述溝道方向分別排布在所述柵極結(jié)構(gòu)的兩側(cè)，用于構(gòu)成所述晶體管的源區(qū)和漏區(qū)；以及，一溝道區(qū)域，位于所述襯底的介于所述第一摻雜區(qū)和所述第二摻雜區(qū)之間且沿著所述柵極結(jié)構(gòu)的邊界的區(qū)域中；

當(dāng)所述晶體管導(dǎo)通時(shí)，在所述溝道區(qū)域中反型形成出一曲折形導(dǎo)電溝道；其中，所述曲折形導(dǎo)電溝道中的導(dǎo)電路徑沿著所述平面柵極的邊界區(qū)域拐向所述凹槽柵極的邊界區(qū)域，以連接所述第一摻雜區(qū)和所述第二摻雜區(qū)。

可選的，所述凹槽柵極從與所述平面柵極連接的交界處沿著所述溝道方向部分填充所述凹槽，使所述凹槽中靠近所述平面柵極的部分填充有柵極材料，以及所述凹槽中遠(yuǎn)離所述平面柵極的部分未填充有所述柵極材料。

可選的，所述第一摻雜區(qū)延伸至所述平面柵極的下方，所述第二摻雜區(qū)延伸至所述凹槽的底部，以進(jìn)一步延伸至所述凹槽柵極的下方。

可選的，所述晶體管還包括：一第一接觸插塞和一第二接觸插塞，形成在所述襯底上，用于構(gòu)成所述晶體管的源電極和漏電極，其中，所述第一接觸插塞與所述第一摻雜區(qū)連接，所述第二接觸插塞部分或全部形成在所述凹槽中，以和所述第二摻雜區(qū)連接。