[发明专利]通过器件隔离结构隔离的半导体开关器件

说明书

通过器件隔离结构隔离的半导体开关器件。本发明提供了一种器件，包括：在半导体衬底上方形成的栅极结构，栅极结构具有延伸件；器件隔离结构形成在半导体衬底中并且与栅极结构邻近，其中，延伸件位于部分器件隔离结构上方；以及位于栅极结构的两侧上的源极/漏极区，源极/漏极区形成在器件隔离结构中的间隙中并且被栅极结构的延伸件部分包围绕。本发明还提供了一种形成晶体管器件的方法。

技术领域

本发明总体涉及半导体领域，更具体地，涉及通过器件隔离结构隔离的半导体开关器件及其形成方法。

背景技术

光敏器件用在多种电子器件中。例如，光敏器件阵列可用于形成将在数码相机中使用的图像传感器阵列。光敏器件通常包括半导体材料内的将来自光子的能量转换为电能的有源区域。

光敏器件阵列内的每个单元都包括主要光敏器件，以及用于测量由光敏器件产生的电流的诸如晶体管和电阻器的一些电路部件。因为杂散电流可能会在光敏区域内引起暗电流，所以将这些电路部件与光敏区域隔离是很重要的。这对通过光敏区域执行的光强度测量有不利的影响。

隔离器件结构的一种方法是使用浅沟槽隔离。浅沟槽隔离是半导体制造中常用的技术并且涉及之后用介电材料填充的浅沟槽的形成。然而，该技术涉及可破坏衬底表面的等离子体蚀刻。这对光敏阵列的性能有不利的影响。

隔离的另一种方法是称为器件隔离的技术。该技术涉及形成掺杂的半导体材料而非形成介电材料。掺杂的半导体材料的浓度与邻近的半导体材料的掺杂浓度不同，因此形成结。然而，当隔离源极/漏极区与光敏器件时，该技术不太有效。因此，期望找到一种有效地保护光敏器件而不会破坏衬底表面的隔离方法。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种器件，包括：栅极结构，形成在半导体衬底上方，栅极结构具有延伸件；器件隔离结构，形成在半导体衬底中并且与栅极结构邻近，延伸件位于器件隔离结构的一部分的上方；以及源极/漏极区，位于栅极结构的两侧，源极/漏极区形成在器件隔离结构的间隙中并且被栅极结构的延伸件部分地围绕。

优选地，该器件还包括：在延伸件远离源极/漏极区的相对侧上形成的光敏器件。

优选地，栅极结构和延伸件形成I形。

优选地，延伸件的厚度能够防止流过源极/漏极区的电流流入位于延伸件远离源极/漏极区的相对侧上的光敏器件。

优选地，该器件还包括：形成在栅极结构和栅极延伸件的壁上的侧壁间隔件。

优选地，延伸件包括：附加延伸件，附加延伸件向内延伸以围绕更多的源极/漏极区，使得除一间隔之外，源极/漏极区被完全围绕。

优选地，间隔的厚度约为在栅极结构和延伸件的壁上形成的侧壁间隔件的厚度的两倍。

优选地，该器件还包括：被设置为垂直于延伸件的单独的伪栅极结构。

优选地，伪栅极结构被偏置。

优选地，栅极结构和延伸件由多晶硅制成。

优选地，器件隔离结构包括浅沟槽隔离和掺杂区中的一种。

根据本发明的另一方面，提供了一种形成与光敏器件相关的晶体管器件的方法，该方法包括：在半导体衬底内形成器件隔离结构；形成被器件隔离结构隔离的光敏器件；在器件隔离材料上方形成栅极结构，栅极结构具有位于器件隔离结构的一部分的上方的延伸件；以及在栅极结构的两侧上形成源极/漏极区，源极/漏极区形成在器件隔离结构的间隙中并且被栅极结构的延伸件部分地围绕。

优选地，该方法还包括：在形成源极/漏极区之前，在栅极结构和栅极延伸件的壁上形成侧壁间隔件。

优选地，该方法还包括：形成被设置为垂直于延伸件的单独的伪栅极结构。