栅极结构的制作方法

文档序号:14838831发布日期:2018-06-30 13:32阅读:243来源:国知局
栅极结构的制作方法

本揭示内容是关于一种栅极结构,且特别是关于一种具有宽通道的栅极结构。



背景技术:

集成电路通常包含场效晶体管(field effect transistors;FETs),且其中的通道会将源极区及漏极区分隔开来。FET的多个性质是由包含通道的几何形状来决定,通道的几何形状包含通道宽度。通道的几何形状在某种程度上是被用以控制流入通道的电流的栅极结构定义。

FET的性质会影响包含FET的集成电路的性质。例如,包含将FET当作重设晶体管、传输栅极、选择晶体管或源极随耦器的影像感测器,此影像感测器具有受对应FET的栅极结构影响的性质。



技术实现要素:

依据本揭示的一态样是提供一种栅极结构,包含第一隔离结构以及栅极。第一隔离结构具有顶表面及底表面。栅极包含第一侧壁、第二侧壁、第一水平面以及第二水平面。第一侧壁邻近第一隔离结构。第一水平面邻近第一侧壁的底部边缘及第二侧壁的底部边缘,且第一水平面位于第一隔离结构的顶表面与第一隔离结构的底表面之间。第二水平面邻近第二侧壁的顶部边缘。由栅极结构界定的有效通道宽度包含第二侧壁的高度及第二水平面的宽度。

附图说明

当结合随附附图进行阅读时,本揭示的详细描述将能被充分地理解。应注意,根据业界标准实务,各特征并非按比例绘制且仅用于图示目的。事实上,出于论述清晰的目的,可任意增加或减小各特征的尺寸。

图1A及图1B绘示了根据一些实施方式的栅极结构的示意图;

图2A及图2B绘示了根据一些实施方式的栅极结构的示意图;

图3A及图3B绘示了根据一些实施方式的栅极结构的示意图;

图4绘示了根据一些实施方式的影像感测器电路的示意图;

图5绘示了根据一些实施方式的形成栅极结构的方法的流程图。

具体实施方式

以下的说明将提供许多不同的实施方式或实施方式来实施本揭露的主题。元件、数值、操作、材料或排列等的具体范例将在以下讨论以简化本揭露。当然,这些描述仅为部分范例且本揭露并不以此为限。例如,将第一特征是形成在第二特征上或上方,此一叙述不但包含第一特征和第二特征直接接触的实施方式,也包含其他特征形成在第一特征与第二特征之间,且在此情形下第一特征和第二特征不会直接接触的实施方式。此外,本揭露可能会在不同的范例中重复标号或文字。重复的目的是为了简化及明确叙述,而非界定所讨论的不同实施方式及配置间的关系。

除此之外,空间相对用语如“下面”、“下方”、“低于”、“上面”、“上方”及其他类似的用语,在此是为了方便描述图中的一个元件或特征和另一个元件或特征的关系。空间相对用语除了涵盖图中所描绘的方位外,该用语更涵盖装置在使用或操作时的其他方位。也就是说,当该装置的方位与附图不同(旋转90度或在其他方位)时,在本揭露中所使用的空间相对用语同样可相应地进行解释。

在各实施方式中,栅极结构是通过蚀刻至少一部分的隔离结构,以暴露基板的至少一个侧壁而形成于基板中。在各实施方式中,在蚀刻的隔离结构中所形成的栅极包含沿基板侧壁的至少一侧壁及至少一水平面,使得由栅极结构界定出来的有效通道宽度包含侧壁的高度以及水平面的宽度。

图1A及图1B绘示了根据本揭示一些实施方式的栅极结构的示意图。图1A为栅极结构100的透视图,而图1B为栅极结构100的俯视图。除了栅极结构100之外,图1A绘示在基板150中的通道140,而图1B绘示源极/漏极区160。

栅极结构100包含一栅极110、一隔离结构120及一隔离结构130。栅极110的第一部分(未标记)是紧邻着隔离结构120,栅极110的第二部分(未标记)是紧邻着隔离结构130,且栅极110的第三部分(未标记)是延伸至基板150上方并介于第一部分与第二部分之间。在一些实施方式中,栅极结构100不包含隔离结构130,且栅极110不包含与隔离结构130紧邻的第二部分。在一些实施方式中,栅极结构100包含隔离结构130,且栅极110不包含与隔离结构130紧邻的第二部分。

栅极110为一包含绝缘层110A及栅电极110B的区域。绝缘层110A可为一层或多层,其材料包含能够将栅电极110B与基板150电性绝缘且使得栅电极110B与基板150电容耦合的材料。在各实施方式中,绝缘层110A包含二氧化硅(SiO2)、高介电常数介电质、保护层、绝缘体膜、堆叠/多层绝缘体膜或其他合适材料中的一个或多个。

在一些实施方式中,绝缘层110A包含单层绝缘层。在一些实施方式中,绝缘层110A包含多个绝缘层。

栅电极110B是为一区域,其包含能够储存电荷的一或多种材料。在各实施方式中,栅电极110B包含一或多种导电材料、非限制性实施例包含多晶硅、铝(Al)或其他金属、铟锡氧化物(indium-tin-oxide;ITO)或其他合适的材料。在一些实施方式中,栅电极110B包含一或多个功函数金属层。

隔离结构120及130是由一或多种能够将基板150的相邻区域彼此电性绝缘的材料所组成的区域。在各实施方式中,隔离结构120及130包含诸如SiO2、半导体材料或其他合适材料的氧化物。在一些实施方式中,隔离结构120或130中的其中一者或两者为一浅沟槽隔离(shallow trench isolation;STI)结构。

基板150是为一种结构,其包含一或多种能够形成一或多个集成电路基础的材料。在各实施方式中,基板150包含诸如硅或锗的半导体材料、诸如砷化镓、砷化铟、磷化铟或碳化硅的化合物半导体材料或其他合适材料中的一或多种。

源极/漏极区160为一能够控制电传输至基板150的区域。在各实施方式中,源极/漏极区160的材料包含诸如硅或锗的掺杂半导体材料、诸如砷化镓、砷化铟、磷化铟或碳化硅的化合物掺杂半导体材料或其他合适材料中的一或多种。在一些实施方式中,一或多个源极/漏极区160的半导体材料包含与基板150相同的半导体材料。在一些实施方式中,一或多个源极/漏极区160的半导体材料包含不同于基板150的半导体材料。

请参阅图1A,栅极110包含侧壁111至114和水平面115至118,还有绝缘层110A及栅电极110B。隔离结构120包含顶表面121及底表面122,而隔离结构130包含顶表面131及底表面132。

侧壁111邻近于隔离结构120。如图1A绘示的实施方式中,侧壁111延伸至顶表面121的上方。在一些实施方式中,侧壁111在顶表面121处终止,且栅极110具有一额外侧壁(图未示),其不与侧壁111对准并延伸至顶表面121的上方。于侧壁111在顶表面121处终止的一些实施方式中,栅极110延伸至隔离结构120的上方,且栅极110的额外侧壁的底部边缘紧邻顶表面121。于侧壁111在顶表面121处终止的一些实施方式中,栅极110自隔离结构120内缩,且额外侧壁的底部边缘是通过栅极110的额外水平面(图未示)而与顶表面121分隔。

水平面115邻近于侧壁111的底部边缘(未标记)且水平延伸至侧壁112的底部边缘(未标记)。如图1A绘示的实施方式中,水平面115位于顶表面121与底表面122之间,使得隔离结构120的一部分位于水平面115与底表面122之间。在一些实施方式中,水平面115与底表面122共平面,使得侧壁111的底部边缘邻近于底表面122。

侧壁112沿基板150自水平面115延伸至水平面116,以延伸一高度112H。水平面116沿基板150自侧壁112的顶部边缘(未标记)水平延伸至侧壁113的顶部边缘(未标记),以延伸一宽度116W。侧壁113沿基板150自水平面116延伸至水平面117,以延伸一高度113H。在一些实施方式中,高度113H等于高度112H。在一些实施方式中,高度113H大于高度112H。在一些实施方式中,高度112H小于高度113H。

水平面117自侧壁113的底部边缘(未标记)延伸至侧壁114的底部边缘(未标记)。如图1A绘示的实施方式中,水平面117位于顶表面131与底表面132之间,使得隔离结构130的一部分位于水平面117与底表面132之间。在一些实施方式中,水平面117与底表面132共平面,使得侧壁114的底部边缘邻近于底表面132。

侧壁114邻近于隔离结构130。如图1A绘示的实施方式中,侧壁114延伸至顶表面131的上方。在一些实施方式中,侧壁114在顶表面131处终止,且栅极110具有一额外侧壁(图未示),其不与侧壁114对准且延伸至顶表面131的上方。于侧壁114在顶表面131处终止的一些实施方式中,栅极110延伸至隔离结构130的上方,且栅极110的额外侧壁的底部边缘邻近于顶表面131。于侧壁114在顶表面131处终止的一些实施方式中,栅极110自隔离结构130内缩,且额外侧壁的底部边缘是通过栅极110的额外水平面(图未示)而与顶表面131分隔。

水平面118位于水平面116的上方并定义出栅极110的顶表面。如图1A绘示的实施方式中,水平面118自侧壁111的顶部边缘(未标记)延伸至侧壁114的顶部边缘(未标记)。在一些实施方式中,栅极110具有延伸至顶表面121及/或顶表面131上方的一或多个额外侧壁(图未示),且水平面118紧邻一或多个额外侧壁的一或多个顶部边缘。

如图1A绘示的实施方式中,绝缘层110A沿着侧壁112、水平面116及侧壁113延伸。在一些实施方式中,绝缘层110A亦至少部分地沿着侧壁111、水平面115、水平面117或侧壁114中的一或多个延伸。

于绝缘层110A包含多个绝缘层的一些实施方式中,这些多层在侧壁(例如侧壁112)与水平面(例如水平面116)相邻处提供保护以避免裂化。

请参阅图1A及图1B,栅极110具有一长度110L,及隔离结构120和130分别具有一长度100L。在一些实施方式中,长度110L等于长度100L。在一些实施方式中,长度110L大于长度100L。在一些实施方式中,长度110L小于长度100L。

源极/漏极区160沿对应长度100L的方向设置在栅极110的每个端部处。

因此,栅极结构100界定出具有一由长度110L决定的通道140,及一通过栅极110的一部分或多个部分决定的有效宽度140W,在栅极110的这些部分处,栅电极110B能够经由绝缘层110A与基板150电容耦合。

如图1A及图1B绘示的实施方式中,栅电极110B能够沿着侧壁112、水平面116及侧壁113经由绝缘层110A而与基板150电容耦合,所以栅极结构100界定出通道140具有有效通道宽度140W,此有效通道宽度140W等于高度112H和高度113H及宽度116W的总和。

因为有效通道宽度140W包含高度112H及高度113H,因此有效通道宽度会大于在不包含侧壁112及侧壁113的其他方法(例如仅包含用以决定有效通道宽度的水平面的方法)中类似尺寸的栅极结构的有效通道宽度。

通过相对于类似尺寸的结构界定较大的有效通道宽度140W,而此类似尺寸的结构不具有高度112H或高度113H中的至少一个,栅极结构100使得FET操作在装置速度及信号信噪比(signal-to-noise ratio)得以增加,进而改进FET及FET电路的效能。作为非限制性实施例,具有包含栅极结构100的重设晶体管、传输栅极、源极随耦器或选择性晶体管中的一或多个的影像感测器电路与具有晶体管的影像感测器(此晶体管的有效通道宽度窄于由栅极结构100定义出来的有效通道宽度)相比,前者改善了速度和信号信噪比性质。

图2A及图2B绘示了根据本揭示一些实施方式的栅极结构200的示意图。图2A为栅极结构200的透视图,而图2B为栅极结构200的俯视图。除了栅极结构200之外,图2A绘示基板150,而图2B绘示源极/漏极区160以及每个有关如上所述的栅极结构100、图1A及图1B。除了栅极结构200之外,图2A绘示在基板150中的通道240。

栅极结构200包含一栅极210、隔离结构120和130、有关如上文所述的栅极结构100,及隔离结构250。栅极110包含三个下部部分,其分别紧邻隔离结构120、隔离结构130及隔离结构250,以及上部部分,上部部分在基板150上方且于下部部分之间延伸。

栅极210包含分别类似于绝缘层110A及栅电极110B的绝缘层210A及栅电极210B,如上关于栅极110的叙述。

除上文关于栅极110所述的特征之外,栅极210包含一沿基板150延伸一高度211H的侧壁211、一沿基板150延伸一高度212H的侧壁212、自侧壁211的底部边缘(未标记)延伸一宽度213W至侧壁212的底部边缘(未标记)的水平面213、及沿基板150自侧壁212的顶部边缘(未标记)延伸一宽度214W至侧壁113的顶部边缘(未标记)的水平面214。

如图2A及图2B绘示的实施方式中,水平面213沿隔离结构250延伸。在一些实施方式中,栅极结构200不包含隔离结构250及沿基板150延伸距离213W的水平面213。

水平面218位于水平面116和214的上方并界定出栅极210的顶表面。

请参阅图2B,栅极210具有一长度210L,且隔离结构120、130和250分别具有一长度200L。在一些实施方式中,长度210L等于长度200L。在一些实施方式中,长度210L大于长度200L。在一些实施方式中,长度210L小于长度200L。

栅极结构200从而界定通道240,此通道240具有一由长度210L决定的长度及一由栅极210的一部分或多个部分决定的有效宽度240W,在栅极210的多个部分处,栅电极210B能够穿过绝缘层210A与基板150电容耦合。

如图2A及图2B绘示的实施方式中,栅电极210B能够沿侧壁112、211、212及113及水平面116和214穿过绝缘层210A与基板150电容耦合,所以栅极结构200界定出具有有效通道宽度240W的通道240,此有效通道宽度240W等于高度112H、211H、212H及113H与宽度116W和214W的总和。

因为有效通道宽度240W包含高度112H、211H、212H及113H,所以有效通道宽度240W大于在不包含侧壁112、211、212及113的其他方法(例如仅包含用以决定有效通道宽度的水平面的方法)中的类似尺寸结构的有效通道宽度。

于栅极结构200不包含隔离结构250,亦即,水平面213与隔离结构250的底表面共平面的一些实施方式中,有效栅极宽度240W亦包含宽度213W。

如图2A及图2B绘示的实施方式中,栅极结构200包含位于侧壁112与侧壁113之间的单组侧壁211及侧壁212。在一些实施方式中,除了位于侧壁112与侧壁113之间的侧壁211及212之外,栅极结构200包含一或多个侧壁组(图未示),使得有效栅极宽度240W包含通过附加侧壁组沿基板150延伸的高度。在一些实施方式中,附加侧壁组与类似于隔离结构250的附加隔离结构(图未示)相关联。

通过界定相对较大的有效通道宽度240W,与界定相对较小有效通道宽度的栅极结构相比,栅极结构200能够提供如上述关于栅极结构100的优点,以改善速度及信号信噪比。

图3A及图3B绘示了根据本揭示一些实施方式的栅极结构的示意图。图3A为栅极结构300的透视图,而图3B为栅极结构300的俯视图。除了栅极结构300之外,图3A绘示基板150,而图3B绘示源极/漏极区160以及关于如上所述的各个栅极结构100、图1A及图1B。除了栅极结构300之外,图3A绘示在基板150中的通道340。

栅极结构300包含一栅极310及隔离结构320、330A、330B及350。图3A绘示关于栅极结构300的总体布局及作为单独插图的隔离结构330B。

栅极310包含一邻近于隔离结构330A和330B及在隔离结构330A与隔离结构330B之间的下部部分(未标记),以及在基板150上方自隔离结构320延伸至隔离结构350的上部部分(未标记)。

隔离结构330A包含一顶表面331A及一底表面332A,且隔离结构330B包含一顶表面331A及一底表面332B。

栅极310包含一绝缘层310A及一栅电极310B,其分别类似于如上文关于栅极110所述的绝缘层110A及栅电极110B。

参阅图3A,栅极310包含侧壁311至314及水平面315至317。水平面315沿基板150自隔离结构320的顶部边缘延伸一宽度315W至侧壁311的顶部边缘(未标记)。在一些实施方式中,水平面315与顶表面331A和顶表面331B共平面。

侧壁311沿基板150自水平面315延伸一高度311H至水平面316。

水平面316沿基板150自侧壁311的底部边缘延伸一宽度316W至侧壁312的底部边缘(未标记)。在一些实施方式中,水平面316与底表面332A和底表面332B共平面。

侧壁312沿基板150自水平面316延伸一高度312H至水平面317。

水平面317沿基板150自侧壁312的顶部边缘(未标记)延伸一宽度317W至隔离结构350的顶部边缘。在一些实施方式中,水平面317与顶表面331A和顶表面331B共平面。

侧壁313邻近于水平面316及隔离结构330A,且上述两者相邻并垂直于侧壁311及312。侧壁314邻近于水平面316及隔离结构330B,且上述两者相邻并垂直于侧壁311及312。

在一些实施方式中,栅极结构300不包含隔离结构320或隔离结构350中的一者或两者,且宽度315W或317W中的一个或两个为水平面315或317沿基板150方向延伸的距离。

水平面318位于水平面316的上方并界定出栅极310的顶表面。

参阅图3B,栅极310具有一长度310L,且隔离结构320及350分别具有一长度300L。在一些实施方式中,长度310L等于长度300L。在一些实施方式中,长度310L大于长度300L。在一些实施方式中,长度310L小于长度300L。

于长度310L小于长度300L的一些实施方式中,隔离结构330A及330B被设置成具有被长度300L分隔的外侧壁。于长度310L大于或等于长度300L的一些实施方式中,栅极结构300不包含隔离结构330A及330B,且侧壁313及314中的每一个与基板150的对应侧壁相邻。

栅极结构300从而界定一通道340以及一有效宽度340W,通道340具有一由长度310L决定的长度且有效宽度340W是通过栅极310的一部分或多个部分决定,在栅极310的多个部分处,栅电极310B能够穿过绝缘层310A与基板150电容耦合。

如图3A及图3B绘示的实施方式中,栅电极310B能够沿着侧壁311和312及水平面315至317穿过绝缘层310A而与基板150电容耦合,所以栅极结构300界定出一通道(图未示),此通道具有一有效通道宽度,此有效通道宽度等于高度311H及312H、及宽度315W、316W及317W的总和。

因为由栅极结构300界定出的有效通道宽度包含高度311H及312H,所以有效通道宽度大于在不包含侧壁311及312的其他方法(例如仅包含用以决定有效通道宽度的水平面的方法)中的类似尺寸栅极结构的有效通道宽度。

如图3A及图3B绘示的实施方式中,栅极结构300包含位于基板150中的单组侧壁311至314。在一些实施方式中,栅极结构300包含除了位于基板150中的侧壁311至314之外的一或多个侧壁组(图未示),使得有效栅极宽度包含附加侧壁组沿基板150延伸的高度。在一些实施方式中,附加侧壁组与类似于隔离结构330A及隔离结构330B的附加隔离结构(图未示)相关联。

通过界定一较大的有效通道宽度,其相对于类似尺寸且无高度311H或312H中至少一个的结构,栅极结构300能够提供上述对于栅极结构100有关改善速度及信号信噪比性质的优点。

图4绘示了根据本揭示一些实施方式的影像感测器电路的示意图。影像感测器电路400包含第一功率节点VDD及第二功率节点GND。重设晶体管RST、传输栅极TG及光电二极管PD被串联配置在第一功率节点VDD与第二功率节点GND之间。源极随耦器SF、选择晶体管SEL及电流源IB亦被串联配置在第一功率节点VDD与第二功率节点GND之间。

配置重设晶体管RST以接收信号VRST,配置传输栅极TG以接收信号VT,及配置选择晶体管SEL以接收信号VSEL。配置光电二极管PD以产生信号,此信号用于侦测输入光(图未示)。配置电流源IB以产生电流IBIAS。

配置源极随耦器SF的栅极以回应由光电二极管PD产生的信号,而接收在重设晶体管RST与传输栅极TG之间产生的电压VSF。从而配置影像感测器电路400以输出信号VOUT,此信号VOUT表示由光电二极管PD侦测到的输入光,并回应信号VRST、VT及VSEL。

重设晶体管RST、传输栅极TG、源极随耦器SF或选择晶体管SEL中的至少一个包含栅极结构100、200或300中的一个,其分别如上文所提及的图1A及图1B、图2A及图2B、或图3A及图3B。

通过包含一具有栅极结构的晶体管,此栅极结构相对于类似尺寸结构界定出一较大的有效通道宽度,而类似尺寸结构不具有高度112H、113H、211H、212H、311H或312H中的至少一个,影像感测器电路400能够使用改善后的速度及信号信噪比性质进行操作。

图5绘示了根据本揭示一些实施方式的形成栅极结构的方法的流程图。方法500用以实现制造诸如栅极结构100、200及300的栅极结构,其分别如上文所述的图1A及图1B、图2A及图2B、及图3A及图3B。

在一些实施方式中,方法500为形成影像感测器电路的晶体管的一部分。在一些实施方式中,方法500为形成如上关于图4所述的影像感测器电路400的重设晶体管RST、传输栅极TG、源极随耦器SF、或选择晶体管SEL中的一或多个的一部分。

图5绘示的方法500的操作顺序仅用于说明,方法500的操作能够以不同于图5中绘示的顺序来执行。在一些实施方式中,可在图5绘示的操作之前、期间及/或之后执行除了绘示于图5之外的操作。

在一些实施方式中,操作510是形成界定栅极区域的遮罩。栅极区域与第一隔离结构的至少一部分重叠。在一些实施方式中,第一隔离结构为隔离结构120,其如上文关于栅极结构100及栅极结构200及图1A至图2B所述。在一些实施方式中,第一隔离结构对应于隔离结构330A及隔离结构330B,其如上文关于栅极结构300及图3A及图3B所述。

在一些实施方式中,栅极区域与第二隔离结构的至少一部分重叠。在一些实施方式中,第二隔离结构为隔离结构130,如上文关于栅极结构100及栅极结构200及图1A至图2B所述。在一些实施方式中,第二隔离结构为隔离结构320,如上文关于栅极结构300及图3A至图3B所述。

在一些实施方式中,栅极区域与第三隔离结构的至少一部分重叠。在一些实施方式中,第三隔离结构为隔离结构250,如上文关于栅极结构100及栅极结构200及图1A至图2B所述。在一些实施方式中,第三隔离结构为隔离结构330A/330B,如上文关于栅极结构300及图3A至图3B所述。

操作520是蚀刻第一隔离结构的一部分以暴露基板的第一侧壁。第一侧壁的暴露部分邻近于基板的水平面。

在一些实施方式中,蚀刻第一隔离结构的一部分,包含暴露第一侧壁的一部分及剩下未暴露的第一侧壁的一部分。在一些实施方式中,蚀刻第一隔离结构的一部分包含暴露第一侧壁的整体。

在一些实施方式中,蚀刻第一隔离结构的一部分包含蚀刻隔离结构120的一部分以暴露基板150的第一侧壁,如上文关于栅极结构100及栅极结构200及图1A至图2B所述。

在一些实施方式中,蚀刻第一隔离结构的一部分,包含蚀刻第一隔离结构的中心部分,以将第一隔离结构分成两个互相分离的第一区域与第二区域。在一些实施方式中,蚀刻第一隔离结构的一部分,包含蚀刻第一隔离结构的中心部分,以形成隔离结构330A及隔离结构330B,如上文关于栅极结构300及图3A及图3B所述。

在一些实施方式中,蚀刻第一隔离结构的一部分,包含蚀刻第一隔离结构的整体,以形成对应侧壁311至314及水平面316的凹处,如上文关于栅极结构300及图3A及图3B所述。

在一些实施方式中,操作530是蚀刻第二隔离结构的一部分以暴露基板的第二侧壁,且基板的第二侧壁邻近于基板的水平面。在一些实施方式中,蚀刻第二隔离结构的一部分,包含蚀刻隔离结构130的一部分,如上文关于栅极结构100及图1A及图1B所述。

在一些实施方式中,蚀刻第二隔离结构的一部分,包含暴露第二侧壁的一部分及第三侧壁的一部分和剩下的第二侧壁及第三侧壁的一部分未暴露。在一些实施方式中,蚀刻第二隔离结构的一部分,包含暴露第二侧壁的整体及第三侧壁的整体。在一些实施方式中,蚀刻第二隔离结构的一部分,包含蚀刻隔离结构250的一部分,如上文关于栅极结构200及图2A及图2B所述。

在一些实施方式中,操作540是蚀刻第三隔离结构,以暴露基板的第三侧壁及/或第四侧壁。在一些实施方式中,蚀刻第三隔离结构的一部分,包含蚀刻隔离结构130的一部分,如上文关于栅极结构200及图2A及图2B所述。

操作550是将绝缘层沉积在基板的第一侧壁及邻近基板的水平面上。在一些实施方式中,沉积绝缘层包含沉积多个绝缘膜。

在一些实施方式中,沉积绝缘层包含在第二侧壁上沉积绝缘层。在一些实施方式中,沉积绝缘层包含在第三侧壁、第四侧壁及在第三侧壁与第四侧壁之间的基板的第二水平面上沉积绝缘层。

在一些实施方式中,沉积绝缘层包含形成绝缘层110A,如上文关于栅极结构100及图1A及图1B所述。在一些实施方式中,沉积绝缘层包含形成绝缘层210A,如上文关于栅极结构200及图2A及图2B所述。在一些实施方式中,沉积绝缘层包含形成绝缘层310A,如上文关于栅极结构300及图3A及图3B所述。

操作560是将栅电极形成于沉积绝缘层上。在一些实施方式中,形成栅电极包含形成栅电极110B,如上文关于栅极结构100及图1A及图1B所述。在一些实施方式中,形成栅电极包含形成栅电极210B,如上文关于栅极结构200及图2A及图2B所述。在一些实施方式中,形成栅电极包含形成栅电极310B,如上文关于栅极结构300及图3A及图3B所述。

方法500的操作使得栅极结构的制造能够相对于类似尺寸结构界定出较大的有效通道宽度,此类似尺寸结构不具有诸如高度112H、113H、211H、212H、311H或312H中的至少一个高度元件,从而使得FET操作的装置速度及信号信噪比增大,进而改进FET及FET电路的效能。作为非限制性实施例,具有重设晶体管、传输栅极、源极随耦器或包含使用方法500形成的栅极结构的选择晶体管中的一个或多个影像感测器电路与具有晶体管(此晶体管是使用制造栅极结构的方法形成,此栅极结构界定出的有效通道宽度不具有诸如高度112H、113H、211H、212H、311H或312H中的至少一个高度元件)的影像感测器电路相比,前者具有优越的速率及信号信噪比性质。

本揭示的一态样是提供一种栅极结构,包含第一隔离结构以及栅极。第一隔离结构具有顶表面及底表面。栅极包含第一侧壁、第二侧壁、第一水平面以及第二水平面。第一侧壁邻近第一隔离结构。第一水平面邻近第一侧壁的底部边缘及第二侧壁的底部边缘,且第一水平面位于第一隔离结构的顶表面与第一隔离结构的底表面之间。第二水平面邻近第二侧壁的顶部边缘。由栅极结构界定的有效通道宽度包含第二侧壁的高度及第二水平面的宽度。

在一些实施方式中,栅极结构还包含具有顶表面及底表面的第二隔离结构。栅极还包含第三侧壁、第四侧壁以及第三水平面。第三侧壁具有邻近于第二水平面的顶部边缘。第四侧壁邻近于第二隔离结构。第三水平面邻近于第三侧壁的底部边缘及第四侧壁的底部边缘。第三水平面位于第二隔离结构的顶表面与第二隔离结构的底表面之间,且由栅极结构界定出的有效通道宽度还包含第三侧壁的高度。

在一些实施方式中,栅极结构还包含具有顶表面及底表面的第二隔离结构。栅极还包含第三侧壁、第三水平面、第四侧壁、第四水平面、第五侧壁、第六侧壁以及第五水平面。第三侧壁具有邻近于第二水平面的顶部边缘。第三水平面邻近于第三侧壁的底部边缘。第四侧壁具有邻近于第三水平面的底部边缘。第四水平面邻近于第四侧壁的顶部边缘。第五侧壁具有邻近于第四水平面的顶部边缘。第六侧壁邻近于第二隔离结构。第五水平面邻近于第五侧壁的底部边缘及第六侧壁的底部边缘。第五水平面位于第二隔离结构的顶表面与第二隔离结构的底表面之间,且由栅极结构界定出的有效通道宽度还包含第三侧壁的高度、第四侧壁的高度、第四水平面的宽度及第五侧壁的高度。

在一些实施方式中,栅极结构还包含低于第三水平面的第三隔离结构。

在一些实施方式中,第二水平面的长度大于第一隔离结构的长度。

在一些实施方式中,栅极包含绝缘层。

在一些实施方式中,绝缘层为多个绝缘层中的其中一个绝缘层。

在一些实施方式中,栅极结构为传输栅极、重设晶体管、选择晶体管、或影像感测器的源极随耦器的一部分。

本揭示的一态样是提供一种栅极结构,包含栅极及具有底表面的第一隔离结构。栅极包含邻近于第一隔离结构的第一侧壁,垂直于第一侧壁的第二侧壁,邻近于第一侧壁的底部边缘及第二侧壁的底部边缘的第一水平面,此第一水平面与第一隔离结构的底表面共平面,及邻近于第二侧壁的顶部边缘的第二水平面。由栅极结构界定的有效通道宽度包含第二侧壁的高度及第二水平面的宽度。

在一些实施方式中,栅极结构还包含第二隔离结构。栅极还包含邻近于第二隔离结构及垂直于第二侧壁的第三侧壁,以及在第一隔离结构与第二隔离结构之间的距离,而此距离对应至由栅极结构界定出的通道长度。

在一些实施方式中,栅极结构还包含第二隔离结构。栅极还包含邻近于第二水平面的第三侧壁,以及由栅极结构界定出的有效通道宽度,而此有效通道宽度还包含第三侧壁的高度。

在一些实施方式中,栅极结构为影像感测器的晶体管的一部分。

本揭示的一态样是提供一种在基板中形成栅极结构的方法,此方法包含蚀刻第一隔离结构的一部分以暴露基板的第一侧壁,沉积绝缘层在基板的第一侧壁及邻近的水平面上,以及形成栅电极于沉积的绝缘层上。

在一些实施方式中,蚀刻第一隔离结构的一部分包含暴露第一侧壁的一部分。

在一些实施方式中,此方法还包含以下步骤:蚀刻第二隔离结构的一部分以暴露基板的第二侧壁,且第二侧壁邻近于基板的水平面。沉积绝缘层包含在第二侧壁上沉积绝缘层。

在一些实施方式中,蚀刻第二隔离结构的一部分包含暴露基板的第三侧壁。此方法还包含蚀刻第三隔离结构的一部分以暴露基板的第四侧壁。沉积绝缘层包含在第三侧壁、第四侧壁及位于第三侧壁与第四侧壁之间的基板的第二水平面上沉积绝缘层。

在一些实施方式中,蚀刻第二隔离结构的一部分包含暴露第二侧壁的一部分及第三侧壁的一部分。

在一些实施方式中,蚀刻第二隔离结构的一部分包含暴露第二侧壁的整体及第三侧壁的整体。

在一些实施方式中,蚀刻第一隔离结构的一部分包含将第一隔离结构分成与第二区域分隔的第一区域。

在一些实施方式中,在基板中形成栅极结构为形成影像感测器的晶体管的一部分。

上文概述若干实施例或实例的特征,以使熟悉此项技术者可更好地理解本揭示的态样。熟悉此项技术者应了解,可轻易使用本揭示作为设计或修改其他制程及结构的基础,以便实施本文所介绍的实施例或实例的相同目的及/或达成相同优势。熟悉此项技术者亦应认识到,此类等效结构并未脱离本揭示的精神及范畴,且可在不脱离本揭示的精神及范畴的情况下产生本文的各种变化、替代及更改。

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