[发明专利]具有竖直装置和非竖直装置的半导体装置及其形成方法

说明书

技术领域

本发明的实施例涉及具有竖直晶体管和非竖直晶体管的半导体装置及该半导体装置的形成方法。v背景技术

人们在实施低功率半导体装置的各方法上进行了大量的研究。随着MOSFET具有约100nm或更小的沟道长度的发展趋势，具有高驱动电流和低截止泄漏电流二者的半导体装置的制造由于行业中已知的短沟道效应现象而变得日益困难。为了克服这些限制，已经采用了一些制造技术，通过控制沟道区域的掺杂分布使具有不同阈值电压的装置形成在同一半导体基板上。然而，由于装置的操作电压变为约1V或更低，低阈值电压（V_T)装置的泄漏电流可能大大提高，导致不可靠和低效率的运行。

发明内容

本发明的实施例提供适合于增加集成密度且降低功耗的半导体装置及该半导体装置的形成方法。

本发明的其它实施例提供适合于提高集成密度且降低功耗的静态随机存取存储器（SRAM）单元。

本发明的各方面不限于上面的描述，通过这里描述的示例性实施例本领域的普通技术人员也可清楚理解其它未叙及的方面。

在一个方面中，一种半导体装置包括：基板，延伸在水平方向上；竖直晶体管，位于基板上；以及水平晶体管，位于基板上。竖直晶体管包括：第一扩散区域，位于基板上；沟道区域，位于第一扩散区域上并在相对于基板的水平延伸方向的竖直方向上延伸；第二扩散区域，位于沟道区域上；以及栅极电极，位于沟道区域的侧壁上且与其绝缘。水平晶体管包括：第一扩散区域和第二扩散区域，位于基板上并且彼此分隔开；沟道区域，位于基板上并位于第一扩散区域和第二扩散区域之间；以及栅极电极，位于沟道区域上并且与沟道区域隔离。其中竖直晶体管的栅极电极的一部分和水平晶体管的栅极电极的一部分在相对于基板的竖直方向上位于相同的竖直位置处。

在一个实施例中，半导体装置还包括位于水平晶体管和竖直晶体管上的材料层，竖直晶体管的栅极电极和水平晶体管的栅极电极二者与材料层直接接触。

在一个实施例中，材料层包括蚀刻停止层。

在一个实施例中，材料层包括绝缘层。

在一个实施例中，竖直晶体管的栅极电极和水平晶体管的栅极电极包括相同的材料层部分。

在一个实施例中，水平晶体管的第一扩散区域与竖直晶体管的第一扩散区域邻接。

在一个实施例中，相对于基板的上表面，水平晶体管的第一扩散区域的下边界在竖直位置上高于竖直晶体管的第一扩散区域的下边界，并且水平晶体管的第一扩散区域与竖直晶体管的第一扩散区域邻接。

在一个实施例中，相对于基板的上表面，水平晶体管的第一扩散区域的下边界在竖直位置上低于竖直晶体管的第一扩散区域的下边界，并且水平晶体管的第一扩散区域与竖直晶体管的第一扩散区域邻接。

在一个实施例中，相对于基板的上表面，水平晶体管的第一扩散区域的下边界与竖直晶体管的第一扩散区域的下边界处于相同的竖直位置，并且水平晶体管的第一扩散区域与竖直晶体管的第一扩散区域邻接。

在一个实施例中，竖直晶体管的第一扩散区域包括竖直晶体管的漏极；竖直晶体管的第二扩散区域包括竖直晶体管的源极；水平晶体管的第一扩散区域包括水平晶体管的漏极和源极中的一个；水平晶体管的第二扩散区域包括水平晶体管的漏极和源极中的另一个。

在一个实施例中，竖直晶体管的第一扩散区域以及水平晶体管的第一扩散区域和第二扩散区域相对于基板位于相同的竖直位置处。

在一个实施例中，竖直晶体管的第一扩散区域包括在竖直方向上延伸的竖直凸起，并且其中竖直沟道区域位于竖直凸起上。

在一个实施例中，竖直晶体管还包括位于第二扩散区域上的硅化物区域。

在一个实施例中，竖直晶体管还包括位于硅化物区域上的金属图案。

在一个实施例中，竖直晶体管的第二扩散区域包括与竖直晶体管的竖直沟道区域直接接触的硅化物区域。

在一个实施例中，水平晶体管的第一扩散区域和竖直晶体管的第一扩散区域二者具有位于其上的硅化物区域。

在一个实施例中，半导体装置还包括位于竖直晶体管的栅极电极的侧壁以及水平晶体管的栅极电极的侧壁的绝缘间隔物。

在一个实施例中，半导体装置还包括位于竖直晶体管的栅极电极上和水平晶体管的栅极电极上的硅化物区域。

在一个实施例中，竖直晶体管的第二扩散区域在水平方向上的宽度大于竖直晶体管的沟道区域在水平方向上的宽度。

在一个实施例中，水平晶体管的栅极电极的底部位于低于水平晶体管的第一和第二扩散区域的下边界的位置处。