[发明专利]半导体器件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体器件及其制造方法。

背景技术

半导体器件中使用金属氧化物半导体(MOS)的集成电路技术，日趋朝向高密度化的方向前进着。伴随着高密度化，其中所使用的MOS晶体管已经微小化至纳米程度。在数字电子电路的基本电路中，虽然反向器(inverter，有称为反相器或换流器的情形)电路为基本电路的一员，然随着此反向器电路的微小化进程，使漏电的控制变得愈加困难；这产生了热载子效应，使得可靠度下降，并有由于为了确保电流量的要求，电路所占的面积始终无法降低的问题。为了解决这样的问题，有人提出了对基板的源极、栅极、以及漏极以垂直方向配置，将栅极围绕岛状半导体层的构造，称为环绕式栅极晶体管(Surrounding Gate Transistor，SGT)，及使用SGT的CMOS反向器电路(例如S.Watanabe，K.Tsuchida，D.Takashima，Y.Oowaki，A.Nitayama，K.Hieda，H.Takato，K.Sunouchi，F.Horiguchi.K.Ohuchi，F，Masuoka，H.Hara.，“Anovel circuit technology with surrounding gate transistors(SGT′s)for ultra highdensity DRAM′s，”(一种用于超高密度DRAM的具有环绕式栅极晶体管的新型电路技术)IEEE Journal of Solid-State Circuits，vol.30，No.9，Sep.1995，下称文献1)。

图1为反向器电路图；反向器由pMOS晶体管及nMOS晶体管所构成。由于空穴(hole)的移动率为电子的一半，故对于反向器电路而言，pMOS晶体管的栅极宽度需为nMOS晶体管栅极宽度的两倍。由此，现有使用SGT的CMOS反向器电路，由两个pMOS SGT及一个nMOS SGT所构成。也就是，现有使用SGT的CMOS反向器电路，合计由三个岛状半导体所组成。

发明内容

(发明所欲解决的问题)

于是，本发明的目的为提供由一个岛状半导体构成的反向器，及有关使用高密度SGT的CMOS反向器所构成的半导体器件。

(用于解决问题的手段)

于本发明的第一实施例中，存在于第一岛状半导体层周围上而至少与其一部分相接的第一栅极绝缘膜，该第一栅极绝缘膜与栅极电极的一面相接，而该栅极电极的另一面与第二栅极绝缘膜相接，该第二栅极绝缘膜至少与第二半导体层相接，包括：第一个第一导电型高浓度半导体层，设置于该第一岛状半导体层的上部；第二个第一导电型高浓度半导体层，设置于该第一岛状半导体层的下部；第一个第二导电型高浓度半导体层，设置于该第二半导体层的上部；以及第二个第二导电型高浓度半导体层，设置于第二半导体层的下部。

且，本发明的优选实施例为一种半导体器件，上述的半导体器件包括：第一栅极绝缘膜，环绕该岛状半导体层的周围；栅极电极，环绕该第一栅极绝缘膜的周围；第二栅极绝缘膜，环绕该栅极电极的周围；筒状半导体层，环绕该第二栅极绝缘膜的周围；第一个第一导电型高浓度半导体层，设置于该第一岛状半导体层的上部；第二个第一导电型高浓度半导体层，设置于该第一岛状半导体层的下部；第一个第二导电型高浓度半导体层，设置于第二半导体层的上部；以及第二个第二导电型高浓度半导体层，设置于该第二半导体层的下部。

且，本发明的优选实施例为一种半导体器件，具有：第一栅极绝缘膜，环绕岛状半导体层的周围；栅极电极，环绕第一栅极电极的周围；第二栅极绝缘膜，环绕栅极电极；筒状半导体层，环绕第二栅极绝缘膜的周围；第一个第一导电型高浓度半导体层，设置于岛状半导体层的上部；第二个第一导电型高浓度半导体层，设置于岛状半导体层的下部；第一个第二导电型高浓度半导体层，设置于筒状半导体层的上部；第二个第二导电型高浓度半导体层，设置于筒状半导体层的下部；第三个第一导电型高浓度半导体层，设置于第二个第一导电型高浓度半导体层以及第二个第二导电型高浓度半导体层的下部；第一半导体与金属的化合物层，形成于第二个第二导电型高浓度半导体层以及第三个第一导电型高浓度半导体层的侧壁的一部分；第二半导体与金属的化合物层，形成于第一个第一导电型高浓度半导体层的上部；第三半导体与金属的化合物层，形成于第一个第二导电型高浓度半导体层的上部。