[發明專利]垂直場效應晶體管和包括其的半導體器件

有效

• 申請號: 201811054979.5
• 申請日: 2018-09-11
• 公開（公告）號: CN109494253B
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 劉庭均;金昶熹;樸星一;李東勛
• 申請（專利權）人: 三星電子株式會社
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/06;H01L21/336
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 張波

提供了垂直場效應晶體管(vFET)和包括其的半導體器件。該vFET包括在襯底的上部處并摻雜以第一雜質的第一雜質區。第一擴散控制圖案形成在第一雜質區上。第一擴散控制圖案配置為控制第一雜質的擴散。溝道在與襯底的上表面基本上正交的垂直方向上延伸。第二雜質區在溝道上并摻雜以第二雜質。第二擴散控制圖案在溝道與第二雜質區之間。第二擴散控制圖案配置為控制第二雜質的擴散。柵極結構與溝道相鄰。

技術領域

本發明構思的示例性實施方式涉及垂直場效應晶體管(vFET)，更具體地，涉及包括垂直場效應晶體管的半導體器件。

背景技術

在vFET中，電流可以在垂直延伸的溝道中流動，并且可受到分別設置在溝道上方和下方的上雜質區和下雜質區的摻雜濃度以及圍繞溝道的柵極結構與雜質區之間的距離影響。在包括多個vFET的半導體器件中，如果vFET中的雜質區的摻雜濃度或者柵極結構與雜質區之間的距離不均一，則半導體器件的可靠性會劣化。

發明內容

根據本發明的一示例性實施方式，一種垂直場效應晶體管(vFET)包括在襯底的上部處并摻雜以第一雜質的第一雜質區。第一擴散控制圖案形成在第一雜質區上。第一擴散控制圖案配置為控制第一雜質的擴散。溝道在與襯底的上表面基本上正交的垂直方向上延伸。第二雜質區在溝道上并摻雜以第二雜質。第二擴散控制圖案在溝道與第二雜質區之間。第二擴散控制圖案配置為控制第二雜質的擴散。柵極結構與溝道相鄰。

根據本發明的一示例性實施方式，一種半導體器件包括在襯底的上部處并摻雜以第一雜質的第一雜質區。第一擴散控制圖案在第一雜質區上。第一擴散控制圖案配置為控制第一雜質的擴散。溝道沿著平行于襯底的上表面的方向在第一擴散控制圖案上彼此間隔開。溝道的每個在與襯底的上表面基本上正交的垂直方向上延伸。第二雜質區摻雜以第二雜質并位于溝道上方。第二擴散控制圖案在溝道的每個與第二雜質區之間。第二擴散控制圖案配置為控制第二雜質的擴散。柵極結構與溝道相鄰。

根據本發明的一示例性實施方式，一種半導體器件包括在襯底上彼此間隔開的第一擴散控制圖案。第一雜質區在第一擴散控制圖案下方、在襯底的上部處并摻雜以第一雜質。溝道在第一擴散控制圖案上。溝道的每個在與襯底的上表面基本上正交的垂直方向上延伸。第二雜質區摻雜以第二雜質并位于溝道上方。第二擴散控制圖案在溝道的每個與第二雜質區之間。第二擴散控制圖案配置為控制第二雜質的擴散。柵極結構與溝道相鄰。

根據本發明的一示例性實施方式，一種半導體器件包括襯底和位于襯底的上部處的第一雜質區。第一擴散控制圖案設置在第一雜質區上。第一擴散控制圖案包括在與襯底的上表面正交的方向上延伸的多個突起。至少兩個溝道位于所述多個突起中的突起上方。柵極結構位于所述至少兩個溝道之間。第二擴散控制圖案位于所述至少兩個溝道上方。第二擴散控制圖案沿著與襯底的上表面正交的方向位于柵極結構的上表面之上。第二雜質區設置在第二擴散控制圖案上。第二雜質區的上表面具有Z字形形狀。金屬硅化物圖案設置在第二雜質區的上表面上。

根據本發明的示例性實施方式，柵極結構與下雜質區和上雜質區之間的距離可以是基本上恒定的或者可以具有小的分布，因而半導體器件可以具有提高的速度和可靠性。

附圖說明

圖1是示出根據本發明的一示例性實施方式的半導體器件的剖視圖；

圖2至13是示出根據本發明的一示例性實施方式的制造半導體器件的方法的剖視圖；

圖14是示出根據本發明的一示例性實施方式的半導體器件的剖視圖；以及

圖15至20是示出根據本發明的一示例性實施方式的制造半導體器件的方法的剖視圖。

具體實施方式

下面將參照附圖更詳細地描述本發明的示例性實施方式。就此而言，示例性實施方式可以具有不同的形式，并且不應被解釋為限于本發明在此描述的示例性實施方式。在整個說明書和附圖中，同樣的附圖標記可以指同樣的元件。