實(shí)施方式涉及半導(dǎo)體器件及制造該半導(dǎo)體器件的方法。

背景技術(shù)：

一些半導(dǎo)體器件可以包括在其中半導(dǎo)體基板與絕緣層接觸的結(jié)構(gòu)。半導(dǎo)體基板可以包括結(jié)晶半導(dǎo)體材料。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

實(shí)施方式可以通過提供一種半導(dǎo)體器件實(shí)現(xiàn)，該半導(dǎo)體器件包括：包含溝槽的半導(dǎo)體基板，該半導(dǎo)體基板具有晶體結(jié)構(gòu)；以及覆蓋溝槽的內(nèi)側(cè)壁的絕緣層，其中溝槽的內(nèi)側(cè)壁具有在晶體結(jié)構(gòu)的{320}晶面族中包含的至少一個面或者關(guān)于{320}晶面族具有2度以內(nèi)的角度的至少一個面。

實(shí)施方式可以通過提供一種半導(dǎo)體器件實(shí)現(xiàn)，該半導(dǎo)體器件包括：半導(dǎo)體基板，具有晶體結(jié)構(gòu)并且包括溝槽，該半導(dǎo)體基板的頂表面具有在晶體結(jié)構(gòu)的{100}晶面族中包括的至少一個面；以及覆蓋溝槽的內(nèi)側(cè)壁的絕緣層，其中溝槽在晶體結(jié)構(gòu)的<230>晶向族中包括的一個方向上延伸。

實(shí)施方式可以通過提供一種半導(dǎo)體器件實(shí)現(xiàn)，該半導(dǎo)體器件包括：半導(dǎo)體基板，包括由器件隔離層限定的有源區(qū)；以及溝槽，與有源區(qū)交叉以延伸到器件隔離層中，半導(dǎo)體基板具有晶體結(jié)構(gòu)；在溝槽中的柵電極；在柵電極和半導(dǎo)體基板之間的柵絕緣層；以及在溝槽兩側(cè)的源/漏極區(qū)，其中溝槽包括內(nèi)側(cè)壁，該內(nèi)側(cè)壁具有在晶體結(jié)構(gòu)的{320}晶面族中包含的至少一個面或關(guān)于{320}晶面族具有2度以內(nèi)的角度的至少一個面。

實(shí)施方式可以通過提供一種半導(dǎo)體器件實(shí)現(xiàn)，該半導(dǎo)體器件包括半導(dǎo)體基板，半導(dǎo)體基板具有晶體結(jié)構(gòu)并且包括由器件隔離層限定的有源圖案，該有源圖案具有側(cè)壁，該側(cè)壁包括在晶體結(jié)構(gòu)的{320}晶面族中包含的至少一個面或關(guān)于{320}晶面族具有2度以內(nèi)的角度的至少一個面；與有源圖案交叉的柵電極；在柵電極和有源圖案之間的柵絕緣層；以及在柵電極兩側(cè)的源/漏極區(qū)。

實(shí)施方式可以通過提供一種半導(dǎo)體器件實(shí)現(xiàn)，該半導(dǎo)體器件包括：具有晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體基板；限定半導(dǎo)體基板的像素區(qū)域的第一器件隔離層，該像素區(qū)域包括第一側(cè)壁，該第一側(cè)壁具有在晶體結(jié)構(gòu)的{320}晶面族中包含的至少一個面或關(guān)于{320}晶面族具有2度以內(nèi)的角度的至少一個面；阱摻雜劑層，形成在像素區(qū)域中，該阱摻雜劑層鄰近像素區(qū)域的頂表面并且具有與半導(dǎo)體基板不同的導(dǎo)電類型；第二器件隔離層，形成在阱摻雜劑層中以限定彼此間隔開的第一有源部分和第二有源部分；傳輸柵極，在第一有源部分的阱摻雜劑層上；以及浮置擴(kuò)散區(qū)，形成在第一有源部分中在傳輸柵極的一側(cè)。

實(shí)施方式可以通過提供一種半導(dǎo)體器件實(shí)現(xiàn)，該半導(dǎo)體器件包括：包括溝槽的半導(dǎo)體基板，該半導(dǎo)體基板具有晶體結(jié)構(gòu)；以及覆蓋溝槽的內(nèi)側(cè)壁的絕緣層，其中溝槽的內(nèi)側(cè)壁具有在晶體結(jié)構(gòu)的{320}晶面族中包括的至少一個面或關(guān)于晶體結(jié)構(gòu)的{320}晶面族具有2度以內(nèi)的角度的面。

附圖說明

通過參考附圖詳細(xì)描述示例性實(shí)施方式，多個特征對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說將是明顯的，在圖中：

圖1a示出根據(jù)一些實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的平面圖。

圖1b示出沿圖1a的線i-i'截取的截面圖。

圖2a示出不包括界面陷阱的半導(dǎo)體的能帶圖。

圖2b和2c示出包括界面陷阱的半導(dǎo)體的能帶圖。

圖3示出在具有彼此不同晶面的內(nèi)側(cè)壁處二維界面陷阱濃度與本征費(fèi)米能級和界面陷阱能級之差的曲線圖。

圖4a和5a示出在根據(jù)一些實(shí)施方式的用于制造半導(dǎo)體器件的方法中的階段的平面圖。

圖4b和5b分別示出沿圖4a和5a的線i-i'截取的截面圖。

圖6a示出根據(jù)一些實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的平面圖。

圖6b示出沿圖6a的線i-i'截取的截面圖。

圖6c示出沿圖6a的線ii-ii'截取的截面圖。

圖7a示出根據(jù)一些實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的平面圖。

圖7b、7c和7d分別示出沿圖7a的線i-i'、ii-ii'和iii-iii'截取的截面圖。

圖8a示出根據(jù)一些實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的平面圖。

圖8b示出沿圖8a的線i-i'截取的截面圖。

圖8c示出沿圖8a的線ii-ii'截取的截面圖。

具體實(shí)施方式

圖1a示出根據(jù)一些實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的平面圖。圖1b示出沿圖1a的線i-i'截取的截面圖。

參考圖1a和1b，可以提供半導(dǎo)體基板100。半導(dǎo)體基板100可以具有立方晶系的晶體結(jié)構(gòu)。例如，半導(dǎo)體基板100可以具有金剛石晶體結(jié)構(gòu)。例如，半導(dǎo)體基板100可以包括單晶硅或單晶鍺。

半導(dǎo)體基板100的晶體結(jié)構(gòu)的一些晶向在圖1a和1b中示出。半導(dǎo)體基板100的具有相同指數(shù)的晶向和晶面可以彼此垂直。這可能是因?yàn)榘雽?dǎo)體基板100的晶體結(jié)構(gòu)可以被包括于立方晶系中。例如，半導(dǎo)體基板100的晶體結(jié)構(gòu)的(001)面可以垂直于半導(dǎo)體基板100的晶體結(jié)構(gòu)的[001]方向，并且半導(dǎo)體基板100的晶體結(jié)構(gòu)的(320)面可以垂直于半導(dǎo)體基板100的晶體結(jié)構(gòu)的[320]方向。

半導(dǎo)體基板100的頂表面100a可以具有在半導(dǎo)體基板100的晶體結(jié)構(gòu)的{100}晶面族中包括的至少一個面。半導(dǎo)體基板100的晶體結(jié)構(gòu)的(100)面、(-100)面、(010)面、(0-10)面、(001)面和(00-1)面可以被包括在半導(dǎo)體基板100的晶體結(jié)構(gòu)的{100}晶面族中并且可以在結(jié)晶學(xué)方面彼此等同。在下文，如在圖1a和1b中示出的，將使用半導(dǎo)體基板100的具有(001)面的頂表面100a作為一示例來描述實(shí)施方式。(001)面可以是{100}晶面族的代表性面和/或可以基本上等同于{100}晶面族的其它面。

半導(dǎo)體基板100可以包括形成在其上部分中的溝槽t。溝槽t可以包括具有在半導(dǎo)體基板100的晶體結(jié)構(gòu)的{320}晶面族中包括的一個面或與半導(dǎo)體基板100的晶體結(jié)構(gòu)的{320}晶面族類似的一個面的內(nèi)側(cè)壁t_s。這里，“a晶面”類似于“b晶面”表示“a晶面”和“b晶面”之間的角度小于大約2度。半導(dǎo)體基板100的晶體結(jié)構(gòu)的{320}晶面族可以包括半導(dǎo)體基板100的晶體結(jié)構(gòu)的在結(jié)晶學(xué)上彼此等同的(320)面、(-320)面、(3-20)面、(-3-20)面、(230)面、(-230)面、(2-30)面、(-2-30)面、(302)面、(-302)面、(30-2)面、(-30-2)面、(203)面、(-203)面、(20-3)面、(-20-3)面、(032)面、(0-32)面、(03-2)面、(0-3-2)面、(023)面、(0-23)面、(02-3)面和(0-2-3)面。在一實(shí)施例中，溝槽t的內(nèi)側(cè)壁t_s可以基本上垂直于半導(dǎo)體基板100的頂表面100a。當(dāng)半導(dǎo)體基板100的頂表面100a具有(001)面時，溝槽t的內(nèi)側(cè)壁t_s可以具有(320)面、(-320)面、(3-20)面、(-3-20)面、(230)面、(-230)面、(2-30)面或(-2-30)面。在下文，如在圖1a和1b中示出的，將使用溝槽t的具有(320)面的內(nèi)側(cè)壁t_s作為一示例來描述實(shí)施方式。(320)面可以是(320)面、(-320)面、(3-20)面、(-3-20)面、(230)面、(-230)面、(2-30)面和(-2-30)面的代表性面和/或可以基本上等同于它的其它面。

在一些實(shí)施方式中，當(dāng)在平面圖中看時時，溝槽t可以在基本上與半導(dǎo)體基板100的晶體結(jié)構(gòu)的<230>晶向族中包括的一個方向平行的方向上延伸。如圖1a和1b所示，根據(jù)在其中溝槽t的內(nèi)側(cè)壁t_s具有(320)面的實(shí)施方式，溝槽t可以在基本上與半導(dǎo)體基板100的晶體結(jié)構(gòu)的[-230]方向或[2-30]方向平行的方向上延伸。在一實(shí)施例中，溝槽t的底表面t_b可以是平的，如圖1b所示。在另一實(shí)施例中，溝槽t的底表面t_b可以具有不同于圖1b的平面形狀的向下凹入形狀。

絕緣層110可以提供在溝槽t的內(nèi)側(cè)壁t_s上。在一些實(shí)施方式中，絕緣層110可以延伸以覆蓋溝槽t的底表面t_b，如圖1a和1b所示。例如，絕緣層110可以包括硅氧化物層或硅氮氧化物層的至少之一。

絕緣層110可以與溝槽t的內(nèi)側(cè)壁t_s接觸，因而可以在溝槽t的內(nèi)側(cè)壁t_s與絕緣層110之間形成界面。半導(dǎo)體基板100的晶體結(jié)構(gòu)的周期性(或在半導(dǎo)體基板100中包括的半導(dǎo)體原子的布置)可以在溝槽t的內(nèi)側(cè)壁t_s與絕緣層110之間的界面處被打破。因而，可以在溝槽t的內(nèi)側(cè)壁t_s與絕緣層110之間的界面處產(chǎn)生界面陷阱。

圖2a示出不包括界面陷阱的半導(dǎo)體的能帶圖。圖2b和2c示出包括界面陷阱的半導(dǎo)體的能帶圖。在圖2a至2c中，指示符ec表示導(dǎo)帶的最低能級，指示符ev表示價帶的最大能級，指示符eg表示能帶隙，指示符ei表示本征費(fèi)米能級。半導(dǎo)體的本征費(fèi)米能級ei可以基本上等于導(dǎo)帶的最低能級ec和價帶的最大能級ev的平均值(ei≒(ec+ev)/2)。例如，本征費(fèi)米能級ei可以設(shè)置在能帶隙eg的基本中間處(ei≒ev+eg/2，或ei≒ec-eg/2)。

參考圖2a，在不包括界面陷阱的半導(dǎo)體中產(chǎn)生電子空穴對(ehp)所需的最低能量可以等于能帶隙eg(eg＝ec-ev)。能帶隙eg可以根據(jù)半導(dǎo)體材料的種類和/或溫度而變化。例如，硅的能帶隙eg可以在室溫或環(huán)境溫度(大約300k)是大約1.12ev，并且鍺的能帶隙eg可以在環(huán)境溫度(大約300k)是大約0.67ev。

參考圖2b和2c，在能帶隙eg中允許的能級eit(在下文，被稱為‘界面陷阱能級’)可以存在(ev<eit<ec)。在這種情形下，電子空穴對可以通過界面陷阱能級eit產(chǎn)生。例如，價帶的電子可以被激發(fā)到界面陷阱能級eit并且然后可以被激發(fā)到導(dǎo)帶，從而產(chǎn)生電子空穴對。

通過這個激發(fā)過程產(chǎn)生電子空穴對所需的能量可以低于在不包括界面陷阱的半導(dǎo)體(見圖2a)中產(chǎn)生電子空穴對所需的能量。例如，在包括界面陷阱的半導(dǎo)體中產(chǎn)生電子空穴對所需的最低能量可以等于激發(fā)價帶的電子到界面陷阱能級eit所需的最低能量ex(ex＝eit-ev)和激發(fā)界面陷阱能級eit的電子到導(dǎo)帶所需的最低能量ey(ey＝ec-eit)中的較大者。

在一些實(shí)施方式中，如圖2b所示，當(dāng)界面陷阱能級eit低于本征費(fèi)米能級ei(eit<ei)時，產(chǎn)生電子空穴對所需的最低能量可以等于激發(fā)界面陷阱能級eit的電子到導(dǎo)帶所需的最低能量ey。此外，產(chǎn)生電子空穴對所需的最低能量可以基本上等于本征費(fèi)米能級ei和界面陷阱能級eit之差ez(ez＝|ei-eit|＝ei-eit)與能帶隙eg的一半(eg/2)的和(eg/2+ez)(∵ey＝ez+ec-ei≒ez+eg/2)。

在某些實(shí)施方式中，如圖2c所示，當(dāng)界面陷阱能級eit等于或高于本征費(fèi)米能級ei(eit≥ei)時，產(chǎn)生電子空穴對所需的最低能量可以等于激發(fā)價帶的電子到界面陷阱能級eit所需的最低能量ex。此外，產(chǎn)生電子空穴對所需的最低能量可以基本上等于本征費(fèi)米能級ei和界面陷阱能級eit之差ez(ez＝|ei-eit|＝eit-ei)與能帶隙eg的一半(eg/2)的和(eg/2+ez)(∵ey＝ei-ev+ez≒eg/2+ez)。

結(jié)果，在包括界面陷阱的半導(dǎo)體中產(chǎn)生電子空穴對的能量可以低于在不包括界面陷阱的半導(dǎo)體中產(chǎn)生電子空穴對的能量。例如，電子空穴對可以在半導(dǎo)體基板的界面處更容易產(chǎn)生。這些電子空穴對可以導(dǎo)致漏電流。例如，漏電流可以在半導(dǎo)體基板的界面處容易地發(fā)生。

以這個觀點(diǎn)，在界面處的電子空穴對的產(chǎn)生和在界面處的漏電流的產(chǎn)生可以通過降低二維界面陷阱濃度(即，每單位面積的界面陷阱的數(shù)目)或通過增加產(chǎn)生電子空穴對所需的最低能量而被抑制。如上所述，當(dāng)界面陷阱存在時，產(chǎn)生電子空穴對所需的最低能量可以基本上等于本征費(fèi)米能級ei和界面陷阱能級eit之差ez與能帶隙eg的一半(eg/2)的和(eg/2+ez)。因而，隨著本征費(fèi)米能級ei和界面陷阱能級eit之差ez增加，產(chǎn)生電子空穴對所需的最低能量可以增加并且漏電流的發(fā)生可以是困難的。

二維界面陷阱濃度與本征費(fèi)米能級ei和界面陷阱能級eit之差ez可以對應(yīng)于影響界面處漏電流的發(fā)生(或在界面處電子空穴對的產(chǎn)生)的兩個因素。二維界面陷阱濃度與本征費(fèi)米能級ei和界面陷阱能級eit之差ez可以根據(jù)界面的晶面而變化。

圖3示出在具有彼此不同的晶面的內(nèi)側(cè)壁處的二維界面陷阱濃度與本征費(fèi)米能級和界面陷阱能級之差(圖2a和2b的ez)的曲線圖。

分別包括具有彼此不同的晶面的內(nèi)側(cè)壁的溝槽形成在單晶硅基板中，硅氧化物層形成在內(nèi)側(cè)壁上以在硅氧化物層和內(nèi)側(cè)壁之間形成界面。此后，執(zhí)行測量工藝以測量每個內(nèi)側(cè)壁的二維界面陷阱濃度以及本征費(fèi)米能級和界面陷阱能級之差。

如圖3所示，二維界面陷阱濃度在具有{320}晶面族中包括的至少一個面的內(nèi)側(cè)壁處較低，并且本征費(fèi)米能級和界面陷阱能級之差在具有{320}晶面族中包括的至少一個面的內(nèi)側(cè)壁處較大。例如，二維界面陷阱濃度在具有{110}晶面族的至少一個面的內(nèi)側(cè)壁處是大約1.72×10¹²/cm²，并且本征費(fèi)米能級和界面陷阱能級之差在具有{110}晶面族的至少一個面的內(nèi)側(cè)壁處是大約0.222ev。相反，二維界面陷阱濃度在具有{320}晶面族的至少一個面的內(nèi)側(cè)壁處是大約7.35×10⁹/cm²，并且本征費(fèi)米能級和界面陷阱能級之差在具有{320}晶面族的至少一個面的內(nèi)側(cè)壁處是大約0.374ev。

例如，當(dāng)單晶硅基板的界面具有{320}晶面族的至少一個面或類似于{320}晶面族的至少一個面時，電子空穴對的產(chǎn)生可以在界面處被抑制并且漏電流可以減小或被抑制。界面特征可以是由于半導(dǎo)體的帶隙特性和晶體結(jié)構(gòu)，并且上述界面特征還在具有與硅基本上相同的晶體結(jié)構(gòu)(例如，金剛石晶體結(jié)構(gòu))的另一半導(dǎo)體材料(例如，鍺)的界面處顯現(xiàn)。

再次參考圖1a和1b，在根據(jù)一些實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件中，溝槽t的內(nèi)側(cè)壁t_s可以具有{320}晶面族的至少一個面或類似于{320}晶面族的至少一個面。因而，二維界面陷阱濃度可以在絕緣層110與溝槽t的內(nèi)側(cè)壁t_s之間的界面處較低，并且本征費(fèi)米能級和界面陷阱能級之差可以在絕緣層110與溝槽t的內(nèi)側(cè)壁t_s之間的界面處較高。結(jié)果，可以抑制在根據(jù)一些實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件中的溝槽t的內(nèi)側(cè)壁t_s處發(fā)生漏電流。

圖4a和5a示出在根據(jù)一些實(shí)施方式的用于制造半導(dǎo)體器件的方法中的階段的平面圖。圖4b和5b分別示出沿圖4a和5a的線i-i'截取的截面圖。在下文，與參考圖1a和1b所描述的相同的組件將由相同的附圖標(biāo)記或相同的參考符號表示，為了說明的容易和方便，其重復(fù)描述可以被省略或被簡要地提及。

參考圖4a和4b，可以提供半導(dǎo)體基板100。半導(dǎo)體基板100可以具有立方晶系的晶體結(jié)構(gòu)。例如，半導(dǎo)體基板100可以具有金剛石晶體結(jié)構(gòu)。例如，半導(dǎo)體基板100可以是硅晶片。半導(dǎo)體基板100的頂表面100a可以具有在半導(dǎo)體基板100的晶體結(jié)構(gòu)的{100}晶面族中包括的至少一個面。在下文，如在圖1a和1b中示出的，將使用半導(dǎo)體基板100的具有(001)面的頂表面100a作為一示例來描述實(shí)施方式。

在一些實(shí)施方式中，半導(dǎo)體基板100可以包括槽口nc。槽口nc可以用于顯示半導(dǎo)體基板100的晶體結(jié)構(gòu)的方向。槽口nc可以面對在半導(dǎo)體基板100的晶體結(jié)構(gòu)的晶向族<320>中包括的一個方向。例如，如圖4a所示，槽口nc可以形成在半導(dǎo)體基板100的晶體結(jié)構(gòu)的[320]方向上。

在某些實(shí)施方式中，半導(dǎo)體基板100可以包括平的區(qū)域而不是在圖4a中示出的槽口nc。像槽口nc一樣，平的區(qū)域可以用于顯示半導(dǎo)體基板100的晶體結(jié)構(gòu)的方向。當(dāng)半導(dǎo)體基板100包括平的區(qū)域時，該平的區(qū)域可以具有在半導(dǎo)體基板100的晶體結(jié)構(gòu)的{320}晶面族中包括的一個面。

在一個方向上延伸的溝槽t可以形成在半導(dǎo)體基板100的上部分中。溝槽t可以包括具有在半導(dǎo)體基板100的晶體結(jié)構(gòu)的{320}晶面族中包括的一個面或與半導(dǎo)體基板100的晶體結(jié)構(gòu)的{320}晶面族類似的一個面的內(nèi)側(cè)壁t_s。在下文，具有如圖4a和4b中示出的(320)面的溝槽t的內(nèi)側(cè)壁t_s將作為一示例被描述。

在一些實(shí)施方式中，當(dāng)在平面圖中看時時，溝槽t可以在基本上與半導(dǎo)體基板100的晶體結(jié)構(gòu)的<230>晶向族中包括的一個方向平行的方向上延伸。如圖4a和4b所示，根據(jù)在其中溝槽t的內(nèi)側(cè)壁t_s具有(320)面的實(shí)施方式，溝槽t可以在基本上與半導(dǎo)體基板100的晶體結(jié)構(gòu)的[-230]方向或[2-30]方向平行的方向上延伸。在一些實(shí)施方式中，掩模圖案可以形成在半導(dǎo)體基板100上，并且半導(dǎo)體基板100可以使用掩模圖案作為蝕刻掩模被各向異性地蝕刻以形成溝槽t。

參考圖5a和5b，絕緣層110可以形成為覆蓋溝槽t的內(nèi)側(cè)壁t_s。在一些實(shí)施方式中，絕緣層110可以延伸以覆蓋溝槽t的底表面t_b，如圖5a和5b所示。絕緣層110可以與溝槽t的內(nèi)側(cè)壁t_s接觸。界面可以形成在溝槽t的內(nèi)側(cè)壁t_s與絕緣層110之間。半導(dǎo)體基板100的晶體結(jié)構(gòu)的周期性(或在半導(dǎo)體基板100中包括的半導(dǎo)體原子的布置)可以在溝槽t的內(nèi)側(cè)壁t_s與絕緣層110之間的界面處被打破。因而，可以在溝槽t的內(nèi)側(cè)壁t_s與絕緣層110之間的界面處產(chǎn)生界面陷阱。絕緣層110可以使用例如熱氧化工藝、化學(xué)氣相沉積(cvd)工藝或物理氣相沉積(pvd)工藝形成。

如參考圖2a至2c和圖3描述的，二維界面陷阱濃度可以在具有{320}晶面族的至少一個面或類似于{320}晶面族的至少一個面的內(nèi)側(cè)壁處較低，并且本征費(fèi)米能級和界面陷阱能級之差可以在具有{320}晶面族的至少一個面或類似于{320}晶面族的至少一個面的內(nèi)側(cè)壁處較大。在根據(jù)一些實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件中，溝槽t的內(nèi)側(cè)壁t_s可以具有{320}晶面族的至少一個面或類似于{320}晶面族的至少一個面。因而，二維界面陷阱濃度可以在絕緣層110與溝槽t的內(nèi)側(cè)壁t_s之間的界面處較低，并且本征費(fèi)米能級和界面陷阱能級之差可以在絕緣層110與溝槽t的內(nèi)側(cè)壁t_s之間的界面處較高。結(jié)果，可以抑制在根據(jù)一些實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件中的溝槽t的內(nèi)側(cè)壁t_s處發(fā)生漏電流。

圖6a示出根據(jù)一些實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的平面圖。圖6b示出沿圖6a的線i-i'截取的截面圖。圖6c示出沿圖6a的線ii-ii'截取的截面圖。

參考圖6a至6c，可以提供半導(dǎo)體基板200。半導(dǎo)體基板200可以具有立方晶系的晶體結(jié)構(gòu)。例如，半導(dǎo)體基板200可以具有金剛石晶體結(jié)構(gòu)。例如，半導(dǎo)體基板200可以包括單晶硅或單晶鍺。

半導(dǎo)體基板200的頂表面200a可以具有在半導(dǎo)體基板200的晶體結(jié)構(gòu)的{100}晶面族中包括的至少一個面。半導(dǎo)體基板200的晶體結(jié)構(gòu)的(100)面、(-100)面、(010)面、(0-10)面、(001)面和(00-1)面可以被包括在半導(dǎo)體基板200的晶體結(jié)構(gòu)的{100}晶面族中并且可以在結(jié)晶學(xué)上彼此等同。在下文，半導(dǎo)體基板200的頂表面200a，其具有在圖6a至6c中示出的(001)面，將作為一示例被描述。

器件隔離層st可以提供在半導(dǎo)體基板200中以限定有源區(qū)201。在平面圖中，有源區(qū)201可以對應(yīng)于半導(dǎo)體基板200的被器件隔離層st圍繞的部分。例如，器件隔離層st可以包括硅氧化物層或硅氮氧化物層的至少之一。

一對溝槽t可以提供在半導(dǎo)體基板200中以交叉有源區(qū)201和器件隔離層st。每個溝槽t的內(nèi)側(cè)壁t_s可以包括由有源區(qū)201的一部分限定的第一內(nèi)側(cè)壁t_s1和由器件隔離層st的一部分限定的第二內(nèi)側(cè)壁t_s2。每個溝槽t的第一內(nèi)側(cè)壁t_s1可以具有在半導(dǎo)體基板200的晶體結(jié)構(gòu)的{320}晶面族中包括的至少一個面或類似于半導(dǎo)體基板200的晶體結(jié)構(gòu)的{320}晶面族的至少一個面。半導(dǎo)體基板200的晶體結(jié)構(gòu)的{320}晶面族可以包括半導(dǎo)體基板200的晶體結(jié)構(gòu)的在結(jié)晶學(xué)上彼此等同的(320)面、(-320)面、(3-20)面、(-3-20)面、(230)面、(-230)面、(2-30)面、(-2-30)面、(302)面、(-302)面、(30-2)面、(-30-2)面、(203)面、(-203)面、(20-3)面、(-20-3)面、(032)面、(0-32)面、(03-2)面、(0-3-2)面、(023)面、(0-23)面、(02-3)面和(0-2-3)面。溝槽t的第一內(nèi)側(cè)壁t_s1可以基本上垂直于有源區(qū)201的頂表面201a(或半導(dǎo)體基板200的頂表面200a)。因而，當(dāng)半導(dǎo)體基板200的頂表面200a具有(001)面時，溝槽t的第一內(nèi)側(cè)壁t_s1可以具有(320)面、(-320)面、(3-20)面、(-3-20)面、(230)面、(-230)面、(2-30)面或(-2-30)面。在下文，如圖6a至6c所示，實(shí)施方式將使用具有(320)面的第一內(nèi)側(cè)壁t_s1作為一示例被描述。

在一些實(shí)施方式中，當(dāng)在平面圖中看時，每個溝槽t可以在基本上與半導(dǎo)體基板200的晶體結(jié)構(gòu)的<230>晶向族中包括的一個方向平行的方向上延伸。如圖6a所示，根據(jù)在其中第一內(nèi)側(cè)壁t_s1具有(320)面的實(shí)施方式，每個溝槽t可以在基本上與半導(dǎo)體基板200的晶體結(jié)構(gòu)的[-230]方向或[2-30]方向平行的方向上延伸。在一實(shí)施例中，溝槽t的底表面可以是基本上平的，如圖6b和6c所示。在另一實(shí)施例中，每個溝槽t的底表面可以具有向下凹入的形狀，不同于圖6b和6c中示出的平的表面。

絕緣層210可以提供為共形地覆蓋每個溝槽t的內(nèi)表面。例如，絕緣層210可以包括硅氧化物層或硅氮氧化物層的至少之一。

絕緣層210可以與每個溝槽t的內(nèi)側(cè)壁t_s接觸，因而界面可以形成在每個溝槽t的第一內(nèi)側(cè)壁t_s1與絕緣層210之間。半導(dǎo)體基板200的晶體結(jié)構(gòu)的周期性(或在半導(dǎo)體基板200中包括的半導(dǎo)體原子的布置)可以在每個溝槽t的第一內(nèi)側(cè)壁t_s1與絕緣層210之間的界面處被打破。因而，可以在溝槽t的第一內(nèi)側(cè)壁t_s1與絕緣層210之間的界面處產(chǎn)生界面陷阱。

如參考圖2a至2c和圖3描述的，二維界面陷阱濃度可以在具有{320}晶面族的至少一個面或類似于{320}晶面族的至少一個面的內(nèi)側(cè)壁處較低，并且本征費(fèi)米能級和界面陷阱能級之差可以在具有{320}晶面族的至少一個面或類似于{320}晶面族的至少一個面的內(nèi)側(cè)壁處較大。根據(jù)一些實(shí)施方式，每個溝槽t的第一內(nèi)側(cè)壁t_s1可以具有在{320}晶面族中包括的至少一個面或類似于{320}晶面族的至少一個面。因而，二維界面陷阱濃度可以在絕緣層210與溝槽t的第一內(nèi)側(cè)壁t_s1之間的界面處較低，并且本征費(fèi)米能級和界面陷阱能級之差可以在絕緣層210與溝槽t的第一內(nèi)側(cè)壁t_s1之間的界面處較高。結(jié)果，在根據(jù)一些實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件中，可以抑制在每個溝槽t的第一內(nèi)側(cè)壁t_s1處發(fā)生漏電流。

此外，器件隔離層st可以與有源區(qū)201的側(cè)壁接觸，因而界面可以形成在有源區(qū)201的側(cè)壁與器件隔離層st之間。半導(dǎo)體基板200的晶體結(jié)構(gòu)的周期性可以在有源區(qū)201的側(cè)壁與器件隔離層st之間的界面處被打破。因而，界面陷阱可以在有源區(qū)201的側(cè)壁與器件隔離層st之間的界面處產(chǎn)生。

當(dāng)在平面圖中看時，有源區(qū)201可以有具有在一個方向的長軸的矩形形狀(或條形狀)。有源區(qū)201沿其延伸的所述一個方向可以基本上平行于半導(dǎo)體基板200的晶體結(jié)構(gòu)的[230]方向或可以接近或近似[230]方向。例如，有源區(qū)201的延伸方向(即，所述一個方向)與半導(dǎo)體基板200的晶體結(jié)構(gòu)的[230]方向之間的角度可以小于大約2度。半導(dǎo)體基板200的晶體結(jié)構(gòu)的[230]方向和[-230]方向之間的角度是大約67.38度。有源區(qū)201的延伸方向與每個溝槽t的延伸方向之間的角度可以在從大約65.38度到大約69.38度的范圍。因而，有源區(qū)201的側(cè)壁的在有源區(qū)201的延伸方向上延伸的部分201_s可以具有半導(dǎo)體基板200的晶體結(jié)構(gòu)的(3-20)面或與(3-20)面類似的面。所述類似面與(3-20)面之間的角度可以小于大約2度。

如參考圖2a至2c和圖3描述的，二維界面陷阱濃度可以在具有{320}晶面族的至少一個面或類似于{320}晶面族的至少一個面的界面處較低，并且本征費(fèi)米能級和界面陷阱能級之差可以在具有{320}晶面族的至少一個面或類似于{320}晶面族的至少一個面的界面處較大。如上所述，有源區(qū)201的側(cè)壁的在有源區(qū)201的延伸方向上延伸的部分201_s可以具有半導(dǎo)體基板200的晶體結(jié)構(gòu)的(3-20)面或與(3-20)面類似的面。因而，二維界面陷阱濃度可以在有源區(qū)201的側(cè)壁的部分201_s與器件隔離層st之間的界面處較低，并且本征費(fèi)米能級和界面陷阱能級之差可以在有源區(qū)201的側(cè)壁的部分201_s與器件隔離層st之間的界面處較高。結(jié)果，在根據(jù)一些實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件中，可以抑制漏電流在有源區(qū)201的側(cè)壁的部分201_s與器件隔離層st之間的界面處發(fā)生。

字線212可以提供在每個溝槽t中。字線212可以填充每個溝槽t的下部分。絕緣層210可以設(shè)置在字線212和有源區(qū)201之間。柵極硬掩模圖案214可以設(shè)置在字線212上。

字線212可以包括摻雜半導(dǎo)體材料(例如摻雜硅)、金屬(例如鎢、鋁、鈦和/或鉭)、導(dǎo)電金屬氮化物(例如鈦氮化物、鉭氮化物和/或鎢氮化物)或金屬-半導(dǎo)體化合物(例如金屬硅化物)的至少之一。柵極硬掩模圖案214可以包括氧化物(例如硅氧化物)、氮化物(例如硅氮化物)或氮氧化物(例如硅氮氧化物)的至少之一。

源極區(qū)216a和漏極區(qū)216b可以形成在有源區(qū)201中在每條字線212的兩側(cè)。源極區(qū)216a和漏極區(qū)216b可以用n型摻雜劑或p型摻雜劑摻雜。源極區(qū)216a和漏極區(qū)216b的底表面可以設(shè)置在從有源區(qū)201的頂表面201a起的特定深度處。源極區(qū)216a可以設(shè)置在有源區(qū)201中在一對字線212之間。漏極區(qū)216b可以與源極區(qū)216a間隔開并且可以分別設(shè)置在有源區(qū)201的端部分中。

第一層間絕緣層220可以提供為覆蓋有源區(qū)201和器件隔離層st。例如，第一層間絕緣層220可以包括硅氧化物層、硅氮化物層或硅氮氧化物層的至少之一。第一接觸插塞230可以穿透第一層間絕緣層220從而電連接到源極區(qū)216a。位線240可以提供在第一層間絕緣層220上并且可以電連接到第一接觸插塞230。在一些實(shí)施方式中，當(dāng)在平面圖中看時，位線240可以在與半導(dǎo)體基板200的晶體結(jié)構(gòu)的[320]方向基本上平行的方向上延伸。

第二層間絕緣層222可以提供在第一層間絕緣層220和位線240上。例如，第二層間絕緣層222可以包括硅氧化物層、硅氮化物層或硅氮氧化物層的至少之一。第二接觸插塞232可以穿透第二層間絕緣層222和第一層間絕緣層220從而分別電連接到漏極區(qū)216b。

數(shù)據(jù)存儲部ds可以提供在第二層間絕緣層222上。數(shù)據(jù)存儲部ds可以分別連接到第二接觸插塞232。在一些實(shí)施方式中，每個數(shù)據(jù)存儲部ds可以是電容器中包括的電極。在某些實(shí)施方式中，每個數(shù)據(jù)存儲部ds可以是通過施加到存儲元件的電脈沖可在兩個電阻狀態(tài)之間切換的可變電阻圖案。例如，每個數(shù)據(jù)存儲部ds可以包括其晶態(tài)根據(jù)電流量變化的相變材料、鈣鈦礦化合物、過渡金屬氧化物、磁性材料、鐵磁材料和/或反鐵磁材料。

圖7a示出根據(jù)一些實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的平面圖。圖7b、7c和7d分別示出沿圖7a的線i-i'、ii-ii'和iii-iii'截取的截面圖。

參考圖7a至7d，可以提供半導(dǎo)體基板300。半導(dǎo)體基板300可以具有立方晶系的晶體結(jié)構(gòu)。例如，半導(dǎo)體基板300可以具有金剛石晶體結(jié)構(gòu)。例如，半導(dǎo)體基板300可以包括單晶硅或單晶鍺。

半導(dǎo)體基板300的頂表面300a可以具有在半導(dǎo)體基板300的晶體結(jié)構(gòu)的{100}晶面族中包括的至少一個面。半導(dǎo)體基板300的晶體結(jié)構(gòu)的(100)面、(-100)面、(010)面、(0-10)面、(001)面和(00-1)面可以被包括在半導(dǎo)體基板300的晶體結(jié)構(gòu)的{100}晶面族中并且可以在結(jié)晶學(xué)上彼此等同。在下文，半導(dǎo)體基板300的頂表面300a，其具有如圖7a至7d所示的(001)面，將作為一示例被描述。

器件隔離層st可以提供在半導(dǎo)體基板300中以限定有源圖案ap。例如，器件隔離層st可以包括硅氧化物層或硅氮氧化物層的至少之一。

有源圖案ap的側(cè)壁ap_s可以具有在半導(dǎo)體基板300的晶體結(jié)構(gòu)的{320}晶面族中包括的至少一個面或類似于半導(dǎo)體基板300的晶體結(jié)構(gòu)的{320}晶面族的至少一個面。半導(dǎo)體基板300的晶體結(jié)構(gòu)的{320}晶面族可以包括半導(dǎo)體基板300的晶體結(jié)構(gòu)的在結(jié)晶學(xué)上彼此等同的(320)面、(-320)面、(3-20)面、(-3-20)面、(230)面、(-230)面、(2-30)面、(-2-30)面、(302)面、(-302)面、(30-2)面、(-30-2)面、(203)面、(-203)面、(20-3)面、(-20-3)面、(032)面、(0-32)面、(03-2)面、(0-3-2)面、(023)面、(0-23)面、(02-3)面和(0-2-3)面。在一實(shí)施例中，有源圖案ap的側(cè)壁ap_s可以基本上垂直于半導(dǎo)體基板300的頂表面300a(或有源圖案ap的頂表面apa)。因而，當(dāng)半導(dǎo)體基板300的頂表面300a具有(001)面時，有源圖案ap的側(cè)壁ap_s可以具有(320)面、(-320)面、(3-20)面、(-3-20)面、(230)面、(-230)面、(2-30)面或(-2-30)面。在下文，有源圖案ap的側(cè)壁ap_s，其具有如圖7a至7d所示的(320)面，將作為一示例被描述。

在一些實(shí)施方式中，當(dāng)在平面圖中看時，有源圖案ap可以在基本上與半導(dǎo)體基板300的晶體結(jié)構(gòu)的<230>晶向族中包括的一個方向平行的方向上延伸。如在圖7a至7d中示出的，根據(jù)在其中有源圖案ap的側(cè)壁ap_s具有(320)面的實(shí)施方式，有源圖案ap可以在基本上與半導(dǎo)體基板300的晶體結(jié)構(gòu)的[-230]方向或[2-30]方向平行的方向上延伸。

有源圖案ap的側(cè)壁ap_s可以與器件隔離層st接觸，因而界面可以形成在有源圖案ap的側(cè)壁ap_s與器件隔離層st之間。半導(dǎo)體基板300的晶體結(jié)構(gòu)的周期性(或在半導(dǎo)體基板300中包括的半導(dǎo)體原子的布置)可以在有源圖案ap的側(cè)壁ap_s與器件隔離層st之間的界面處被打破。因而，界面陷阱可以在有源圖案ap的側(cè)壁ap_s與器件隔離層st之間的界面處產(chǎn)生。

如參考圖2a至2c和圖3描述的，二維界面陷阱濃度可以在具有{320}晶面族的至少一個面或類似于{320}晶面族的至少一個面的側(cè)壁處較低，并且本征費(fèi)米能級和界面陷阱能級之差可以在具有{320}晶面族的至少一個面或類似于{320}晶面族的至少一個面的側(cè)壁處較大。根據(jù)一些實(shí)施方式，有源圖案ap的側(cè)壁ap_s可以具有半導(dǎo)體基板300的晶體結(jié)構(gòu)的{320}晶面族的至少一個面或類似于半導(dǎo)體基板300的晶體結(jié)構(gòu)的{320}晶面族的至少一個面。因而，二維界面陷阱濃度可以在有源圖案ap的側(cè)壁ap_s與器件隔離層st之間的界面處較低，并且本征費(fèi)米能級和界面陷阱能級之差可以在有源圖案ap的側(cè)壁ap_s與器件隔離層st之間的界面處較高。結(jié)果，在根據(jù)一些實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件中，可以抑制漏電流在有源圖案ap的側(cè)壁ap_s與器件隔離層st之間的界面處發(fā)生。

有源圖案ap可以具有通過器件隔離層st暴露的上部分(在下文，被稱為‘有源鰭af')。有源鰭af的側(cè)壁af_s可以是有源圖案ap的側(cè)壁ap_s的一部分。因而，有源鰭af的側(cè)壁af_s可以具有半導(dǎo)體基板300的晶體結(jié)構(gòu)的(320)面(或{320}晶面族的另一面)。

柵電極ge可以提供在有源圖案ap上并且可以與有源圖案ap交叉。在一些實(shí)施方式中，當(dāng)在平面圖中看時，柵電極ge可以在與半導(dǎo)體基板300的晶體結(jié)構(gòu)的[320]方向基本上平行的方向上延伸。

柵絕緣層gi可以提供在每個柵電極ge下面，并且蓋圖案cap可以提供在每個柵電極ge的頂表面上。柵間隔物gsp可以提供在每個柵電極ge的兩個側(cè)壁上。在一些實(shí)施方式中，柵絕緣層gi可以在每個柵電極ge與柵間隔物gsp之間延伸。

例如，柵電極ge可以包括摻雜半導(dǎo)體材料、金屬或?qū)щ娊饘俚锏闹辽僦?。例如，柵絕緣層gi可以包括硅氧化物或硅氮氧化物的至少之一。例如，蓋圖案cap和柵間隔物gsp的每個可以包括硅氧化物、硅氮化物、硅氮氧化物、硅碳氮化物(sicn)或硅碳氮氧化物(sicon)的至少之一。

柵絕緣層gi可以與有源鰭af的側(cè)壁af_s接觸，因而界面可以形成在柵絕緣層gi與有源鰭af的側(cè)壁af_s之間。半導(dǎo)體基板300的晶體結(jié)構(gòu)的周期性(或在半導(dǎo)體基板300中包括的半導(dǎo)體原子的布置)可以在柵絕緣層gi與有源鰭af的側(cè)壁af_s之間的界面處被打破。因而，界面陷阱可以在柵絕緣層gi與有源鰭af的側(cè)壁af_s之間的界面處產(chǎn)生。

如參考圖2a至2c和圖3描述的，二維界面陷阱濃度可以在具有{320}晶面族的至少一個面或類似于{320}晶面族的至少一個面的側(cè)壁處較低，并且本征費(fèi)米能級和界面陷阱能級之差可以在具有{320}晶面族的至少一個面或類似于{320}晶面族的至少一個面的側(cè)壁處較大。根據(jù)一些實(shí)施方式，有源鰭af的側(cè)壁af_s可以具有半導(dǎo)體基板300的晶體結(jié)構(gòu)的{320}晶面族的至少一個面或類似于半導(dǎo)體基板300的晶體結(jié)構(gòu)的{320}晶面族的至少一個面。因而，二維界面陷阱濃度可以在有源鰭af的側(cè)壁af_s與柵絕緣層gi之間的界面處較低，并且本征費(fèi)米能級和界面陷阱能級之差可以在有源鰭af的側(cè)壁af_s與柵絕緣層gi之間的界面處較高。結(jié)果，在根據(jù)一些實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件中，可以抑制漏電流在有源鰭af的側(cè)壁af_s與柵絕緣層gi之間的界面處發(fā)生。

源/漏極區(qū)sd可以提供在每個柵電極ge的兩側(cè)的有源圖案ap上或有源圖案ap中。

在一些實(shí)施方式中，如圖7a至7d所示，每個源/漏極區(qū)sd可以包括使用有源圖案ap作為籽晶生長的外延圖案。在該實(shí)施方式中，有源圖案ap可以具有設(shè)置在柵電極ge的兩側(cè)的凹陷區(qū)域，源/漏極區(qū)sd可以分別提供在凹陷區(qū)域中。

在某些實(shí)施方式中，與圖7a至7d不同，源/漏極區(qū)sd可以是提供在柵電極ge的兩側(cè)的有源鰭af中的摻雜區(qū)。

有源圖案ap的設(shè)置在柵電極ge下面的部分(例如部分有源鰭af)可以被用作溝道區(qū)。當(dāng)在平面圖中看時，溝道區(qū)可以交疊柵電極ge。

層間絕緣層310可以提供在半導(dǎo)體基板300上。層間絕緣層310可以覆蓋器件隔離層st、有源圖案ap和源/漏極區(qū)sd。在一實(shí)施例中，層間絕緣層310的頂表面可以與蓋圖案cap的頂表面實(shí)質(zhì)上共面。在一實(shí)施例中，層間絕緣層310可以包括硅氧化物層、硅氮化物層或硅氮氧化物層的至少之一。

圖8a示出根據(jù)一些實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的平面圖。圖8b示出沿圖8a的線i-i'截取的截面圖。圖8c示出沿圖8a的線ii-ii'截取的截面圖。

參考圖8a至8c，可以提供具有第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體基板400。半導(dǎo)體基板400可以具有彼此相反的第一表面400a和第二表面400b。半導(dǎo)體基板400可以具有立方晶系的晶體結(jié)構(gòu)。例如，半導(dǎo)體基板400可以具有金剛石晶體結(jié)構(gòu)。例如，半導(dǎo)體基板400可以包括用n型摻雜劑摻雜的單晶硅或用n型摻雜劑摻雜的單晶鍺。在一些實(shí)施方式中，在半導(dǎo)體基板400中第一導(dǎo)電類型的摻雜劑的濃度可以從第一表面400a朝向第二表面400b逐漸變小。

半導(dǎo)體基板400的第一表面400a和/或第二表面400b可以具有在半導(dǎo)體基板400的晶體結(jié)構(gòu)的{100}晶面族中包括的至少一個面。半導(dǎo)體基板400的晶體結(jié)構(gòu)的(100)面、(-100)面、(010)面、(0-10)面、(001)面和(00-1)面可以被包括在半導(dǎo)體基板400的晶體結(jié)構(gòu)的{100}晶面族中并且可以在結(jié)晶學(xué)上彼此等同。在下文，半導(dǎo)體基板400的第一表面400a和/或第二表面400b，其具有如圖8a至8c所示的(001)面，將作為一示例被描述。

半導(dǎo)體基板400可以包括由第一器件隔離層st1限定的第一像素區(qū)域pr1和第二像素區(qū)域pr2。例如，第一器件隔離層st1可以包括硅氧化物或硅氮氧化物的至少之一。

像素區(qū)域pr1和pr2的每個可以包括第一側(cè)壁400_s1和第二側(cè)壁400_s2。第一側(cè)壁400_s1可以具有在半導(dǎo)體基板400的晶體結(jié)構(gòu)的{320}晶面族中包括的至少一個面或類似于半導(dǎo)體基板400的晶體結(jié)構(gòu)的{320}晶面族的至少一個面。半導(dǎo)體基板400的晶體結(jié)構(gòu)的{320}晶面族可以包括半導(dǎo)體基板400的晶體結(jié)構(gòu)的在結(jié)晶學(xué)上彼此等同的(320)面、(-320)面、(3-20)面、(-3-20)面、(230)面、(-230)面、(2-30)面、(-2-30)面、(302)面、(-302)面、(30-2)面、(-30-2)面、(203)面、(-203)面、(20-3)面、(-20-3)面、(032)面、(0-32)面、(03-2)面、(0-3-2)面、(023)面、(0-23)面、(02-3)面和(0-2-3)面。第一側(cè)壁400_s1可以基本上垂直于半導(dǎo)體基板400的第一表面400a和/或第二表面400b。因而，當(dāng)半導(dǎo)體基板400的第一表面400a和/或第二表面400b具有(001)面時，第一側(cè)壁400_s1可以具有(320)面、(-320)面、(3-20)面、(-3-20)面、(230)面、(-230)面、(2-30)面或(-2-30)面。在下文，如圖8a至8c所示，實(shí)施方式將使用具有(320)面的第一側(cè)壁400_s1作為一示例被描述。

在一些實(shí)施方式中，第二側(cè)壁400_s2也可以具有在半導(dǎo)體基板400的晶體結(jié)構(gòu)的{320}晶面族中包括的至少一個面或類似于半導(dǎo)體基板400的晶體結(jié)構(gòu)的{320}晶面族的至少一個面。例如，第二側(cè)壁400_s2可以基本上垂直于第一側(cè)壁400_s1，如圖8a所示。在這種情形下，第二側(cè)壁400_s2可以具有半導(dǎo)體基板400的晶體結(jié)構(gòu)的(-230)面。

第一器件隔離層st1可以從半導(dǎo)體基板400的第一表面400a到第二表面400b豎直地延伸。例如，第一器件隔離層st1的豎直厚度可以基本上等于半導(dǎo)體基板400的豎直厚度。第一器件隔離層st1可以與每個像素區(qū)域pr1和pr2的側(cè)壁400_s1和400_s2接觸，因而界面可以形成在第一器件隔離層st1與每個像素區(qū)域pr1和pr2的側(cè)壁400_s1和400_s2之間。半導(dǎo)體基板400的晶體結(jié)構(gòu)的周期性(或在半導(dǎo)體基板400中包括的半導(dǎo)體原子的布置)可以在第一器件隔離層st1與每個像素區(qū)域pr1和pr2的側(cè)壁400_s1和400_s2之間的界面處被打破。因而，界面陷阱可以在第一器件隔離層st1與每個像素區(qū)域pr1和pr2的側(cè)壁400_s1和400_s2之間的界面處產(chǎn)生。

如參考圖2a至2c和圖3描述的，二維界面陷阱濃度可以在具有{320}晶面族的至少一個面或類似于{320}晶面族的至少一個面的側(cè)壁處較低，并且本征費(fèi)米能級和界面陷阱能級之差可以在具有{320}晶面族的至少一個面或類似于{320}晶面族的至少一個面的側(cè)壁處較大。根據(jù)一些實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件可以包括具有側(cè)壁400_s1和400s2的像素區(qū)域pr1和pr2，該側(cè)壁400_s1和400s2具有在{320}晶面族中包括的晶面或類似于{320}晶面族的晶面。因而，二維界面陷阱濃度可以在第一器件隔離層st1與每個像素區(qū)域pr1和pr2的側(cè)壁400_s1和400_s2之間的界面處較低，并且本征費(fèi)米能級和界面陷阱能級之差可以在第一器件隔離層st1與每個像素區(qū)域pr1和pr2的側(cè)壁400_s1和400_s2之間的界面處較高。結(jié)果，在根據(jù)一些實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件中，可以抑制漏電流在第一器件隔離層st1與每個像素區(qū)域pr1和pr2的側(cè)壁400_s1和400_s2之間的界面處發(fā)生。

在一些實(shí)施方式中，第一像素區(qū)域pr1和第二像素區(qū)域pr2可以在基本上平行于半導(dǎo)體基板400的晶體結(jié)構(gòu)的[320]方向的方向上交替地布置。第一像素區(qū)域pr1可以在基本上平行于[-230]方向的方向上布置，第二像素區(qū)域pr2也可以在基本上平行于[-230]方向的方向上布置。

具有第二導(dǎo)電類型的阱摻雜劑層410可以設(shè)置在第一像素區(qū)域pr1和第二像素區(qū)域pr2的每個中。阱摻雜劑層410可以鄰近半導(dǎo)體基板400的第一表面400a設(shè)置，并且可以包括例如p型摻雜劑。阱摻雜劑層410的從第一表面400a起的深度可以小于第一器件隔離層st1的從第一表面400a起的深度。

此外，第二器件隔離層st2可以鄰近半導(dǎo)體基板400的第一表面400a形成。第二器件隔離層st2可以限定第一有源部分act1和第二有源部分act2。第二器件隔離層st2可以形成在阱摻雜劑層410中并且可以在第一像素區(qū)域pr1和第二像素區(qū)域pr2的每個中限定第一有源部分act1和第二有源部分act2。第一有源部分act1和第二有源部分act2可以分別對應(yīng)于部分阱摻雜劑層410。第一有源部分act1和第二有源部分act2可以在第一像素區(qū)域pr1和第二像素區(qū)域pr2的每個中彼此間隔開，并且可以具有彼此不同的尺寸。

在一些實(shí)施方式中，如圖8a所示，當(dāng)在平面圖中看時，第二有源部分act2可以彼此相鄰。例如，當(dāng)在平面圖中看時，彼此相鄰的第一像素區(qū)域pr1和第二像素區(qū)域pr2的第二有源部分act2可以設(shè)置在彼此相鄰的第一像素區(qū)域pr1和第二像素區(qū)域pr2的第一有源部分act1之間。第二器件隔離層st2的從第一表面400a起的豎直深度可以小于第一器件隔離層st1的從第一表面400a起的豎直深度。第二器件隔離層st2的底表面可以設(shè)置在阱摻雜劑層410中。

第一傳輸柵極411a和第一浮置擴(kuò)散區(qū)421a可以設(shè)置在第一像素區(qū)域pr1的第一有源部分act1處，第二傳輸柵極411b和第二浮置擴(kuò)散區(qū)421b可以設(shè)置在第二像素區(qū)域pr2的第一有源部分act1處。

當(dāng)在平面圖中看時，第一傳輸柵極411a和第二傳輸柵極411b可以分別設(shè)置在第一像素區(qū)域pr1和第二像素區(qū)域pr2的中心部分處。第一傳輸柵極411a和第二傳輸柵極411b的每個可以包括設(shè)置在形成于阱摻雜劑層410中的溝槽中的下部分以及連接到下部分的上部分。第一傳輸柵極411a和第二傳輸柵極411b的每個的上部分可以從半導(dǎo)體基板400的第一表面400a向上突出。第一傳輸柵極411a和第二傳輸柵極411b的底表面可以低于半導(dǎo)體基板400的第一表面400a，并且柵絕緣層可以設(shè)置在每個阱摻雜劑層410與第一傳輸柵極411a和第二傳輸柵極411b的每個之間。在一些實(shí)施方式中，溝槽可以形成于在第一有源部分act1處暴露的阱摻雜劑層410中，柵絕緣層和柵導(dǎo)電層可以順序地形成在溝槽的內(nèi)表面上以及半導(dǎo)體基板400的第一表面400a上。此后，柵導(dǎo)電層可以被圖案化以形成第一傳輸柵極411a和第二傳輸柵極411b。

第一浮置擴(kuò)散區(qū)421a可以形成在阱摻雜劑層410中在第一傳輸柵極411a的一側(cè)，并且第二浮置擴(kuò)散區(qū)421b可以形成在阱摻雜劑層410中在第二傳輸柵極411b的一側(cè)。第一浮置擴(kuò)散區(qū)421a和第二浮置擴(kuò)散區(qū)421b可以具有與阱摻雜劑層410的第二導(dǎo)電類型相反的第一導(dǎo)電類型。例如，n型摻雜劑離子可以被注入阱摻雜劑層410中以形成第一浮置擴(kuò)散區(qū)421a和第二浮置擴(kuò)散區(qū)421b。

邏輯晶體管可以形成在第一像素區(qū)域pr1和第二像素區(qū)域pr2的第二有源部分act2處。在一些實(shí)施方式中，復(fù)位晶體管可以形成在第一像素區(qū)域pr1的第二有源部分act2處，源跟隨器晶體管和選擇晶體管可以形成在第二像素區(qū)域pr2的第二有源部分act2處。第一像素區(qū)域pr1和第二像素區(qū)域pr2可以共用邏輯晶體管。

在一些實(shí)施方式中，復(fù)位柵極413可以設(shè)置在第一像素區(qū)域pr1的第二有源部分act2上，源跟隨器柵極415和選擇柵極417可以設(shè)置在第二像素區(qū)域pr2的第二有源部分act2上。柵絕緣層可以設(shè)置在阱摻雜劑層410與復(fù)位柵極413、源跟隨器柵極415和選擇柵極417的每個之間。

第一摻雜劑區(qū)域423a可以形成在阱摻雜劑層410中在復(fù)位柵極413的一側(cè)，第二摻雜劑區(qū)域423b可以形成在阱摻雜劑層410中在復(fù)位柵極413的另一側(cè)。第三摻雜劑區(qū)域425a可以形成在阱摻雜劑層410中在源跟隨器柵極415的一側(cè)，第四摻雜劑區(qū)域425b可以形成在阱摻雜劑層410中在選擇柵極417的一側(cè)。此外，公共摻雜劑區(qū)域425c可以形成在阱摻雜劑層410中在源跟隨器柵極415與選擇柵極417之間。

在一些實(shí)施方式中，第一至第四摻雜劑區(qū)域423a、423b、425a和425b以及公共摻雜劑區(qū)域425c可以通過注入其導(dǎo)電類型與阱摻雜劑層410的導(dǎo)電類型相反的摻雜劑離子而形成。例如，第一至第四摻雜劑區(qū)域423a、423b、425a和425b以及公共摻雜劑區(qū)域425c可以是n型摻雜劑區(qū)域。

互連結(jié)構(gòu)可以設(shè)置在半導(dǎo)體基板400的第一表面400a上。互連結(jié)構(gòu)可以包括連接到邏輯晶體管的導(dǎo)線441、443、451和453以及接觸插塞431a、431b、433a、433b、435a、435b、435c和435d。例如，層間絕緣層430、440和450以及鈍化層460可以設(shè)置在半導(dǎo)體基板400的第一表面400a上。層間絕緣層430、440和450可以覆蓋第一傳輸柵極411a和第二傳輸柵極411b以及復(fù)位柵極413、源跟隨器柵極415和選擇柵極417。多個接觸插塞431a、431b、433a、433b、435a、435b、435c和435d以及多條導(dǎo)線441、443、451和453可以設(shè)置在層間絕緣層430、440和450中。

第一浮置擴(kuò)散(fd)接觸插塞431a和第二fd接觸插塞431b可以分別連接到第一浮置擴(kuò)散區(qū)421a和第二浮置擴(kuò)散區(qū)421b。第一接觸插塞433a可以連接到第一摻雜劑區(qū)域423a，第二接觸插塞433b可以連接到第二摻雜劑區(qū)域423b。第三接觸插塞435a可以連接到第三摻雜劑區(qū)域425a，第四接觸插塞435b可以連接到第四摻雜劑區(qū)域425b。公共接觸插塞435c可以連接到公共接觸插塞425c。此外，柵接觸插塞435d可以連接到源跟隨器柵極415。

每個接觸插塞431a、431b、433a、433b、435a、435b、435c和435d可以包括阻擋金屬層和金屬層。例如，阻擋金屬層可以由金屬氮化物諸如鈦氮化物、鉭氮化物、鎢氮化物、鉿氮化物和/或鋯氮化物形成。金屬層可以由鎢、銅、鉿、鋯、鈦、鉭、鋁、釕、鈀、鉑、鈷、鎳或?qū)щ娊饘俚锏闹辽僦恍纬?。在一些?shí)施方式中，硅化物層可以形成在每個接觸插塞431a、431b、433a、433b、435a、435b和435c與每個摻雜劑區(qū)域421a、421b、423a、423b、425a、425b和425c之間。

第一浮置擴(kuò)散區(qū)421a和第二浮置擴(kuò)散區(qū)421b可以通過連接線451彼此電連接。在一些實(shí)施方式中，連接線451可以與第一像素區(qū)域pr1和第二像素區(qū)域pr2交叉并且可以通過第一fd接觸插塞431a和第二接觸插塞431b電連接到第一浮置擴(kuò)散區(qū)421a和第二浮置擴(kuò)散區(qū)421b。此外，連接線451可以通過第一接觸插塞433a電連接到第一摻雜劑區(qū)域423a并且可以通過柵接觸插塞435d電連接到源跟隨器柵極415。

此外，電源電壓被施加到其的電源線可以連接到第二接觸插塞433b和第三接觸插塞435a，并且在每個像素中產(chǎn)生的光信號通過其被傳輸?shù)妮敵鼍€可以連接到第四接觸插塞435b。導(dǎo)線441、443、451和453諸如連接線、電源線和輸出線可以由銅(cu)、鋁(al)、鎢(w)、鈦(ti)、鉬(mo)、鉭(ta)、鈦氮化物(tin)、鉭氮化物(tan)、鋯氮化物(zrn)或其任何合金的至少之一形成。

濾色器層480和微透鏡490可以設(shè)置在半導(dǎo)體基板400的第二表面400b上。此外，保護(hù)平坦化層470可以設(shè)置在半導(dǎo)體基板400的第二表面400b與濾色器層480之間。

保護(hù)平坦化層470可以是高濃度摻雜劑層并且可以用諸如硼(b)的p型摻雜劑摻雜。保護(hù)平坦化層470可以防止或抑制耗盡阱通過由硅的懸掛缺陷(danglingdefect)所致的電勢降、由蝕刻應(yīng)力所致的表面缺陷和/或界面陷阱而在半導(dǎo)體基板400的第二表面400b處發(fā)生。此外，保護(hù)平坦化層470可以提供電勢梯度以使得在半導(dǎo)體基板400的鄰近第二表面400b的部分中產(chǎn)生的光電荷流入第一浮置擴(kuò)散區(qū)421a和第二浮置擴(kuò)散區(qū)421b。

濾色器層480的濾色器和微透鏡490可以分別形成為對應(yīng)于第一像素區(qū)域pr1和第二像素區(qū)域pr2。濾色器層480可以包括紅色、綠色和藍(lán)色濾色器。濾色器可以二維地布置。在某些實(shí)施方式中，濾色器可以包括黃色濾色器、品紅色濾色器和青色濾色器。此外，濾色器層480還可以包括白色濾色器。

微透鏡490可以具有凸起形狀并且可以具有特定的曲率半徑。微透鏡490可以由光透射樹脂形成并且可以將入射光集中到第一像素區(qū)域pr1和第二像素區(qū)域pr2的每個。

作為總結(jié)和回顧，半導(dǎo)體基板的晶體結(jié)構(gòu)的周期性可以在半導(dǎo)體基板和絕緣層之間的界面處被打破。因而，界面陷阱可以在半導(dǎo)體基板與絕緣層之間的界面處產(chǎn)生。這樣的界面陷阱能夠劣化半導(dǎo)體器件的操作特性。

根據(jù)一些實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件可以包括包含具有在{320}晶面族中包含的至少一個面或類似于{320}晶面族的至少一個面的內(nèi)側(cè)壁的溝槽。因而，二維界面陷阱濃度可以在溝槽的內(nèi)側(cè)壁與絕緣層之間的界面處較低，并且本征費(fèi)米能級和界面陷阱能級之差(|ei-eit|)可以在溝槽的內(nèi)側(cè)壁與絕緣層之間的界面處較高。結(jié)果，可以抑制在溝槽的內(nèi)側(cè)壁處發(fā)生漏電流。

實(shí)施方式可以提供一種能夠提高可靠性的半導(dǎo)體器件。

實(shí)施方式可以提供具有提高的可靠性的半導(dǎo)體器件的制造方法。

在此已經(jīng)公開了示例實(shí)施方式，雖然采用了專用術(shù)語，但是它們僅以一般性和描述性意義被使用和解釋而不用于限制。在一些情況下，如到提交本申請為止對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說可能顯然的是，結(jié)合具體實(shí)施方式描述的特征、特性和/或元件可以被單獨(dú)地使用，或者可以與結(jié)合其它實(shí)施方式描述的特征、特性和/或元件一起使用，除非另外明確表明。因此，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將理解，可以在形式和細(xì)節(jié)上進(jìn)行各種改變，而不脫離如由權(quán)利要求書所闡述的本發(fā)明的精神和范圍。

2016年2月23日在韓國知識產(chǎn)權(quán)局提交的發(fā)明名稱為“semiconductordeviceandmethodformanufacturingthesame(半導(dǎo)體器件及其制造方法)”的第10-2016-0021242號韓國專利申請通過引用被整體合并于此。