[发明专利]半导体元件以及半导体装置

权利要求书

1.一种半导体元件，具有：

半导体基板；

绝缘区域，设置在上述半导体基板上；

第一导电类型的多个线状半导体层，大致平行地排列设置在上述绝缘区域上，并具有上表面和侧面；

第二导电类型的多个源/漏区域，隔开设置在各线状半导体层中；

多个沟道区域，分别设置在上述源/漏区域之间；

第一绝缘膜，设置在各沟道区域上的上述上表面和侧面上；以及

栅电极，设置在上述第一绝缘膜上，并连续设置成与上述线状半导体层交叉，

其中，与在上述线状半导体层的线方向上流过上述线状半导体层的电流垂直且与上述半导体基板的表面平行地测量的各沟道区域的长度小于等于由上述沟道区域中的杂质浓度决定的最大耗尽层宽度的二倍，

上述多个线状半导体层的间隔小于等于各线状半导体层的上表面与上述栅电极的间隔的二倍，

至少在上述绝缘区域与上述第一绝缘膜相接的区域中，上述绝缘区域的表面部分的相对介电常数低于3.9并且低于上述第一绝缘膜的相对介电常数。

2.根据权利要求1所述的半导体元件，其特征在于：

将与在上述线状半导体层的线方向上流过上述线状半导体层的电流垂直且与上述半导体基板的表面平行地测量的各沟道区域的长度除以上述线状半导体层的间隔而得到的值大于等于0.5且小于等于3。

3.根据权利要求1所述的半导体元件，其特征在于：

将在与上述半导体基板的表面垂直的方向上测量的上述沟道区域的高度除以与在上述线状半导体层的线方向上流过上述线状半导体层的电流垂直且与上述半导体基板的表面平行地测量的各沟道区域的长度而得到的值小于等于1.5。

4.根据权利要求1所述的半导体元件，其特征在于：

上述绝缘区域包括选自添加了氟的氧化硅、旋涂玻璃、添加了氟的非晶碳、添加了氟的聚酰亚胺、形成在栅电极下方的空隙的组中的一个。

5.根据权利要求1所述的半导体元件，其特征在于：

上述第一绝缘膜具有高于3.9的相对介电常数。

6.根据权利要求1所述的半导体元件，其特征在于：

上述第一绝缘膜是铁电体膜。

7.根据权利要求6所述的半导体元件，其特征在于：

上述栅电极包括选自Au、Pt、Ir、Ru的组中的一个。

8.一种半导体装置，其特征在于：

以阵点状配置有权利要求6的半导体元件，使属于同一行且相邻的半导体元件的上述源/漏区域相互耦合，并且使属于同一列的半导体元件的上述栅电极相互耦合。

9.一种半导体元件，具有：

半导体基板；

绝缘区域，设置在上述半导体基板上；

第一导电类型的多个线状半导体层，大致平行地排列设置在上述绝缘区域上，并具有上表面和侧面；

第二导电类型的多个源/漏区域，隔开设置在各线状半导体层中；

多个沟道区域，分别设置在上述源/漏区域之间；

多个第一绝缘膜，分别设置在上述线状半导体层的各沟道区域上；

多个电荷蓄积层，分别设置在各上述第一绝缘膜上；

第二绝缘膜，覆盖上述电荷蓄积层的上表面、以及上述沟道区域的侧面、上述第一绝缘膜的侧面和上述电荷蓄积层的侧面；以及

栅电极，设置在上述第二绝缘膜上，并连续设置成与上述线状半导体层交叉，

其中，与在上述线状半导体层的线方向上流过上述线状半导体层的电流垂直且与上述半导体基板的表面平行地测量的各沟道区域的长度小于等于由上述沟道区域中的杂质浓度决定的最大耗尽层宽度的二倍，

上述线状半导体层的间隔小于等于各线状半导体层的上表面与上述栅电极的间隔的二倍，

至少在上述绝缘区域与上述第二绝缘膜相接的区域中，上述绝缘区域的表面部分的相对介电常数低于3.9并且低于上述第二绝缘膜的相对介电常数。

10.根据权利要求9所述的半导体元件，其特征在于：

与各线状半导体层对应地分配的上述栅电极的下部部分的面积大于各电荷蓄积层的上部面积。

11.根据权利要求9所述的半导体元件，其特征在于：

上述第二绝缘膜的介电常数高于上述第一绝缘膜的介电常数。