JP7258855B2 - 半導体デバイス、及び半導体デバイスを製造する方法 - Google Patents
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Description
本出願は、2017年12月15日に出願された中国特許出願第201711352376.9号の優先権を主張し、上述した中国特許出願によって開示された内容の全文を本出願の一部としてここに引用する。
前記基板の片面に形成された半導体層と、
前記半導体層の前記基板から離れた片面に形成されたソース及びドレインと、
前記ソースと前記ドレインとの間のゲートと、
を備え、前記ドレインの片面付近及び前記半導体層付近の前記ゲートの第1の面の少なくとも一部は、第1の湾曲面を有する、半導体デバイス。
前記ゲートに対応するゲートトレンチが前記誘電体層上に設けられ、前記ゲートの材料が前記ゲートトレンチ内に充填され、前記ゲートトレンチを被覆し、前記ドレイン付近のゲートの端部と接触する前記ゲートトレンチの第2の面の少なくとも一部は、前記誘電体層の前記半導体層から離れた表面から、前記半導体層に向かって延在する第2の湾曲面を有する。
基板を準備することと、
前記基板の片面に半導体層を形成することと、
前記半導体層の前記基板から離れた片面にソース及びドレインを形成することと、
前記半導体層の前記基板から離れた片面の前記ソースと前記ドレインとの間にゲートを形成することであって、前記ドレイン付近及び前記半導体層付近の前記ゲートの第1の面の少なくとも一部は、第1の湾曲面を有することと、
を含む、方法を更に提供する。
前記半導体層の前記基板から離れた片面の前記ソースと前記ドレインとの間に誘電体層を形成することと、
前記ドレイン付近の前記ゲートの端部と接触するゲートトレンチの第2の面の少なくとも一部が、前記第1の湾曲面に対応する第2の湾曲面であるように、前記誘電体層上に前記ゲートを形成するための前記ゲートトレンチを形成することであって、前記第2の湾曲面は、前記誘電体層の前記半導体層から離れた表面から、前記半導体層に向かって延在することと、
前記誘電体層に基づいて前記ゲートを形成することであって、前記ゲートは、前記ゲートトレンチに基づいて形成されるとともに、前記ソースと前記ドレインとの間に配置されることと、
を含む。
前記誘電体層の前記半導体層から離れた片面にマスクを被覆することと、
前記ゲートトレンチの前記第2の面が平面を形成するように、前記ゲートトレンチに対応する領域における前記マスク及び前記誘電体層上に第1段階のエッチングを実行することと、
前記マスクが前記ゲートトレンチ付近の面において前記第2の湾曲面を形成するように、前記第1段階のエッチング後に前記半導体デバイスを焼成することと、
前記ゲートトレンチの前記第2の面が前記第2の湾曲面を形成するように、前記誘電体層と前記マスクとの間の界面上に第2段階のエッチングを実行することと、
前記誘電体層が、前記ゲートトレンチの底部に対応する前記半導体層の一部を除去するようにエッチングされた後、前記誘電体層をマスクとして用いることによって第3段階のエッチングを実行することと、
を含む。
110 基板
120 半導体層
121 バッファー層
122 チャネル層
123 バリア層
130 誘電体層
140 ソース
150 ドレイン
160 ゲート
180 第1の湾曲面
161 ゲートトレンチ
162 第2の湾曲面
163 平面
170 マスク
Claims (11)
- 基板と、
前記基板の片面に形成された半導体層と、
前記半導体層の前記基板から離れた片面に形成されたソース及びドレインと、
前記ソースと前記ドレインとの間のゲートと、
を備え、前記ドレインの片面付近及び前記半導体層付近の前記ゲートの第1の面の少なくとも一部は、第1の湾曲面を有し、
前記ゲートの前記第1の面は、前記第1の湾曲面から前記半導体層まで延在する第1の平面を更に有し、
前記第1の平面と前記半導体層との間の角度は、25度以上かつ85度以下であり、
前記半導体層の前記基板から離れた片面の前記ソースと前記ドレインとの間に形成された誘電体層を更に備え、前記ゲートは、前記誘電体層の前記半導体層から離れた片面に形成され、
前記ゲートに対応するゲートトレンチが前記誘電体層上に設けられ、前記ゲートの材料が前記ゲートトレンチ内に充填され、前記ゲートトレンチを被覆し、前記ドレイン付近のゲートの端部と接触する前記ゲートトレンチの第2の面の少なくとも一部は、前記誘電体層の前記半導体層から離れた表面から、前記半導体層に向かって延在する第2の湾曲面を有する、半導体デバイス。 - 前記第1の平面の長さと、前記ゲートの前記第1の面の全長との比は、Xであり、0≦X≦0.95である、請求項1に記載の半導体デバイス。
- 前記半導体層の前記平面における前記ゲートの前記第1の面の全長の投影の長さと、前記ゲートの前記第1の面から前記ゲートの底部の平面までの鉛直距離との比は、Yであり、0.3≦Y≦7である、請求項1に記載の半導体デバイス。
- 前記ゲートの前記第1の湾曲面は、前記半導体層から離れた片面において第3の平面を有する、請求項1に記載の半導体デバイス。
- 前記ゲートトレンチの前記第2の面は、前記半導体層付近の片面において第2の平面を更に有する、請求項1に記載の半導体デバイス。
- 前記第2の湾曲面は、前記誘電体層の前記半導体層から離れた表面から、前記半導体層まで延在する、請求項1に記載の半導体デバイス。
- 前記ゲートトレンチは、前記誘電体層を貫通し、前記半導体層内に延在する、請求項1に記載の半導体デバイス。
- 前記ソース付近及び前記半導体層付近の片面における前記ゲートの第3の面の少なくとも一部は、前記第1の湾曲面を有し、及び/又は、前記ソース付近の前記ゲートの端部と接触する前記ゲートトレンチの第4の面の少なくとも一部は、前記第2の湾曲面を有する、請求項1に記載の半導体デバイス。
- 前記第2の平面と前記半導体層との間の角度は、25度以上かつ85度以下である、請求項5に記載の半導体デバイス。
- 半導体デバイスを製造する方法であって、
基板を準備することと、
前記基板の片面に半導体層を形成することと、
前記半導体層の前記基板から離れた片面にソース及びドレインを形成することと、
前記半導体層の前記基板から離れた片面の前記ソースと前記ドレインとの間にゲートを形成することであって、前記ドレイン付近及び前記半導体層付近の前記ゲートの第1の面の少なくとも一部は、第1の湾曲面を有することと、
を含み、
前記半導体層の前記基板から離れた片面の前記ソースと前記ドレインとの間にゲートを形成するステップは、
前記半導体層の前記基板から離れた片面の前記ソースと前記ドレインとの間に誘電体層を形成することと、
前記ドレイン付近の前記ゲートの端部と接触するゲートトレンチの第2の面の少なくとも一部が、前記第1の湾曲面に対応する第2の湾曲面であるように、前記誘電体層上に前記ゲートを形成するための前記ゲートトレンチを形成することであって、前記第2の湾曲面は、前記誘電体層の前記半導体層から離れた表面から、前記半導体層に向かって延在することと、
前記誘電体層に基づいて前記ゲートを形成することであって、前記ゲートは、前記ゲートトレンチに基づいて形成されるとともに、前記ソースと前記ドレインとの間に配置されることと、
を含み、
前記誘電体層上に前記ゲートを形成するためのゲートトレンチを形成するステップは、
前記誘電体層の前記半導体層から離れた片面にマスクを被覆することと、
前記ゲートトレンチの前記第2の面が平面を形成するように、前記ゲートトレンチに対応する領域における前記マスク及び前記誘電体層上に第1段階のエッチングを実行することと、
前記マスクが前記ゲートトレンチ付近の面において前記第2の湾曲面を形成するように、前記第1段階のエッチング後に前記半導体デバイスを焼成することと、
前記ゲートトレンチの前記第2の面が前記第2の湾曲面を形成するように、前記誘電体層と前記マスクとの間の界面上に第2段階のエッチングを実行することと、
前記誘電体層が、前記ゲートトレンチの底部に対応する前記半導体層の一部を除去するようにエッチングされた後、前記誘電体層をマスクとして用いることによって第3段階のエッチングを実行することと、
を含む、方法。 - 前記ソース付近の前記ゲートの端部と接触する前記ゲートトレンチの第4の面の少なくとも一部は、前記第2の湾曲面である、請求項10に記載の方法。
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