[發明專利]二極管

在審

• 申請號: 201980056661.7
• 申請日: 2019-08-14
• 公開（公告）號: CN112640132A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 深作克彥
• 申請（專利權）人: 索尼半導體解決方案公司
• 主分類號: H01L29/861
• 分類號: H01L29/861;B82Y10/00;H01L29/06;H01L29/868
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 吳孟秋

二極管11A設置有分層結構20以及設置在分層結構的長度方向上的端部的第一連接部31和第二連接部32。通過在厚度方向上交替層疊具有納米線結構或納米片結構的第一結構體21和第二結構體22而形成分層結構20。第一連接部31是第一導電類型；第二連接部32是第二導電類型；還設置控制電極部23，其至少從峰部分跨越到分層結構20的側表面，并且形成為與第一連接部31和第二連接部32分離；并且第一連接部31和控制電極部23或者第二連接部32和控制電極部23電連接。

技術領域

本公開涉及一種二極管。

背景技術

在先進的CMOS技術中，為了減小每個裝置的面積和功耗，裝置日益小型化，并且柵極絕緣膜的厚度和溝道長度減小。順便提及，在減小溝道長度的情況下，源極區域和漏極區域之間的電勢差比柵電極施加的電壓更顯著地影響晶體管操作，不利地導致退化的短溝道特性。因此，對于對抗DIBL(漏極感應勢壘降低)的措施，其指由漏極區域感應的溝道部分的電勢的降低，已經研究了能夠有效地將電壓從柵電極施加到溝道部分的結構。在已知的晶體管中，柵電極形成在溝道部分上方，并且柵電壓僅從溝道部分上方施加。相反，GAA(柵極全包圍)結構已經在研究中，其中，柵電極經由柵極絕緣膜形成，以包圍溝道部分的上部、側表面和下部。GAA結構用于耗盡溝道部分，以抑制DIBL效應和短溝道特性的退化。在具有GAA結構的晶體管中，均具有納米線結構或納米片結構的多個溝道部分在垂直方向上并列設置，并且溝道部分的外周部分經由柵極絕緣膜嵌入柵電極中。

一種半導體設備包含作為實現電路功能的元件的晶體管(場效應晶體管)或二極管，其對應于具有放大和整流功能的有源元件。例如，在NPL 1，International ElectronDevice Meeting Technical Digest,Year:2016,pp.890，S.-H.Chen等人的“ESD Diodesin a Bulk Si Gate-All-Around Vertically Stacked Horizontal NanowireTechnology”中提出了具有類似于GAA結構的結構的二極管(為方便起見，以下稱為“GAA類似結構”)。在具有GAA類似結構的二極管中，電流路徑包含多個納米線結構，并且圍繞納米線結構的外周部分提供控制電極部。

[引用列表]

[非專利文獻]

[NPL 1]

International Electron Device Meeting Technical Digest,Year:2016,pp.890，S.-H.Chen等人的“ESD Diodes in a Bulk Si Gate-All-Around VerticallyStacked Horizontal Nanowire Technology”

發明內容

[技術問題]

具有GAA結構的場效應晶體管可以在低電壓下工作，同時實現短溝道特性。另一方面，在具有GAA類似結構的二極管中，犧牲了二極管所需的電流特性。具體地，在具有GAA結構的場效應晶體管中，溝道部分的厚度減小到10nm或更小，以完全耗盡溝道部分。將這種GAA結構應用于二極管，將二極管中的電流路徑限制在10nm或更小。在內置于半導體基板中的已知二極管(稱為“具有已知結構的二極管”)中，電流路徑可以在半導體基板中形成降至大約100nm的深度。因此，在具有GAA類似結構的二極管中，電流路徑的橫截面積約為具有已知結構的二極管的橫截面積的十分之一，導致流過具有GAA類似結構的二極管的電流減少。此外，在單獨步驟中制造具有GAA結構的場效應晶體管和具有已知結構的二極管的情況下，制造步驟的數量增加，導致制造成本增加。

因此，本公開的目的是提供一種二極管，其可以最大限度地抑制可以通過的電流的減少，該二極管對于場效應晶體管的制造步驟具有高親和力。

[問題的解決方案]