[实用新型]半导体器件

说明书

本实用新型提供了一种半导体器件，该器件包括：衬底，具有沟道区；MOS晶体管，包括位于所述沟道区之上的栅极；在所述栅极的长度方向上位于所述沟道区两侧的第一隔离结构和第二隔离结构，所述第一隔离结构具有位于顶端并向所述沟道区突出的第一凸部，所述第二隔离结构具有位于顶端并向所述沟道区突出的第二凸部。与现有技术相比，本实用新型沟道边缘形成了凹槽，绝缘层在凹槽处对应地形成了凸起，使得沟道边缘与栅极之间的绝缘材料的厚度增加。这样的结构使沟道边缘位置的阈值电压增加，与边缘电场引起阈值电压降低的效果相抵消，进而改善了MOS器件的反窄沟道效应。

技术领域

本实用新型主要涉及半导体技术领域，尤其涉及一种改善MOS晶体管反窄沟道效应的半导体器件。

背景技术

在浅沟槽隔离(STI,Shallow Trench Isolation)的金属氧化物半导体(MOS,Metal-Oxide Semiconductor)结构中，在MOS器件的宽度方向上，沟道两侧的栅极覆盖了部分绝缘隔离层。在加上栅电压的情况下，由于栅边缘的电场终止于沟道侧边，使沟道边缘靠近STI的区域的电场增加，这个电场使边缘位置的耗尽层更深，并使沟道边缘位置的表面势增加，使边缘位置能更早反型。因此，沟道边缘位置的阈值电压(Threshold Voltage,阈值电压)比沟道中间位置的阈值电压低。这称为反窄沟道效应。

当MOS器件宽度很大时，边缘部分占比很小，反窄沟道效应可以被忽略。但随着MOS器件宽度的减小，边缘部分占比越来越大，就会使整个MOS器件的阈值电压降低。

随着集成电路工艺技术的发展，器件尺寸越缩越小，浅沟槽隔离的MOS器件中反窄沟道效应带来的影响越来越显著。

目前，改善反窄沟道效应的方法需要增加额外的光掩模或者工艺步骤，成本较高且效果有限。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种半导体器件，可以在不增加工艺复杂性和成本的基础上，改善MOS晶体管反窄沟道效应。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种半导体器件，包括：衬底，具有沟道区；MOS晶体管，包括位于所述沟道区之上的栅极；在所述栅极的长度方向上位于所述沟道区两侧的第一隔离结构和第二隔离结构，所述第一隔离结构具有位于顶端并向所述沟道区突出的第一凸部，所述第二隔离结构具有位于顶端并向所述沟道区突出的第二凸部。

在本实用新型的一实施例中，所述栅极在所述长度方向上的两端分别位于所述第一凸部和第二凸部之上。

在本实用新型的一实施例中，所述第一凸部与所述沟道区的边界、和/或所述第二凸部与所述沟道区的边界呈平滑状。

在本实用新型的一实施例中，所述第一凸部和/或第二凸部在所述栅极的长度方向上的截面为扇形。

在本实用新型的一实施例中，所述第一凸部和/或第二凸部的在垂直于所述衬底的方向上的尺寸为所述栅极的宽度的1/5到1/3。

在本实用新型的一实施例中，所述第一凸部与所述沟道区之间、和/或所述第二凸部与所述沟道区之间形成有线性氧化层。

在本实用新型的一实施例中，所述线性氧化层的密度大于所述第一凸部或第二凸部的密度。

本实用新型还提供一种半导体器件，包括：衬底，具有沟道区；MOS晶体管，包括位于所述沟道区之上的栅极；在所述栅极的长度方向上位于所述沟道区两侧的第一隔离结构和第二隔离结构；所述沟道区与所述第一隔离结构相邻的第一侧壁顶端具有第一凹槽，所述第一隔离结构具有凸伸到所述第一凹槽的第一凸部，所述沟道区与所述第二隔离结构相邻的第二侧壁顶端具有第二凹槽，所述第二隔离结构具有凸伸到所述第二凹槽的第二凸部。

在本实用新型的一实施例中，所述栅极在所述长度方向上的两端分别位于所述第一凸部和第二凸部之上。