專(zhuān)利名稱(chēng)：半導(dǎo)體裝置及其制造方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體裝置及其制造方法，更具體地，涉及用在液晶顯示裝置中的薄膜晶體管及其制造方法。
包括在襯底上設(shè)置的半導(dǎo)體層中形成的場(chǎng)效應(yīng)晶體管的所謂的薄膜晶體管(TFT)用作開(kāi)關(guān)裝置，例如，驅(qū)動(dòng)液晶顯示裝置用于顯示操作。


圖12A和12B示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的薄膜晶體管1的例子。圖12A是透視圖，圖12B是沿圖12A所示的剖面線12B-12B所截取的在溝道寬度方向上的剖面圖。通過(guò)下層絕緣體12，例如，二氧化硅膜(SiO2)，在例如玻璃基板的基板10上形成半導(dǎo)體層14。例如，半導(dǎo)體層14為具有較大晶粒的多晶硅層。例如，包括溝道區(qū)18、源極28和漏極30、在溝道區(qū)18上形成的柵極絕緣體34以及在柵極絕緣體34上形成的柵極電極36的薄膜晶體管1形成到半導(dǎo)體層14。這種具有在半導(dǎo)體層14上形成的柵極電極36的薄膜晶體管1被稱(chēng)作頂柵型(top gate type)薄膜晶體管。在例子中，使用具有厚度為200nm的半導(dǎo)體層14的基板。
在薄膜晶體管1中，如圖12B所示，沿溝道寬度方向在溝道區(qū)18的橫截面的每一端，體的側(cè)壁表面具有錐形形狀而不是成直角形狀(參見(jiàn)，例如，美國(guó)專(zhuān)利No.5,739,574)，并且溝道區(qū)18(在上述美國(guó)專(zhuān)利中的9，并且在下文相同)包括平坦的溝道部分19和錐形部分20(13a)。在上述美國(guó)專(zhuān)利中，薄膜晶體管1具有錐形部分20(臺(tái)地13a)并且為每一個(gè)錐形部分20(13a)形成比平坦部分19(9)更厚的柵極氧化膜34(21，18)，由此，緩和在每個(gè)錐形部分20處的電場(chǎng)密度(electric field concentration)。
然而，最好在薄膜晶體管1中的溝道區(qū)18的每個(gè)端部具有成直角的形狀，以便促進(jìn)小型化。然而，實(shí)際上，在當(dāng)前的制造工藝中不可避免地在溝道區(qū)18的每個(gè)端部產(chǎn)生錐形部分20，并且在基板10內(nèi)或基板10之間，不能把端部的錐角控制為固定值。也就是說(shuō)，由于制造工藝中的變化引起在每個(gè)端部的錐角變化，并且已經(jīng)揭示出錐角的這種變化影響薄膜晶體管1的特性，例如，閾值和亞閾值特性。特別是，當(dāng)薄膜晶體管1用作局部耗盡型晶體管時(shí)，已經(jīng)明確這種變化的影響是相當(dāng)大的。在局部耗盡型晶體管中，并不是在溝道區(qū)18中的半導(dǎo)體層的整個(gè)膜厚度(體膜厚度)形成耗盡層，而是在工作中在膜厚度的一部分中形成耗盡層。局部耗盡型晶體管與完全耗盡型晶體管相比可以提高穿通擊穿電壓，對(duì)于高擊穿電壓晶體管和/或小型化是有利的。
圖13示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的局部耗盡型n溝道薄膜晶體管1的漏極電流-柵極電壓(I-V)的例子。橫軸表示柵極電壓，縱軸表示漏極電流。雖然從柵極電壓大約大于-1V之后漏極電流開(kāi)始隨著柵極電壓變大而增加，但是在飽和以前出現(xiàn)了″鼓起″的曲線變形，如在圖中由圓包圍的部分所示。產(chǎn)生鼓起是由于存在錐形部分20。也就是說(shuō)，隨著柵極電壓沿正向增加，在溝道區(qū)18中形成耗盡層，并且漏極電流開(kāi)始流動(dòng)。隨著柵極電壓進(jìn)一步增加，在平坦的溝道部分19中耗盡層的深度變得更大，然后漏極電流變得更大。然而，在錐形部分20中，因?yàn)榘雽?dǎo)體層14的厚度從0變化到體膜厚度，所以在半導(dǎo)體層14的厚度較薄的錐形部分20的一部分中，整個(gè)厚度作為具有較低柵極電壓的耗盡層。也就是說(shuō)，錐形部分20完全耗盡了，并且耗盡層不能更進(jìn)一步擴(kuò)大。結(jié)果，在如圖13所示的I-V特性中產(chǎn)生鼓起。
當(dāng)在溝道區(qū)18中的雜質(zhì)濃度較高時(shí)，或者當(dāng)體膜厚度比耗盡層的深度更大時(shí)，類(lèi)似于柵極電壓較低的例子，形成局部耗盡型晶體管。圖14是示出了在溝道區(qū)18中的雜質(zhì)濃度與最大耗盡層深度之間的關(guān)系的圖。換句話說(shuō)，這是示出了完全耗盡型與局部耗盡型之間的邊界的圖。在圖14中，在曲線下面形成完全耗盡型(FD)，在曲線上面形成局部耗盡型(PD)。例如，當(dāng)溝道區(qū)18中的雜質(zhì)濃度為1×1017atoms/cm3時(shí)，最大耗盡層深度為大約100nm。在這種情況下，如果體膜厚度為200nm，則平坦的溝道部分19為局部耗盡型。然而，半導(dǎo)體層的膜厚度小于100nm的錐形部分20的一部分已成為完全耗盡型。在薄膜晶體管中，當(dāng)在體膜厚度小于100nm與厚度不小于100nm的兩個(gè)體區(qū)域中完全耗盡型與局部耗盡型共存時(shí)，已經(jīng)揭示出這種共存是引起閾值或亞閾值特性變化的因素。
如上所述，在薄膜晶體管中，重要的是控制每個(gè)溝道區(qū)18的端部，即，每個(gè)錐形部分20，以便穩(wěn)定器件的特性并提高可靠性。美國(guó)專(zhuān)利No.6,184,556 B1公開(kāi)了一種即使基板電位是浮動(dòng)電位，也能夠提高源極與漏極之間的擊穿電壓并實(shí)現(xiàn)高可靠性和高遷移率的半導(dǎo)體裝置。半導(dǎo)體裝置具有防止形成溝道的耗盡層延伸到每個(gè)溝道區(qū)的端部的阻塞區(qū)。在阻塞區(qū)中摻雜與源極和漏極的導(dǎo)電類(lèi)型相反的雜質(zhì)。此外，美國(guó)專(zhuān)利No.6,753,549 B2公開(kāi)了將錐形部分的角度設(shè)置為60度或以上，以便抑制薄膜晶體管特性中的不規(guī)則性，賦予錐形部分絕緣特性，或在錐形部分中摻雜賦予與源極和漏極的導(dǎo)電類(lèi)型相反的導(dǎo)電類(lèi)型的雜質(zhì)的技術(shù)。此外，美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)No.2001/003671OA1公開(kāi)了通過(guò)LOCOS(硅的局部氧化)控制錐形部分的角度的技術(shù)。然而，這些專(zhuān)利沒(méi)有關(guān)于控制基板電位的說(shuō)明。
為了解決上述問(wèn)題，存在對(duì)一種半導(dǎo)體裝置及其制造方法的需求，該半導(dǎo)體裝置及其制造方法能夠控制基板電位，基本上形成整個(gè)溝道區(qū)作為局部耗盡型而不管溝道區(qū)端部的錐角大小，并且改善由于完全耗盡型和局部耗盡型區(qū)兩者的存在所引起的薄膜晶體管的特性不規(guī)則性。
發(fā)明概述通過(guò)根據(jù)下面闡述的本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置及其制造方法，可以解決上述問(wèn)題。
根據(jù)本本發(fā)明的一個(gè)方案，半導(dǎo)體裝置包括設(shè)置在基板的一個(gè)表面?zhèn)壬系陌雽?dǎo)體層；在半導(dǎo)體層中設(shè)置的具有第一導(dǎo)電類(lèi)型的溝道區(qū)；在半導(dǎo)體層中設(shè)置的具有第二導(dǎo)電類(lèi)型的高濃度擴(kuò)散區(qū)，該高濃度擴(kuò)散區(qū)與溝道區(qū)相鄰，面向溝道區(qū)的兩側(cè)，并且相互分離；與溝道區(qū)連接以固定溝道區(qū)的電位的具有第一導(dǎo)電類(lèi)型的體端子(bodyterminal)；設(shè)置在溝道區(qū)上的絕緣體；在絕緣體上設(shè)置的覆蓋溝道區(qū)的柵極電極；以及布置在溝道區(qū)的端部和半導(dǎo)體層的端部并且其中包含具有第一導(dǎo)電類(lèi)型的雜質(zhì)的溝道邊緣部分。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方案，半導(dǎo)體裝置包括設(shè)置在基板的一個(gè)表面?zhèn)壬系陌雽?dǎo)體層；在半導(dǎo)體層中設(shè)置的具有第一導(dǎo)電類(lèi)型的溝道區(qū)；在半導(dǎo)體層中設(shè)置的具有第二導(dǎo)電類(lèi)型的低濃度擴(kuò)散區(qū)，該低濃度擴(kuò)散區(qū)與溝道區(qū)相鄰，面向溝道區(qū)的兩側(cè)，并且相互分離；在每個(gè)低濃度擴(kuò)散區(qū)外側(cè)的半導(dǎo)體層中設(shè)置的具有第二導(dǎo)電類(lèi)型的高濃度擴(kuò)散區(qū)；與溝道區(qū)連接以固定溝道區(qū)的電位的具有第一導(dǎo)電類(lèi)型的體端子；設(shè)置在溝道區(qū)上的絕緣體；在絕緣體上設(shè)置的覆蓋溝道區(qū)的柵極電極；以及布置在溝道區(qū)的端部和半導(dǎo)體層的端部并且其中包含具有第一導(dǎo)電類(lèi)型的雜質(zhì)的溝道邊緣部分。
根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)方案，半導(dǎo)體裝置包括設(shè)置在基板的一個(gè)表面?zhèn)壬系陌雽?dǎo)體層；以及在半導(dǎo)體層中設(shè)置的第一和第二半導(dǎo)體器件，第一半導(dǎo)體器件包括在半導(dǎo)體層中設(shè)置的具有第一導(dǎo)電類(lèi)型的第一溝道區(qū)；在半導(dǎo)體層中設(shè)置的具有第二導(dǎo)電類(lèi)型的第一高濃度擴(kuò)散區(qū)，該第一高濃度擴(kuò)散區(qū)與第一溝道區(qū)相鄰，面向溝道區(qū)的兩側(cè)，并且相互分離；與第一溝道區(qū)連接以固定第一溝道區(qū)的電位的具有第一導(dǎo)電類(lèi)型的第一體端子；設(shè)置在第一溝道區(qū)上的第一絕緣體；設(shè)置在第一絕緣體上的覆蓋第一溝道區(qū)的第一柵極電極；以及布置在第一溝道區(qū)的端部和半導(dǎo)體層的端部并且其中包含具有第一導(dǎo)電類(lèi)型的雜質(zhì)的第一溝道邊緣部分，第二半導(dǎo)體器件包括在半導(dǎo)體層中設(shè)置的具有第二導(dǎo)電類(lèi)型的第二溝道區(qū)；在半導(dǎo)體層中設(shè)置的具有第一導(dǎo)電類(lèi)型的第二高濃度擴(kuò)散區(qū)，該第二高濃度擴(kuò)散區(qū)與第二溝道區(qū)相鄰，面向溝道區(qū)的兩側(cè)，并且相互分離；與第二溝道區(qū)連接以固定第二溝道區(qū)的電位的具有第二導(dǎo)電類(lèi)型的第二體端子；設(shè)置在第二溝道區(qū)上的第二絕緣體；在第二絕緣體上設(shè)置的并覆蓋第二溝道區(qū)的第二柵極電極；以及布置在第二溝道區(qū)的端部和半導(dǎo)體層的端部并且其中包含具有第二導(dǎo)電類(lèi)型的雜質(zhì)的第二溝道邊緣部分。
根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)方案，半導(dǎo)體裝置包括設(shè)置在基板的一個(gè)表面?zhèn)壬系陌雽?dǎo)體層；以及在半導(dǎo)體層中設(shè)置的第一和第二半導(dǎo)體器件，第一半導(dǎo)體器件包括在半導(dǎo)體層中設(shè)置的具有第一導(dǎo)電類(lèi)型的第一溝道區(qū)；在半導(dǎo)體層中設(shè)置的具有第二導(dǎo)電類(lèi)型的第一低濃度擴(kuò)散區(qū)，該第一濃度擴(kuò)散區(qū)與第一溝道區(qū)相鄰，面向第一溝道區(qū)的兩側(cè)，并且相互分離；在每個(gè)第一低濃度擴(kuò)散區(qū)外側(cè)的半導(dǎo)體層中設(shè)置的具有第二導(dǎo)電類(lèi)型的第一高濃度擴(kuò)散區(qū)；與第一溝道區(qū)連接以固定第一溝道區(qū)的電位的具有第一導(dǎo)電類(lèi)型的第一體端子；設(shè)置在第一溝道區(qū)上的第一絕緣體；設(shè)置在第一絕緣體上的覆蓋第一溝道區(qū)的第一柵極電極；以及布置在第一溝道區(qū)的端部和半導(dǎo)體層的端部并且其中包含具有第一導(dǎo)電類(lèi)型的雜質(zhì)的第一溝道邊緣部分，第二半導(dǎo)體器件包括在半導(dǎo)體層中設(shè)置的具有第二導(dǎo)電類(lèi)型的第二溝道區(qū)；在半導(dǎo)體層中設(shè)置的具有第一導(dǎo)電類(lèi)型的第二低濃度擴(kuò)散區(qū)，該第一低濃度擴(kuò)散區(qū)與第二溝道區(qū)相鄰，面向第二溝道區(qū)的兩側(cè)，并且相互分離；在每個(gè)第二低濃度擴(kuò)散區(qū)外側(cè)的半導(dǎo)體層中設(shè)置的具有第一導(dǎo)電類(lèi)型的第二高濃度擴(kuò)散區(qū)；與第二溝道區(qū)連接以固定第二溝道區(qū)的電位的具有第二導(dǎo)電類(lèi)型的第二體端子；設(shè)置在第二溝道區(qū)上的第二絕緣體；在第二絕緣體上設(shè)置的并覆蓋第二溝道區(qū)的第二柵極電極；以及布置在第二溝道區(qū)的端部和半導(dǎo)體層的端部并且其中包含具有第二導(dǎo)電類(lèi)型的雜質(zhì)的第二溝道邊緣部分。
根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)方案，半導(dǎo)體裝置包括設(shè)置在基板的一個(gè)表面?zhèn)壬系陌雽?dǎo)體層；在半導(dǎo)體層中設(shè)置的具有第一導(dǎo)電類(lèi)型的溝道區(qū)；在半導(dǎo)體層中設(shè)置的具有第二導(dǎo)電類(lèi)型的高濃度擴(kuò)散區(qū)，該高濃度擴(kuò)散區(qū)與溝道區(qū)相鄰，面向溝道區(qū)的兩側(cè)，并且相互分離；與溝道區(qū)連接以固定溝道區(qū)的電位的具有第一導(dǎo)電類(lèi)型的體端子；設(shè)置在溝道區(qū)上的絕緣體；在絕緣體上設(shè)置的覆蓋溝道區(qū)的柵極電極；以及布置在溝道區(qū)的端部和半導(dǎo)體層的端部并且基本上絕緣的溝道邊緣部分。
根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)方案，半導(dǎo)體裝置包括設(shè)置在基板的一個(gè)表面?zhèn)壬系陌雽?dǎo)體層；在半導(dǎo)體層中設(shè)置的具有第一導(dǎo)電類(lèi)型的溝道區(qū)；在半導(dǎo)體層中設(shè)置的具有第二導(dǎo)電類(lèi)型的低濃度擴(kuò)散區(qū)，該低濃度擴(kuò)散區(qū)與溝道區(qū)相鄰，面向溝道區(qū)的兩側(cè)，并且相互分離；在每個(gè)低濃度擴(kuò)散區(qū)外側(cè)的半導(dǎo)體層中設(shè)置的具有第二導(dǎo)電類(lèi)型的高濃度擴(kuò)散區(qū)；與溝道區(qū)連接以固定溝道區(qū)的電位的具有第一導(dǎo)電類(lèi)型的體端子；設(shè)置在溝道區(qū)上的絕緣體；在絕緣體上設(shè)置的覆蓋溝道區(qū)的柵極電極；以及布置在溝道區(qū)的端部和半導(dǎo)體層的端部并且基本上絕緣的溝道邊緣部分。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方案，半導(dǎo)體裝置制造方法包括通過(guò)對(duì)在基板的一個(gè)表面?zhèn)壬闲纬傻陌雽?dǎo)體膜進(jìn)行構(gòu)圖來(lái)形成具有第一導(dǎo)電類(lèi)型的器件區(qū)；在器件區(qū)上形成柵極絕緣體；通過(guò)覆蓋器件區(qū)的一部分在柵極絕緣體上形成柵極電極；在鄰近柵極電極外側(cè)的器件區(qū)中形成具有第二導(dǎo)電類(lèi)型的高濃度擴(kuò)散區(qū)；在也是不同于低濃度擴(kuò)散區(qū)和高濃度擴(kuò)散區(qū)的柵極電極外側(cè)的器件區(qū)中形成具有第一導(dǎo)電類(lèi)型的體端子；以及把具有第一導(dǎo)電類(lèi)型的雜質(zhì)加入到用柵極電極覆蓋的器件區(qū)的端部中，該器件區(qū)是一個(gè)排除與高濃度擴(kuò)散區(qū)和體端子接觸的部分的區(qū)域。
在隨后的說(shuō)明中將闡述本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)說(shuō)明一部分將顯而易見(jiàn)，或通過(guò)實(shí)踐本發(fā)明而領(lǐng)會(huì)。通過(guò)在下文特別指出的方法和組合，可以實(shí)現(xiàn)并獲得本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。
附圖簡(jiǎn)介被引入并組成本說(shuō)明書(shū)的一部分的附圖示出了本發(fā)明的實(shí)施例，并且與以上給出的概述和下面給出的實(shí)施例的詳細(xì)介紹一起用來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的原理。
圖1A和1B是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的薄膜晶體管的實(shí)例的圖，其中圖1A是平面圖，圖1B是沿圖1A中的剖面線1B-1B截取的在溝道寬度方向上的剖面圖；圖2A和2B是示出根據(jù)第一實(shí)施例的薄膜晶體管制造方法的實(shí)例的工藝剖面圖，其中圖2A是沿圖1A中的剖面線2A-2A截取的在溝道長(zhǎng)度方向上的剖面圖，圖2B是沿圖1A中的剖面線1B-1B截取的在溝道寬度方向上的剖面圖；圖3A和3B是示出接著圖2A和2B根據(jù)第一實(shí)施例的薄膜晶體管制造方法的工藝剖面圖，其中圖3A是沿圖1A中的剖面線2A-2A截取的在溝道長(zhǎng)度方向中上的剖面圖，圖3B是沿圖1A中的剖面線1B-1B截取的在溝道寬度方向上的剖面圖；圖4A和4B是示出接著圖3A和3B根據(jù)第一實(shí)施例的薄膜晶體管制造方法的工藝剖面圖，其中圖4A是沿圖1A中的剖面線2A-2A截取的在溝道長(zhǎng)度方向上的剖面圖，圖4B是沿圖1A中的剖面線1B-1B截取的在溝道寬度方向上的剖面圖5A和5B是示出接著圖4A和4B根據(jù)第一實(shí)施例的薄膜晶體管制造方法的工藝剖面圖，其中圖5A是沿圖1A中的剖面線2A-2A截取的在溝道長(zhǎng)度方向上的剖面圖，圖5B是沿圖1A中的剖面線1B-1B截取的在溝道寬度方向上的剖面圖；圖6A和6B是示出接著圖5A和5B根據(jù)第一實(shí)施例的薄膜晶體管制造方法的工藝剖面圖，其中圖6A是沿圖1A中的剖面線2A-2A截取的在溝道長(zhǎng)度方向上的剖面圖，圖6B是沿圖1A中的剖面線1B-1B截取的在溝道寬度方向上的剖面圖；圖7A和7B是示出接著圖6A和6B根據(jù)第一實(shí)施例的薄膜晶體管制造方法的工藝剖面圖，其中圖7A是沿圖1A中的剖面線2A-2A截取的在溝道長(zhǎng)度方向上的剖面圖，圖7B是沿圖1A中的剖面線1B-1B截取的在溝道寬度方向上的剖面圖；圖8是示出根據(jù)第一實(shí)施例的薄膜晶體管的漏極電流-柵極電壓特性的實(shí)例的圖；圖9A、9B和9C是示出根據(jù)第一實(shí)施例的修改的薄膜晶體管的實(shí)例的圖，其中圖9A是平面圖，圖9B是沿圖9A中的剖面線9B-9B截取的在溝道寬度方向上的剖面圖，而圖9C是沿圖9A中的剖面線9C-9C截取的在溝道長(zhǎng)度方向上的剖面圖；圖10是示出根據(jù)第一實(shí)施例的修改的薄膜晶體管的漏極電流-柵極電壓特性的實(shí)例的圖；圖11A和11B是示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的薄膜晶體管的實(shí)例的圖，其中圖11A是平面圖，圖11B是沿圖11A中的剖面線11B-11B截取的在溝道寬度方向上的剖面圖；圖12A和12B是示出常規(guī)薄膜晶體管的圖，其中圖12A是透視圖，而圖12B是沿圖12A中的剖面線12B-12B截取的在溝道寬度方向上的剖面圖；圖13是示出了常規(guī)薄膜晶體管的漏極電流-柵極電壓特性的實(shí)例的圖；以及圖14是示出在薄膜晶體管中體雜質(zhì)濃度與最大耗盡層深度之間的關(guān)系的圖。
發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明現(xiàn)在將參考附圖詳細(xì)說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例。在圖中，相同的參考數(shù)字表示相同或?qū)?yīng)部分。
第一實(shí)施例圖1示出了根據(jù)第一實(shí)施例的頂柵型薄膜晶體管3的實(shí)例。圖1A是平面圖，圖1B是沿圖1A的剖面線1B-1B截取的在溝道寬度方向上的剖面圖。通過(guò)下層絕緣體12，例如，二氧化硅膜(SiO2)，在例如玻璃基板的支撐基板10上形成半導(dǎo)體層14。通過(guò)蝕刻到形成器件的區(qū)域中，來(lái)處理半導(dǎo)體層14。在半導(dǎo)體層14中形成具有體端子結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管3。具有體端子結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管3包括，例如，在半導(dǎo)體層14中形成的溝道區(qū)18、源極28和漏極30、體端子32、在溝道區(qū)18上形成的柵極絕緣體34、在柵極絕緣體34上形成的柵極電極36，以及其它部分。體端子32用來(lái)固定溝道區(qū)18的電位，并穩(wěn)定薄膜晶體管3的特性。圖1B示出了沿圖1A的剖面線1B-1B截取的在溝道寬度方向上薄膜晶體管3的剖面圖。在半導(dǎo)體層14中形成的溝道區(qū)18包括具有錐形形狀的溝道邊緣部分22和具有平面形狀的平坦的溝道部分19。將具有與源極28和漏極30不同類(lèi)型的導(dǎo)電雜質(zhì)摻雜到每個(gè)溝道邊緣部分22，并且把雜質(zhì)濃度控制到預(yù)定值。再者，最好控制由圖1A中的22b表示的溝道邊緣部分中的雜質(zhì)濃度，該溝道邊緣部分即從溝道區(qū)18中拉出體端子32的部分的半導(dǎo)體區(qū)域14的端部，也是錐形部分并且是類(lèi)似于溝道邊緣部分22用柵極電極36覆蓋的部分。通過(guò)用這樣的方式控制溝道邊緣部分22中的雜質(zhì)濃度，可以減小薄膜晶體管3中的制造差異，改善成品率，并且可以穩(wěn)定薄膜晶體管3的特性。
現(xiàn)在以n溝道晶體管為例參考圖2A和2B到圖7A和7B說(shuō)明薄膜晶體管3的制造工藝。在圖2A和2B到圖7A和7B中，每個(gè)圖A是沿圖1A中的剖面線2A-2A截取的并且與圖1B垂直的，在溝道長(zhǎng)度方向上的剖面圖，每個(gè)圖B是沿圖1A中的剖面線1B-1B截取的在溝道寬度方向上的剖面圖。
(1)首先，形成作為薄膜晶體管3的起始材料的半導(dǎo)體基板100。如圖2A和2B所示，例如，通過(guò)等離子體CVD在支撐基板10例如玻璃基板上形成下層絕緣體12，例如，二氧化硅膜。通過(guò)等離子體CVD在下層絕緣體12上形成半導(dǎo)體層14，例如，非晶硅膜。通過(guò)等離子體CVD在半導(dǎo)體層14的表面上形成覆蓋絕緣體16，例如，二氧化硅膜。然后，利用結(jié)晶裝置(未示出)通過(guò)覆蓋絕緣體16用具有所希望的光強(qiáng)分布的激光照射半導(dǎo)體層14，以便半導(dǎo)體層14結(jié)晶為包括較大晶粒的半導(dǎo)體膜。激光是利用均勻化例如受激準(zhǔn)分子激光以提供均勻的光強(qiáng)度，并且通過(guò)使用移相器調(diào)相形成光強(qiáng)分布，而得到的能量光束。以這種方式，形成半導(dǎo)體基板100。
例如，玻璃基板、石英基板、諸如硅的半導(dǎo)體基板、塑料基板和陶瓷基板可以用作支撐基板10。下層絕緣體12是防止來(lái)自下層基板10的雜質(zhì)擴(kuò)散到半導(dǎo)體層14中的膜，并且在結(jié)晶過(guò)程中具有熱儲(chǔ)存作用，以及例如二氧化硅膜(SiO2膜)或氮化硅膜(SiN膜)可以用作下層絕緣體12。
半導(dǎo)體層14是其中形成薄膜晶體管3的膜，可以使用硅膜，例如，非晶硅膜或多晶硅膜，通過(guò)任何結(jié)晶方法使膜結(jié)晶為具有較大晶粒的多晶膜。在結(jié)晶中，可以摻雜雜質(zhì)(摻雜劑)，例如硼，以便調(diào)整薄膜晶體管3的閾值。半導(dǎo)體層14是結(jié)晶硅層，并且其雜質(zhì)濃度為，例如，2×1015atoms/cm3到1×1018atoms/cm3。在本實(shí)施例中所用的半導(dǎo)體層14，厚度為200nm以及雜質(zhì)濃度為1×1017atoms/cm3。
例如，SiO2膜或SiN膜可以用作覆蓋絕緣體16。覆蓋絕緣體16是具有一種功能的膜，該功能是儲(chǔ)存在結(jié)晶過(guò)程中由照射激光所給予的熱量，并且它是，例如，SiO2膜或SiN膜。
(2)隨后，進(jìn)行半導(dǎo)體層14的分離，以便形成器件區(qū)。具體地，通過(guò)光刻和蝕刻處理半導(dǎo)體層14，以便形成如圖3A和3B所示的器件區(qū)。雖然最好器件區(qū)的每一端的側(cè)壁具有成直角的形狀，但是實(shí)際上形成了錐形部分20，如上所述。
(3)然后，在除去半導(dǎo)體層14上的覆蓋絕緣體16之后，在整個(gè)表面上淀積柵極絕緣體34。例如，可以使用SiO2膜、SiN膜或氮氧化硅膜(SiON膜)作為柵極絕緣體34。然后，在柵極絕緣體34上淀積作為柵極電極材料的導(dǎo)電膜。作為柵極電極材料，可以使用，例如，其中高濃度摻雜磷(P)，砷(As)等的n+多晶硅，或含有鎢(W)、鉭(Ta)、鈦(Ti)等作為主要成分的導(dǎo)電材料。通過(guò)光刻和蝕刻對(duì)柵極電極材料進(jìn)行構(gòu)圖，由此形成柵極電極36(圖4A和4B)。
(4)然后，形成比源極和漏極雜質(zhì)濃度更低的LDD或擴(kuò)散(extension)(在下文中將稱(chēng)為L(zhǎng)DD)，以改善薄膜晶體管的擊穿電壓特性。具體地，以柵極電極36作為掩模，以低能量把例如As的n型雜質(zhì)離子注入到半導(dǎo)體層14中，以便進(jìn)行用于形成LDD的摻雜25(圖4A)。
(5)此外，在整個(gè)表面上淀積絕緣體38，例如，SiN膜，并且通過(guò)各向異性干蝕刻以自對(duì)準(zhǔn)的方式在柵極電極36的每個(gè)側(cè)壁部分上形成側(cè)壁絕緣體38。以柵極電極36和每個(gè)側(cè)壁絕緣體38作為掩模，在更高的能量下，以比LDD更高的濃度把n型雜質(zhì)例如As離子注入到半導(dǎo)體層14中，以便進(jìn)行用于形成源極和漏極的摻雜27和29(圖5A)。
(6)然后，摻雜溝道區(qū)的錐形部分20和體端子32。具體地，用柵極電極36覆蓋的溝道區(qū)的每個(gè)錐形部分20和體端子32以外的區(qū)域被掩模40覆蓋，把具有不同于源極和漏極的導(dǎo)電類(lèi)型的p型雜質(zhì)例如硼(B)離子注入21到溝道的每個(gè)錐形部分20和體端子32中(圖6A和6B)。
(7)在除去掩模40之后，進(jìn)行退火，以便電激活離子注入的雜質(zhì)，由此形成LDD 26、源極28和漏極30、溝道邊緣部分22和22b以及體端子32(圖7A和7B)。
此后，形成布線等，由此完成具有體端子結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管3。
步驟的順序可以任意改變，只要上述步驟(6)是在步驟(3)之后并且在步驟(7)之前。
圖8示出了這樣形成的薄膜晶體管3的漏極電流-柵極電壓(I-V)特性。在圖中，橫軸表示柵極電壓，縱軸表示漏極電流。薄膜晶體管3的溝道長(zhǎng)度為2μm，溝道區(qū)18中的雜質(zhì)(硼)的濃度為1×1017atoms/cm3。在溝道邊緣部分22中的雜質(zhì)為硼，雜質(zhì)濃度為1×1019atoms/cm3，高于溝道區(qū)18的雜質(zhì)濃度。如圖8所示，不存在圖13中觀察到的I-V特性的“鼓起”，這意味著可以形成具有出色特性的薄膜晶體管3。這歸因于溝道邊緣部分22和22b的摻雜以及形成體端子32的作用。當(dāng)電壓施加到柵極電極36并且在平坦的溝道部分19中形成耗盡層時(shí)，由于設(shè)置溝道邊緣部分22和22b的雜質(zhì)濃度高于平坦的溝道部分19的，所以在溝道邊緣部分22和22b中難以形成耗盡層，并且由體端子32來(lái)穩(wěn)定基板電位。也就是說(shuō)，可以形成完全為局部耗盡型的薄膜晶體管3，而不管溝道邊緣部分22和22b的錐角。因此，可以形成如上所述的這種薄膜晶體管3。
此外，在改善源極-漏極擊穿電壓方面也顯著地體現(xiàn)出了形成體端子32的作用。表1示出了體端子32在局部耗盡型晶體管和完全耗盡型晶體管的源極-漏極擊穿電壓上的影響。在實(shí)例中所用的n溝道晶體管中，半導(dǎo)體層14在局部耗盡型的情況下具有200nm的厚度，在完全耗盡型的情況下具有50nm的厚度，晶體管的溝道長(zhǎng)度為2μm，溝道寬度為1μm，溝道區(qū)18的雜質(zhì)濃度為1×1017atoms/cm3，溝道邊緣部分22和22b的雜質(zhì)濃度為1×1019atoms/cm3。通過(guò)提供體端子結(jié)構(gòu)，在局部耗盡型和完全耗盡型晶體管中都顯著地改善了源極-漏極擊穿電壓。特別是在局部耗盡型晶體管的情況下，效果尤為突出，當(dāng)不提供體端子時(shí)，源極-漏極擊穿電壓比完全耗盡型的低0.8V，但通過(guò)提供體端子結(jié)構(gòu)，源極-漏極擊穿電壓從1.4V提高到6.2V，由此擊穿電壓高于具有體端子的完全耗盡型的擊穿電壓。
表1
如上所述，根據(jù)本實(shí)施例，可以控制基板電位，并且基本上整個(gè)溝道區(qū)18可以形成為局部耗盡型，而不管溝道區(qū)端部20的錐角大小。由此產(chǎn)生其中改善了由于完全耗盡型和局部耗盡型區(qū)域共存引起的薄膜晶體管特性的不規(guī)則性、擊穿電壓特性等的薄膜晶體管。
第一實(shí)施例的修改圖9A、9B和9C示出了第一實(shí)施例的修改。圖9A是平面圖，圖9B是沿圖9A中的剖面線9B-9B截取的在溝道寬度方向上的剖面圖，圖9C是沿圖9A中的剖面線9C-9C截取的在溝道長(zhǎng)度方向上的剖面圖。該修改是其中在靠近柵極電極36的源極28和漏極30的端部不形成LDD或擴(kuò)展(在下文中將稱(chēng)為L(zhǎng)DD)的薄膜晶體管5。在修改中，薄膜晶體管5同樣具有體端子32，并且在溝道邊緣部分22和22b中摻雜與源極28和漏極30不同類(lèi)型的導(dǎo)電雜質(zhì)。
可以通過(guò)刪去第一實(shí)施例中用于形成LDD的步驟來(lái)形成薄膜晶體管5。也就是說(shuō)，刪去在步驟(4)中說(shuō)明的用于形成LDD的離子注入步驟，并且可以刪去在步驟(5)中說(shuō)明的形成側(cè)壁絕緣體38的步驟。
圖10示出了其中不形成LDD的薄膜晶體管5的漏極電流-柵極電壓特性。在圖中，橫軸表示柵極電壓，縱軸表示漏極電流。在薄膜晶體管5中的平坦的溝道部分19的雜質(zhì)(硼)的濃度為5×1016atoms/cm3，溝道邊緣部分22和22b的雜質(zhì)(硼)的濃度為1×1019atoms/cm3，高于平坦的溝道部分19的雜質(zhì)濃度。如圖10所示，沒(méi)有觀察到像圖8中的I-V特性的“鼓起”，這意味著可以形成具有出色特性的薄膜晶體管5。也就是說(shuō)，可以形成其中基本上整個(gè)溝道區(qū)18為局部耗盡型，而不管溝道邊緣部分22和22b的錐角的薄膜晶體管5。
雖然以n溝道型晶體管的形成為例說(shuō)明了第一實(shí)施例的制造工藝，但是通過(guò)僅僅顛倒要摻雜的雜質(zhì)的導(dǎo)電類(lèi)型就可以形成p溝道晶體管。
此外，在包括n溝道晶體管和p溝道晶體管的CMOS器件的情況下，通過(guò)在溝道邊緣部分如下行進(jìn)摻雜可以形成CMOS器件，而不增加步驟的數(shù)量。也就是說(shuō)，摻雜n溝道晶體管的溝道邊緣部分與摻雜p溝道晶體管的LDD或源極/漏極同時(shí)進(jìn)行。再者，同樣，摻雜p溝道晶體管的溝道邊緣部分與摻雜n溝道晶體管的LDD或源極/漏極同時(shí)行進(jìn)。如此，可以形成CMOS薄膜晶體管而不增加步驟的數(shù)量。
第二實(shí)施例例如，第二實(shí)施例為其中通過(guò)顯著地增加錐形部分20的電阻率來(lái)形成錐形部分20為電惰性的溝道邊緣隔離區(qū)24的n溝道薄膜晶體管7。圖11A和11B示出了實(shí)施例的實(shí)例。圖11A是平面圖，圖11B是沿圖11A中的剖面線11B-11B截取的在溝道寬度方向上的剖面圖。在實(shí)施例中，薄膜晶體管7同樣具有用來(lái)控制基板電位的體端子32。
通過(guò)如下改變?cè)诘谝粚?shí)施例中的步驟(6)說(shuō)明的在錐形部分20中雜質(zhì)的摻雜，可以形成根據(jù)本實(shí)施例的薄膜晶體管7。應(yīng)當(dāng)注意，在體端子32中的摻雜與關(guān)于錐形部分20的工藝分別行進(jìn)。
(6-1)用掩模覆蓋溝道區(qū)18的錐形部分20以外的區(qū)域，并且引入顯著增加錐形部分20的電阻率的雜質(zhì)。例如，離子注入諸如氧或氮等雜質(zhì)，以便形成溝道邊緣絕緣區(qū)24?？蛇x擇地，為了通過(guò)補(bǔ)償溝道邊緣部分24中的載流子來(lái)增加電阻率，離子注入可以產(chǎn)生與溝道區(qū)18的載流子濃度基本相同的載流子數(shù)量的、并且與p型溝道區(qū)18中的雜質(zhì)不同類(lèi)型的導(dǎo)電雜質(zhì)，例如一種n型雜質(zhì)，諸如磷(P)。
(6-2)然后，用掩模覆蓋體端子32以外的區(qū)域，并且把具有與源極28和漏極30不同類(lèi)型的導(dǎo)電雜質(zhì)，例如，諸如硼(B)的p型雜質(zhì)，離子注入到體端子32部分中。
在本實(shí)施例中，類(lèi)似于第一實(shí)施例，在第一實(shí)施例的步驟(5)中說(shuō)明的摻雜源極28和漏極30，在(6-1)中說(shuō)明的在溝道邊緣絕緣區(qū)24中引入雜質(zhì)以及在(6-2)中說(shuō)明的摻雜體端子32可以按任何順序進(jìn)行。
關(guān)于根據(jù)本實(shí)施例形成的薄膜晶體管7的特性，類(lèi)似于第一實(shí)施例，可以確認(rèn)可以控制基板電位，消除了柵極電壓-漏極電流特性的“鼓起”并且還提高了源極-漏極擊穿電壓。
通過(guò)以下半導(dǎo)體裝置制造方法也可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
根據(jù)第一方案的半導(dǎo)體裝置制造方法包括通過(guò)對(duì)在基板的一個(gè)表面?zhèn)壬闲纬傻陌雽?dǎo)體膜進(jìn)行構(gòu)圖來(lái)形成具有第一導(dǎo)電類(lèi)型的器件區(qū)；在器件區(qū)上形成柵極絕緣體；通過(guò)覆蓋器件區(qū)的一部分在柵極絕緣體上形成柵極電極；在鄰近柵極電極外側(cè)的器件區(qū)中形成具有第二導(dǎo)電類(lèi)型的低濃度擴(kuò)散區(qū)；在鄰近低濃度擴(kuò)散區(qū)外側(cè)的器件區(qū)中形成具有第二導(dǎo)電類(lèi)型的高濃度擴(kuò)散區(qū)；在也是不同于低濃度擴(kuò)散區(qū)和高濃度擴(kuò)散區(qū)的柵極電極外側(cè)的器件區(qū)中形成具有第一導(dǎo)電類(lèi)型的體端子；以及把具有第一導(dǎo)電類(lèi)型的雜質(zhì)添加到用柵極電極覆蓋的器件區(qū)的端部中，該器件區(qū)不包括與低濃度擴(kuò)散區(qū)和體端子接觸的部分。
根據(jù)第二方案的半導(dǎo)體裝置制造方法包括通過(guò)對(duì)在基板的一個(gè)表面?zhèn)壬闲纬傻陌雽?dǎo)體膜進(jìn)行構(gòu)圖來(lái)形成具有第一導(dǎo)電類(lèi)型的第一器件區(qū)；在第一器件區(qū)上形成第一柵極絕緣體；通過(guò)覆蓋第一器件區(qū)的一部分在第一柵極絕緣體上形成第一柵極電極；在鄰近第一柵極電極外側(cè)的第一器件區(qū)中形成具有第二導(dǎo)電類(lèi)型的第一高濃度擴(kuò)散區(qū)；在也是不同于第一高濃度擴(kuò)散區(qū)的第一柵極電極外側(cè)的第一器件區(qū)中形成具有第一導(dǎo)電類(lèi)型的第一體端子；通過(guò)把具有第一導(dǎo)電類(lèi)型的雜質(zhì)添加到用第一柵極電極覆蓋的第一器件區(qū)的端部中，該第一器件區(qū)不包括與第一高濃度擴(kuò)散區(qū)和第一體端子接觸的部分，來(lái)形成第一半導(dǎo)體器件；通過(guò)對(duì)半導(dǎo)體膜進(jìn)行構(gòu)圖來(lái)形成具有第二導(dǎo)電類(lèi)型的第二器件區(qū)；在第二器件區(qū)上形成第二柵極絕緣體；通過(guò)覆蓋第二器件區(qū)的一部分在第二柵極絕緣體上形成第二柵極電極；在鄰近第二柵極電極外側(cè)的第二器件區(qū)中形成具有第一導(dǎo)電類(lèi)型的第二高濃度擴(kuò)散區(qū)；在也是不同于第二高濃度擴(kuò)散區(qū)的第二柵極電極外側(cè)的第二器件區(qū)中形成具有第二導(dǎo)電類(lèi)型的第二體端子；以及通過(guò)把具有第二導(dǎo)電類(lèi)型的雜質(zhì)添加到用第二柵極電極覆蓋的第二器件區(qū)的端部中，該第二器件區(qū)同樣不包括與第二高濃度擴(kuò)散區(qū)和第二體端子接觸的部分，來(lái)形成第二半導(dǎo)體器件。
根據(jù)第三方案的半導(dǎo)體裝置制造方法包括通過(guò)對(duì)在基板的一個(gè)表面?zhèn)壬闲纬傻陌雽?dǎo)體膜進(jìn)行構(gòu)圖來(lái)形成具有第一導(dǎo)電類(lèi)型的第一器件區(qū)；在第一器件區(qū)上形成第一柵極絕緣體；通過(guò)覆蓋第一器件區(qū)的一部分在第一柵極絕緣體上形成第一柵極電極；在鄰近第一柵極電極外側(cè)的第一器件區(qū)中形成具有第二導(dǎo)電類(lèi)型的第一低濃度擴(kuò)散區(qū)；在鄰近第一低濃度擴(kuò)散區(qū)外側(cè)的第一器件區(qū)中形成具有第二導(dǎo)電類(lèi)型的第一高濃度擴(kuò)散區(qū)；在也是不同于第一低濃度擴(kuò)散區(qū)和第一高濃度擴(kuò)散區(qū)的第一柵極電極外側(cè)的第一器件區(qū)中形成具有第一導(dǎo)電類(lèi)型的第一體端子；通過(guò)把具有第一導(dǎo)電類(lèi)型的雜質(zhì)添加到用第一柵極電極覆蓋的第一器件區(qū)的端部中，該第一器件區(qū)不包括與第一高濃度擴(kuò)散區(qū)和第一體端子接觸的部分，來(lái)形成第一半導(dǎo)體器件；通過(guò)對(duì)半導(dǎo)體膜進(jìn)行構(gòu)圖來(lái)形成具有第二導(dǎo)電類(lèi)型的第二器件區(qū)；在第二器件區(qū)上形成第二柵極絕緣體；通過(guò)覆蓋第二器件區(qū)的一部分在第二柵極絕緣體上形成第二柵極電極；在鄰近第二柵極電極外側(cè)的第二器件區(qū)中形成具有第一導(dǎo)電類(lèi)型的第二低濃度擴(kuò)散區(qū)；在鄰近第二柵極電極外側(cè)的第二器件區(qū)中形成具有第一導(dǎo)電類(lèi)型的第二低濃度擴(kuò)散區(qū)；在鄰近第二低濃度擴(kuò)散區(qū)外側(cè)的第二器件區(qū)中形成具有第一導(dǎo)電類(lèi)型的第二高濃度擴(kuò)散區(qū)；在也是不同于第二低濃度擴(kuò)散區(qū)和第二高濃度擴(kuò)散區(qū)的第二柵極電極外側(cè)的第二器件區(qū)中形成具有第二導(dǎo)電類(lèi)型的第二體端子；以及通過(guò)把具有第二導(dǎo)電類(lèi)型的雜質(zhì)添加到用第二柵極電極覆蓋的第二器件區(qū)的端部中，該第二器件區(qū)同樣不包括與第二高濃度擴(kuò)散區(qū)和第二體端子接觸的部分，來(lái)形成第二半導(dǎo)體器件。
根據(jù)第三方案的半導(dǎo)體裝置制造方法特征還在于第一半導(dǎo)體器件的溝道邊緣部分的雜質(zhì)濃度基本等于第二半導(dǎo)體器件的第二低濃度擴(kuò)散區(qū)的雜質(zhì)濃度，并且第二半導(dǎo)體器件的溝道邊緣部分的雜質(zhì)濃度基本等于第一半導(dǎo)體器件的第一低濃度擴(kuò)散區(qū)的雜質(zhì)濃度。
根據(jù)第二和第三方案的半導(dǎo)體裝置制造方法特征還在于第一半導(dǎo)體器件的溝道邊緣部分的雜質(zhì)濃度基本等于第二半導(dǎo)體器件的第二高濃度擴(kuò)散區(qū)的雜質(zhì)濃度，并且第二半導(dǎo)體器件的溝道邊緣部分的雜質(zhì)濃度基本等于第一半導(dǎo)體器件的第一高濃度擴(kuò)散區(qū)的雜質(zhì)濃度。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例，可以提供一種薄膜晶體管，其中能夠控制該薄膜晶體管的基板電位，基本上整個(gè)溝道區(qū)可以形成為局部耗盡型而不管溝道區(qū)端部的錐角的大小，并且改善了由于完全耗盡型和局部耗盡型區(qū)域的共存引起的特性中的不規(guī)則以及擊穿電壓等特性。
關(guān)于在此公開(kāi)的實(shí)施例的以上說(shuō)明允許擁有本領(lǐng)域知識(shí)的任何人創(chuàng)造或使用本發(fā)明。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易想到其它優(yōu)點(diǎn)和修改。因此，在其更寬廣的方面，本發(fā)明不局限于在此顯示和說(shuō)明的特定細(xì)節(jié)和典型實(shí)施例。因此，在不脫離由附帶的權(quán)利要求書(shū)及其等價(jià)物限定的普通發(fā)明概念的精神或范圍的情況下，可以進(jìn)行各種修改。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體裝置，其特征在于包括在基板的一個(gè)表面?zhèn)壬显O(shè)置的半導(dǎo)體層；在所述半導(dǎo)體層中設(shè)置的具有第一導(dǎo)電類(lèi)型的溝道區(qū)；在該半導(dǎo)體層中設(shè)置的具有第二導(dǎo)電類(lèi)型的高濃度擴(kuò)散區(qū)，所述高濃度擴(kuò)散區(qū)與所述溝道區(qū)相鄰，面向所述溝道區(qū)的兩側(cè)，并且相互分離；具有第一導(dǎo)電類(lèi)型的體端子，該端子與所述溝道區(qū)連接以固定所述溝道區(qū)的電位；在所述溝道區(qū)上設(shè)置的絕緣體；設(shè)置在所述絕緣體上以覆蓋所述溝道區(qū)的柵極電極；以及布置在所述溝道區(qū)的端部同時(shí)也是布置在所述半導(dǎo)體層的端部，并且其中包含具有第一導(dǎo)電類(lèi)型的雜質(zhì)的溝道邊緣部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于該半導(dǎo)體裝置基本上為局部耗盡型半導(dǎo)體裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于所述溝道邊緣部分的雜質(zhì)濃度為所述溝道區(qū)雜質(zhì)濃度的十倍或更多。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于該半導(dǎo)體裝置基本上為局部耗盡型半導(dǎo)體裝置。
5.一種半導(dǎo)體裝置，其特征在于包括在基板的一個(gè)表面?zhèn)壬显O(shè)置的半導(dǎo)體層；在所述半導(dǎo)體層中設(shè)置的具有第一導(dǎo)電類(lèi)型的溝道區(qū)；在該半導(dǎo)體層中設(shè)置的具有第二導(dǎo)電類(lèi)型的低濃度擴(kuò)散區(qū)，所述低濃度擴(kuò)散區(qū)與所述溝道區(qū)相鄰，面向所述溝道區(qū)的兩側(cè)，并且相互分離；在每個(gè)低濃度擴(kuò)散區(qū)外側(cè)上的所述半導(dǎo)體層中設(shè)置的具有第二導(dǎo)電類(lèi)型的高濃度擴(kuò)散區(qū)；具有第一導(dǎo)電類(lèi)型的體端子，該端子與所述溝道區(qū)連接以固定所述溝道區(qū)的電位；在所述溝道區(qū)上設(shè)置的絕緣體；設(shè)置在所述絕緣體上以覆蓋所述溝道區(qū)的柵極電極；以及布置在所述溝道區(qū)的端部同時(shí)也是布置在所述半導(dǎo)體層的端部，并且其中包含具有第一導(dǎo)電類(lèi)型的雜質(zhì)的溝道邊緣部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于該半導(dǎo)體裝置基本為局部耗盡型半導(dǎo)體裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于所述溝道邊緣部分的雜質(zhì)濃度為所述溝道區(qū)雜質(zhì)濃度的十倍或更多。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于該半導(dǎo)體裝置基本為局部耗盡型半導(dǎo)體裝置。
9.一種半導(dǎo)體裝置，其特征在于包括在基板的一個(gè)表面?zhèn)壬显O(shè)置的半導(dǎo)體層；以及在該半導(dǎo)體層中設(shè)置的第一和第二半導(dǎo)體器件，所述第一半導(dǎo)體器件包括在所述半導(dǎo)體層中設(shè)置的具有第一導(dǎo)電類(lèi)型的第一溝道區(qū)；在該半導(dǎo)體層中設(shè)置的具有第二導(dǎo)電類(lèi)型的第一高濃度擴(kuò)散區(qū)，所述第一高濃度擴(kuò)散區(qū)與所述第一溝道區(qū)相鄰，面向所述溝道區(qū)的兩側(cè)，并且相互分離；具有第一導(dǎo)電類(lèi)型的第一體端子，該端子與所述第一溝道區(qū)連接以固定所述第一溝道區(qū)的電位；在所述第一溝道區(qū)上設(shè)置的第一絕緣體；設(shè)置在所述第一絕緣體上以覆蓋所述第一溝道區(qū)的第一柵極電極；以及布置在所述第一溝道區(qū)的端部同時(shí)也是布置在所述半導(dǎo)體層的端部，并且其中包含具有第一導(dǎo)電類(lèi)型的雜質(zhì)的第一溝道邊緣部分，所述第二半導(dǎo)體器件包括在所述半導(dǎo)體層中設(shè)置的具有第二導(dǎo)電類(lèi)型的第二溝道區(qū)；在該半導(dǎo)體層中設(shè)置的具有第一導(dǎo)電類(lèi)型的第二高濃度擴(kuò)散區(qū)，所述第二高濃度擴(kuò)散區(qū)與所述溝道區(qū)相鄰，面向所述溝道區(qū)的兩側(cè)，并且相互分離；具有第二導(dǎo)電類(lèi)型的第二體端子，該端子與所述第二溝道區(qū)連接以固定所述第二溝道區(qū)的電位；在所述第二溝道區(qū)上設(shè)置的第二絕緣體；設(shè)置在所述第二絕緣體上并覆蓋所述第二溝道區(qū)的第二柵極電極；以及布置在所述第二溝道區(qū)的端部同時(shí)也是布置在所述半導(dǎo)體層的端部，并且其中包含具有第二導(dǎo)電類(lèi)型的雜質(zhì)的第二溝道邊緣部分。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于該半導(dǎo)體裝置基本為局部耗盡型半導(dǎo)體裝置。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于在所述第一半導(dǎo)體器件中的所述第一溝道邊緣部分的雜質(zhì)濃度基本等于在所述第二半導(dǎo)體器件中的所述第二高濃度擴(kuò)散區(qū)的雜質(zhì)濃度，以及在所述第二半導(dǎo)體器件中的所述第二溝道邊緣部分的雜質(zhì)濃度基本等于在所述第一半導(dǎo)體器件中的所述第一高濃度擴(kuò)散區(qū)的雜質(zhì)濃度。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于該半導(dǎo)體裝置基本為局部耗盡型半導(dǎo)體裝置。
13.一種半導(dǎo)體裝置，其特征在于包括在基板的一個(gè)表面?zhèn)壬显O(shè)置的半導(dǎo)體層；以及在所述半導(dǎo)體層中設(shè)置的第一和第二半導(dǎo)體器件，所述第一半導(dǎo)體器件包括在所述半導(dǎo)體層中設(shè)置的具有第一導(dǎo)電類(lèi)型的第一溝道區(qū)；在該半導(dǎo)體層中設(shè)置的具有第二導(dǎo)電類(lèi)型的第一低濃度擴(kuò)散區(qū)，所述第一低濃度擴(kuò)散區(qū)與所述第一溝道區(qū)相鄰，面向所述第一溝道區(qū)的兩側(cè)，并且相互分離；在每個(gè)第一低濃度擴(kuò)散區(qū)外側(cè)上的半導(dǎo)體層中設(shè)置的具有第二導(dǎo)電類(lèi)型的第一高濃度擴(kuò)散區(qū)；具有第一導(dǎo)電類(lèi)型的第一體端子，該端子與所述第一溝道區(qū)連接以固定所述第一溝道區(qū)的電位；在所述第一溝道區(qū)上設(shè)置的第一絕緣體；設(shè)置在所述第一絕緣體上以覆蓋所述第一溝道區(qū)的第一柵極電極；以及布置在所述第一溝道區(qū)的端部同時(shí)也是布置在所述半導(dǎo)體層的端部，并且其中包含具有第一導(dǎo)電類(lèi)型的雜質(zhì)的第一溝道邊緣部分，所述第二半導(dǎo)體器件包括在所述半導(dǎo)體層中設(shè)置的具有第二導(dǎo)電類(lèi)型的第二溝道區(qū)；在該半導(dǎo)體層中設(shè)置的具有第一導(dǎo)電類(lèi)型的第二低濃度擴(kuò)散區(qū)，所述第二低濃度擴(kuò)散區(qū)與所述第二溝道區(qū)相鄰，面向所述第二溝道區(qū)的兩側(cè)，并且相互分離；在每個(gè)第二低濃度擴(kuò)散區(qū)外側(cè)上的半導(dǎo)體層中設(shè)置的具有第一導(dǎo)電類(lèi)型的第二高濃度擴(kuò)散區(qū)；具有第二導(dǎo)電類(lèi)型的第二體端子，該端子與所述第二溝道區(qū)連接以固定所述第二溝道區(qū)的電位；在所述第二溝道區(qū)上設(shè)置的第二絕緣體；設(shè)置在所述第二絕緣體上并覆蓋所述第二溝道區(qū)的第二柵極電極；以及布置在所述第二溝道區(qū)的端部同時(shí)也是布置在所述半導(dǎo)體層的端部，并且其中包含具有第二導(dǎo)電類(lèi)型的雜質(zhì)的第二溝道邊緣部分。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于該半導(dǎo)體裝置基本為局部耗盡型半導(dǎo)體裝置。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于在所述第一半導(dǎo)體器件中的所述第一溝道邊緣部分的雜質(zhì)濃度基本等于在所述第二半導(dǎo)體器件中的所述第二低濃度擴(kuò)散區(qū)的雜質(zhì)濃度，以及在所述第二半導(dǎo)體器件中的所述第二溝道邊緣部分的雜質(zhì)濃度基本等于在所述第一半導(dǎo)體器件中的所述第一低濃度擴(kuò)散區(qū)的雜質(zhì)濃度。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于該半導(dǎo)體裝置基本為局部耗盡型半導(dǎo)體裝置。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于在所述第一半導(dǎo)體器件中的所述第一溝道邊緣部分的雜質(zhì)濃度基本等于在所述第二半導(dǎo)體器件中的所述第二高濃度擴(kuò)散區(qū)的雜質(zhì)濃度，以及在所述第二半導(dǎo)體器件中的所述第二溝道邊緣部分的雜質(zhì)濃度基本等于在所述第一半導(dǎo)體器件中的所述第一高濃度擴(kuò)散區(qū)的雜質(zhì)濃度。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于該半導(dǎo)體裝置基本為局部耗盡型半導(dǎo)體裝置。
19.一種半導(dǎo)體裝置，其特征在于包括在基板的一個(gè)表面?zhèn)壬显O(shè)置的半導(dǎo)體層；在所述半導(dǎo)體層中設(shè)置的具有第一導(dǎo)電類(lèi)型的溝道區(qū)；在該半導(dǎo)體層中設(shè)置的具有第二導(dǎo)電類(lèi)型的高濃度擴(kuò)散區(qū)，所述高濃度擴(kuò)散區(qū)與所述溝道區(qū)相鄰，面向所述溝道區(qū)的兩側(cè)，并且相互分離；具有第一導(dǎo)電類(lèi)型的體端子，該端子與所述溝道區(qū)連接以固定所述溝道區(qū)的電位；在所述溝道區(qū)上設(shè)置的絕緣體；設(shè)置在所述絕緣體上以覆蓋所述溝道區(qū)的柵極電極；以及布置在所述溝道區(qū)的端部同時(shí)也是布置在所述半導(dǎo)體層的端部，并且基本上絕緣的溝道邊緣部分。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于該半導(dǎo)體裝置基本為局部耗盡型半導(dǎo)體裝置。
21.一種半導(dǎo)體裝置，其特征在于包括在基板的一個(gè)表面?zhèn)壬显O(shè)置的半導(dǎo)體層；在所述半導(dǎo)體層中設(shè)置的具有第一導(dǎo)電類(lèi)型的溝道區(qū)；在該半導(dǎo)體層中設(shè)置的具有第二導(dǎo)電類(lèi)型的低濃度擴(kuò)散區(qū)，所述低濃度擴(kuò)散區(qū)與所述溝道區(qū)相鄰，面向所述溝道區(qū)的兩側(cè)，并且相互分離；在每個(gè)低濃度擴(kuò)散區(qū)外側(cè)上的半導(dǎo)體層中設(shè)置的具有第二導(dǎo)電類(lèi)型的高濃度擴(kuò)散區(qū)；具有第一導(dǎo)電類(lèi)型的體端子，該端子與所述溝道區(qū)連接以固定所述溝道區(qū)的電位；在所述溝道區(qū)上設(shè)置的絕緣體；設(shè)置在所述絕緣體上以覆蓋所述溝道區(qū)的柵極電極；以及布置在所述溝道區(qū)的端部同時(shí)也是布置在所述半導(dǎo)體層的端部，并且基本上絕緣的溝道邊緣部分。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于該半導(dǎo)體裝置基本為局部耗盡型半導(dǎo)體裝置。
23.一種半導(dǎo)體裝置制造方法，其特征在于包括通過(guò)對(duì)在基板的一個(gè)表面?zhèn)壬闲纬傻陌雽?dǎo)體膜進(jìn)行構(gòu)圖來(lái)形成具有第一導(dǎo)電類(lèi)型的器件區(qū)；在所述器件區(qū)上形成柵極絕緣體；通過(guò)覆蓋所述器件區(qū)的一部分在所述柵極絕緣體上形成柵極電極；在鄰近所述柵極電極外側(cè)的器件區(qū)中形成具有第二導(dǎo)電類(lèi)型的高濃度擴(kuò)散區(qū)；在也是不同于所述低濃度擴(kuò)散區(qū)和所述高濃度擴(kuò)散區(qū)的柵極電極外側(cè)的器件區(qū)中形成具有第一導(dǎo)電類(lèi)型的體端子；以及把具有第一導(dǎo)電類(lèi)型的雜質(zhì)添加到覆蓋有所述柵極電極的器件區(qū)的端部，該器件區(qū)不包括與所述高濃度擴(kuò)散區(qū)和所述體端子接觸的部分。
全文摘要
一種半導(dǎo)體裝置(3)，其中基本上整個(gè)溝道區(qū)(18)為局部耗盡型，包括在基板(10)的一個(gè)表面?zhèn)壬显O(shè)置的半導(dǎo)體層(14)，在半導(dǎo)體層(14)中設(shè)置的具有第一導(dǎo)電類(lèi)型的溝道區(qū)(18)，在半導(dǎo)體層中設(shè)置的具有第二導(dǎo)電類(lèi)型的高濃度擴(kuò)散區(qū)(28、30)，該高濃度擴(kuò)散區(qū)與溝道區(qū)相鄰，面向溝道區(qū)的兩側(cè)，并且相互分離，與溝道區(qū)(18)連接以固定溝道區(qū)(18)電位的具有第一導(dǎo)電類(lèi)型的體端子(32)，在溝道區(qū)(18)上設(shè)置的絕緣體(34)，設(shè)置在絕緣體(34)上以覆蓋溝道區(qū)(18)的柵極電極(36)，以及布置在溝道區(qū)的端部(22)以及也在半導(dǎo)體層(14)的端部并且其中包含具有第一導(dǎo)電類(lèi)型的雜質(zhì)的溝道邊緣部分。
文檔編號(hào)G02F1/136GK1716617SQ20051005940
公開(kāi)日2006年1月4日 申請(qǐng)日期2005年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月28日
發(fā)明者坪井真三 申請(qǐng)人:株式會(huì)社液晶先端技術(shù)開(kāi)發(fā)中心