包括具有不同横向邻近分段的栅极的半导体器件和方法与流程

本公开涉及半导体器件，更具体地说，涉及半导体器件(例如，横向扩散金属氧化物半导体场效应晶体管(ldmosfet))的实施例以及形成该半导体器件的方法的实施例。

背景技术：

1、现代集成电路(ic)设计中考虑的因素包括但不限于性能改善、尺寸缩放和功耗。然而，在这些因素之间通常存在一种折衷。例如，ldmosfet广泛用于功率放大器，例如射频(rf)放大器、微波功率放大器等，因为它们具有低接通电阻，并且因为，它们一般具有相对高的阻挡电压(blocking voltage)(在本领域中也称为漏极到源极击穿电压(bvdss))。然而，随着器件尺寸缩放并且在较高电压下操作，ldmosfet可能表现出性能劣化，包括但不限于减小的bvdss和减小的跨导(gm)。bvdss是指导致晶体管进入击穿区域的特定漏极到源极电压(vds)，其中，在击穿区域处，vds太高，漏极电流(id)迅速上升(即，显著增加)。gm是指例如器件的i/v曲线中某一时间段上id的变化与栅极电压(vg)的变化的比率(即，id2-id1/vg2-vg1)。

技术实现思路

1、本文公开了半导体器件的实施例。所述半导体器件可以包括半导体层。所述半导体器件还可以包括栅极。所述栅极可以包括两个分段(即，第一栅极分段和第二栅极分段)。所述第一栅极分段可以包括：位于所述半导体层上的第一栅极电介质层；以及位于所述第一栅极电介质层上的第一栅极导体层。所述第二栅极分段可以包括：位于所述半导体层上并且延伸到所述第一栅极导体层上的第二栅极电介质层；以及位于所述第二栅极电介质层上的第二栅极导体层。所述第二栅极电介质层具体地可以比所述第一栅极电介质层薄。所述半导体器件还包括：栅极侧壁隔离物，其位于所述第一栅极分段的所述第一栅极导体层的顶表面上，并且横向邻近所述第二栅极分段的所述第二栅极电介质层和所述第二栅极导体层定位。

2、在一些实施例中，所述第一栅极分段可以包括附加栅极导体层。更具体地，在一些实施例中，所述半导体器件可以包括半导体层。所述半导体器件还可以包括具有两个分段(即，第一栅极分段和第二栅极分段)的栅极。所述第一栅极分段可以包括：位于所述半导体层上的第一栅极电介质层；位于所述第一栅极电介质层上的第一栅极导体层；以及位于所述第一栅极导体层上的附加栅极导体层。所述第二栅极分段可以包括：位于所述半导体层上并且还延伸到所述第一栅极导体层上的第二栅极电介质层；以及位于所述第二栅极电介质层上的第二栅极导体层。此外，所述第二栅极电介质层可以比所述第一栅极电介质层薄。所述半导体器件还可以包括：栅极侧壁隔离物，其位于所述第一栅极分段的所述第一栅极导体层上，并且还横向地定位在所述第二栅极分段的所述第二栅极电介质层和所述第二栅极导体层与所述第一栅极分段的所述附加栅极导体层之间。

3、本文还公开了用于形成所述半导体器件实施例的方法实施例。例如，一种方法实施例可以包括提供半导体层。所述方法还可以包括形成包括所述半导体层的半导体器件。具体地，所述半导体器件可以形成为使得其包括具有两个分段(即，第一栅极分段和第二栅极分段)的栅极。所述第一栅极分段可以包括：位于所述半导体层上的第一栅极电介质层；以及位于所述第一栅极电介质层上的第一栅极导体层。所述第二栅极分段可以包括：位于所述半导体层上并且还延伸到所述第一栅极导体层上的第二栅极电介质层；以及位于所述第二栅极电介质层上的第二栅极导体层。所述第二栅极电介质层具体地可以比所述第一栅极电介质层薄。所述半导体器件还包括：栅极侧壁隔离物，其位于所述第一栅极分段的所述第一栅极导体层的顶表面上，并且横向邻近所述第二栅极分段的所述第二栅极电介质层和所述第二栅极导体层定位。

技术特征：

1.一种器件，包括：

2.根据权利要求1所述的器件，还包括：

3.根据权利要求2所述的器件，

4.根据权利要求2所述的器件，还包括：漏极区，其紧邻所述第一阱区并且与所述第一栅极分段电隔离；以及源极区，其紧邻所述第二阱区并且与所述第二栅极分段电隔离。

5.根据权利要求4所述的器件，还包括：隔离结构，其横向紧邻与所述第二栅极分段的下部相对的所述第一栅极分段的所述第一栅极电介质层和所述第一栅极导体层定位，其中，所述隔离结构还横向地定位在所述第一栅极分段和所述漏极区之间并且延伸到所述第一阱区中。

6.根据权利要求1所述的器件，其中，所述第一栅极电介质层包括绝缘体层，并且其中，所述第一栅极导体层包括单晶半导体层。

7.根据权利要求1所述的器件，其中，所述第二栅极电介质层包括高k栅极电介质层，并且其中，所述第二栅极导体层包括金属栅极导体层。

8.根据权利要求1所述的器件，其中，所述第二栅极导体层包括多晶半导体层。

9.根据权利要求1所述的器件，还包括位于所述第一栅极分段和所述第二栅极分段上的金属硅化物层。

10.根据权利要求1所述的器件，还包括：共享栅极接触，其延伸到所述第一栅极分段和所述第二栅极分段，其中，所述共享栅极接触从有源器件区偏移。

11.根据权利要求1所述的器件，还包括：第一栅极接触，其延伸到所述第一栅极分段；以及第二栅极接触，其延伸到所述第二栅极分段，其中，所述第一栅极接触和所述第二栅极接触从有源器件区偏移。

12.根据权利要求11所述的器件，其中，所述第一栅极接触和所述第二栅极接触电连接到同一栅极偏压源。

13.根据权利要求11所述的器件，其中，所述第一栅极接触和所述第二栅极接触电连接到不同的栅极偏压源。

14.一种器件，包括：

15.根据权利要求14所述的器件，还包括：

16.根据权利要求15所述的器件，

17.根据权利要求15所述的器件，还包括：漏极区，其邻近所述第一阱区并且与所述第一栅极分段电隔离；以及源极区，其邻近所述第二阱区并且与所述第二栅极分段电隔离。

18.根据权利要求17所述的器件，还包括：

19.根据权利要求14所述的器件，其中，所述第一栅极电介质层包括绝缘体层，其中，所述第一栅极导体层包括单晶半导体层，并且其中，所述附加栅极导体层包括附加单晶半导体层。

20.一种方法，包括：

技术总结本公开涉及包括具有不同横向邻近分段的栅极的半导体器件和方法。公开了半导体器件和形成该器件的方法的实施例。该器件包括具有位于半导体层上的第一和第二分段的栅极。第一分段包括第一栅极电介质层和第一栅极导体层，并且可选地包括位于第一栅极导体层上的可选附加栅极导体层。第二分段包括位于半导体层上并且还延伸到第一栅极导体层的顶部上的第二栅极电介质层和第二栅极导体层。第二栅极电介质层比第一栅极电介质层薄。栅极侧壁隔离物位于第一栅极导体层上、横向邻近第二分段的侧壁定位(例如，位于该侧壁和可选的附加栅极导体层之间)。第一和第二分段或者电连接以通过栅极偏压进行偏置，或者电隔离以通过不同的栅极偏压进行偏置。技术研发人员：T·梅尔德,R·里希特,S·丁克尔受保护的技术使用者：格芯（美国）集成电路科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/10/10