[发明专利]半导体器件及其制造方法以及固态摄像元件

权利要求书

1.一种半导体器件，其包括具有第一导电类型的沟道并且通过将栅电极埋入半导体衬底中而形成的竖直型MOS晶体管、具有所述第一导电类型的沟道并且具有形成在所述半导体衬底上的栅电极的平面型MOS晶体管以及具有第二导电类型的沟道并且具有形成在所述半导体衬底上的栅电极的平面型MOS晶体管，所述半导体器件包括：

具有所述第一导电类型的沟道的所述竖直型MOS晶体管，其包括具有层压结构的所述栅电极，在所述层压结构中按顺序形成引入所述第一导电类型的杂质的电极层以及没有引入杂质的电极层；

具有所述第一导电类型的沟道的所述平面型MOS晶体管，其包括具有层压结构的所述栅电极，在所述层压结构中按顺序形成引入所述第一导电类型的杂质的电极层以及没有引入杂质的电极层；

具有所述第二导电类型的沟道的所述平面型MOS晶体管，其包括作为所述第二导电类型的电极的、具有层压结构的所述栅电极，在所述层压结构中按顺序形成引入所述第一导电类型的杂质的电极层以及引入所述第二导电类型的杂质的电极层；以及

除晶体管之外的其他电路元件，其形成在具有所述第一导电类型的沟道的所述竖直MOS晶体管的下方或上方。

2.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述第一导电类型是n型，并且所述第二导电类型是p型。

3.根据权利要求2所述的半导体器件，其中，所述第一导电类型的杂质是磷，并且所述第二导电类型的杂质是硼。

4.根据权利要求3所述的半导体器件，其中，将在具有所述第一导电类型的沟道的所述竖直型MOS晶体管的所述栅电极中的、栅极绝缘膜的界面附近的磷浓度设置在0.15到0.25wt％的范围内。

5.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，在具有所述第一导电类型的沟道的所述竖直型MOS晶体管的所述栅电极中的、所述栅极绝缘膜的界面附近的所述第一导电类型的杂质的浓度高于在具有所述第一导电类型的沟道的所述平面型MOS晶体管的所述栅电极中的、所述栅极绝缘膜的界面附近的所述第一导电类型的杂质的浓度。

6.一种制造半导体器件的方法，所述半导体器件包括具有第一导电类型的沟道并且通过将栅电极埋入半导体衬底中而形成的竖直型MOS晶体管、具有所述第一导电类型的沟道并且具有形成在所述半导体衬底上的栅电极的平面型MOS晶体管以及具有第二导电类型的沟道并且具有形成在所述半导体衬底上的栅电极的平面型MOS晶体管，所述制造方法包括以下步骤：

形成通过在所述半导体衬底中形成孔、填充所述孔的内部并且完全地引入所述第一导电类型的杂质而获得的电极层；

在引入所述第一导电类型的杂质的所述电极层上形成没引入杂质的电极层；

将所述两个电极层的层压结构图案化为具有所述第一导电类型的沟道的所述竖直型MOS晶体管、具有所述第一导电类型的沟道的所述平面型MOS晶体管以及具有所述第二导电类型的沟道的所述平面型MOS晶体管的各栅电极的图案；以及

将所述第二导电类型的杂质离子注入具有所述第二导电类型的沟道的所述平面型MOS晶体管的栅电极中。

7.根据权利要求6所述的制造半导体器件的方法，其中，所述第一导电类型是n型，并且所述第二导电类型是p型。

8.根据权利要求6所述的制造半导体器件的方法，其中，所述第一导电类型的杂质是磷，并且所述第二导电类型的杂质是硼。

9.根据权利要求6所述的制造半导体器件的方法，其中，将引入所述第一导电类型的杂质的所述电极层的厚度设置为等于或大于形成在所述半导体衬底中的所述孔的半径。

10.根据权利要求8所述的制造半导体器件的方法，其中，通过采用使用SiH₄气体、H₂气体和PH₃气体的CVD法，来将引入磷的所述电极层形成为无定形硅层。

11.根据权利要求8所述的制造半导体器件的方法，其中，通过采用使用SiH₄气体、H₂气体和PH₃气体的CVD法，来将引入磷的所述电极层形成为多晶硅层。