本發(fā)明構(gòu)思涉及半導(dǎo)體器件和制造半導(dǎo)體器件的方法。
背景技術(shù):
半導(dǎo)體器件可以包括多柵晶體管,在多柵晶體管中鰭狀或納米線狀多溝道有源圖案(或硅體)被形成在襯底上。柵可以被形成在多溝道有源圖案的表面上。
多柵晶體管可以包括三維溝道,并且多柵晶體管可以按比例縮小。即使當(dāng)多柵晶體管的柵長(zhǎng)度不被增加時(shí),電流控制能力也能被提高。溝道區(qū)域的電勢(shì)被漏電壓影響的短溝道效應(yīng)(sce)的出現(xiàn)可以被減少。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)或更多示例實(shí)施方式提供具有提高的可靠性和操作特性的半導(dǎo)體器件及其制造方法。
根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例實(shí)施方式,制造半導(dǎo)體器件的方法包括形成在第一方向上延伸的鰭。虛設(shè)層被形成為包括布置在鰭上的多個(gè)半導(dǎo)體層。多個(gè)半導(dǎo)體層中的每個(gè)具有彼此不同的雜質(zhì)濃度。虛設(shè)層被蝕刻以形成虛設(shè)柵電極。
根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例實(shí)施方式,制造半導(dǎo)體器件的方法包括形成在第一方向上延伸的鰭。場(chǎng)絕緣膜沿鰭的相對(duì)較長(zhǎng)的邊被形成并且暴露鰭的上部。虛設(shè)層通過(guò)虛設(shè)層沉積工藝被形成在暴露的上部鰭上。虛設(shè)層被蝕刻以形成包括在虛設(shè)層和鰭之間形成的凹線的虛設(shè)柵電極。間隔物被形成在虛設(shè)柵電極的側(cè)壁上以填充凹線。由柵電極替換虛設(shè)柵電極。
附圖說(shuō)明
通過(guò)參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施方式,本發(fā)明構(gòu)思的以上及其它特征將變得更加明顯,其中:
圖1至10示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些示例實(shí)施方式的制造半導(dǎo)體器件的方法。
圖11示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些示例實(shí)施方式的制造半導(dǎo)體器件的方法的一步驟。
圖12和13示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些示例實(shí)施方式的制造半導(dǎo)體器件的方法的步驟。
圖14至22示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些示例實(shí)施方式的制造半導(dǎo)體器件的方法的步驟。
圖23示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些示例實(shí)施方式的制造半導(dǎo)體器件的方法的一步驟。
圖24是包括根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的電子系統(tǒng)的框圖。
圖25示出包括根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的一示例半導(dǎo)體系統(tǒng)。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明構(gòu)思的方面及其實(shí)現(xiàn)方法將參考附圖在以下被更詳細(xì)地描述,在其中一些示例實(shí)施方式被示出。然而,本發(fā)明構(gòu)思可以以多種不同形式被實(shí)現(xiàn)并且不應(yīng)被解釋為限于此處闡述的實(shí)施方式。在說(shuō)明書(shū)和圖中,為了清晰,層和/或區(qū)域的厚度可以被夸大。
將理解,當(dāng)一元件或?qū)颖环Q為在另一元件或?qū)印吧稀被蛘摺斑B接到”另一元件或?qū)訒r(shí),它可以直接在所述另一元件或?qū)由匣蛘咧苯舆B接到所述另一元件或?qū)樱蛘呔娱g元件或?qū)涌梢源嬖?。相同附圖標(biāo)記貫穿說(shuō)明書(shū)和圖可以指代相同元件。
還將理解,當(dāng)一層被稱為在另一層或基板“上”時(shí),它可以直接在所述另一層或基板上,或者居間層可以存在。
將理解,盡管術(shù)語(yǔ)第一、第二等可以在此被用于描述各種元件,但是這些元件不應(yīng)受這些術(shù)語(yǔ)限制。
根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些示例實(shí)施方式的制造半導(dǎo)體器件的方法將參考圖1至10在以下被更詳細(xì)地描述。
圖1至10示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些示例實(shí)施方式的制造半導(dǎo)體器件的方法。圖1至5和7是透視圖。圖6是沿圖5的線a-a截取的剖視圖。圖8是沿圖7的線c-c截取的剖視圖。圖9是沿圖7的線e1-e1截取的剖視圖。圖10是在與圖9的剖視圖相同的方向上截取的剖視圖。
參考圖1,鰭420可以被形成在襯底100上。
鰭420可以在第三方向(z1)上突出。鰭420可以沿第一方向(y1)延伸,并且可以具有在第一方向(y1)上的長(zhǎng)邊和在第二方向(x1)上的短邊。然而,本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施方式不限于此。例如,鰭420可以具有在第二方向(x1)上的長(zhǎng)邊和在第一方向(y1)上的短邊。
鰭420可以是襯底100的一部分,并且可以包括從襯底100生長(zhǎng)的外延層。例如,鰭420可以包括硅(si)或硅鍺(sige)。鰭420可以包括是元素半導(dǎo)體材料的硅或鍺。鰭420可以包括至少一種化合物半導(dǎo)體,例如iv-iv族化合物半導(dǎo)體或iii-v族化合物半導(dǎo)體。iv-iv族化合物半導(dǎo)體的示例可以包括二元化合物、三元化合物以及由iv族元素?fù)诫s的化合物,所述二元化合物包含碳(c)、硅(si)、鍺(ge)和錫(sn)中的至少兩種。iii-v族化合物半導(dǎo)體的示例可以包括二元化合物、三元化合物以及四元化合物,所述二元化合物中的每種通過(guò)諸如鋁(al)、鎵(ga)和銦(in)的iii族元素中的至少一種與諸如磷(p)、砷(as)和銻(sb)的v族元素中的一種的鍵合被形成。
襯底100可以包括選自si、ge、sige、gap、gaas、sic、sigec、inas和inp的至少一種半導(dǎo)體材料。襯底100可以是絕緣體上硅(soi)襯底。
場(chǎng)絕緣膜150可以覆蓋鰭420的側(cè)面。場(chǎng)絕緣膜150可以沿鰭420的側(cè)面的長(zhǎng)邊被形成。場(chǎng)絕緣膜150可以暴露鰭420的上部。鰭420可以具有在覆蓋鰭420的側(cè)面的場(chǎng)絕緣膜150之間在第三方向(z1)上突出的形狀。
參考圖2,虛設(shè)柵絕緣膜441可以覆蓋鰭420和場(chǎng)絕緣膜150。虛設(shè)柵絕緣膜441可以沿鰭420的上表面和側(cè)壁被布置,并且可以覆蓋場(chǎng)絕緣膜150的上表面。虛設(shè)柵絕緣膜441可以被共形地形成在鰭420和場(chǎng)絕緣膜150上。
虛設(shè)柵絕緣膜441可以包括硅氧化物(sio2)膜、硅氮氧化物(sion)膜或它們的組合中的一種。虛設(shè)柵絕緣膜441可以使用熱處理、化學(xué)處理、原子層沉積(ald)或化學(xué)氣相沉積(cvd)被形成。
參考圖3,虛設(shè)層沉積工藝(s)可以在虛設(shè)柵絕緣膜441上被執(zhí)行。虛設(shè)層沉積工藝(s)可以形成虛設(shè)層443,并且可以包括在虛設(shè)柵絕緣膜441上沉積硅基材料的工藝。通過(guò)虛設(shè)層沉積工藝(s)形成的虛設(shè)層443可以通過(guò)在鰭420周?chē)杌牧系倪B續(xù)生長(zhǎng)被形成,但是本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施方式不限于此。
在虛設(shè)層沉積工藝(s)過(guò)程中,雜質(zhì)注入工藝(d)可以被執(zhí)行。通過(guò)虛設(shè)層沉積工藝(s)形成的虛設(shè)層443中包括的雜質(zhì)的濃度能通過(guò)調(diào)節(jié)通過(guò)雜質(zhì)注入工藝(d)注入的雜質(zhì)的濃度和量被控制。通過(guò)雜質(zhì)注入工藝(d)注入的雜質(zhì)可以包括鍺(ge)、磷(p)和砷(as)中的至少一種,或者可以是能將虛設(shè)層443形成為n型半導(dǎo)體層的雜質(zhì)。然而,本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施方式不限于此。
控制通過(guò)雜質(zhì)注入工藝(d)和虛設(shè)層沉積工藝(s)形成的虛設(shè)層443中包括的雜質(zhì)的濃度可以根據(jù)虛設(shè)層443的區(qū)域控制蝕刻速率。
因此,只要根據(jù)虛設(shè)層443的區(qū)域的蝕刻速率能被控制,任何所需雜質(zhì)能被使用而與雜質(zhì)的類(lèi)型無(wú)關(guān)。
參考圖4,包括第一半導(dǎo)體層443a、第二半導(dǎo)體層443b、第三半導(dǎo)體層443c和第四半導(dǎo)體層443d的虛設(shè)層443可以被形成在鰭420上。
通過(guò)雜質(zhì)注入工藝(d)在第一半導(dǎo)體層443a、第二半導(dǎo)體層443b、第三半導(dǎo)體層443c和第四半導(dǎo)體層443d的每個(gè)中包括的雜質(zhì)的濃度能根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)或更多示例實(shí)施方式被控制。
例如,在雜質(zhì)注入工藝(d)中使用的雜質(zhì)是鍺(ge)并且第一半導(dǎo)體層443a、第二半導(dǎo)體層443b、第三半導(dǎo)體層443c和第四半導(dǎo)體層443d中的每個(gè)包括硅基材料的情況下,當(dāng)雜質(zhì)注入工藝(d)中使用的雜質(zhì)的濃度和量在虛設(shè)層沉積工藝(s)的初期被增加然后逐漸被降低時(shí),第一半導(dǎo)體層443a可以是在虛設(shè)層443中具有最高鍺濃度的硅鍺基材料層。
第二半導(dǎo)體層443b可以是相比于第一半導(dǎo)體層443a具有較低鍺濃度的硅鍺基材料層,第三半導(dǎo)體層443c可以是相比于第二半導(dǎo)體層443b具有較低鍺濃度的硅鍺基材料層,并且第四半導(dǎo)體層443d可以是相比于第三半導(dǎo)體層443c具有較低鍺濃度的硅鍺基材料層。
然而,本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施方式不限于此。例如,在虛設(shè)層443中,第一半導(dǎo)體層443a中包括的雜質(zhì)的濃度可以是最低的,并且第四半導(dǎo)體層443d中包括的雜質(zhì)的濃度可以是最高的。
虛設(shè)層443可以包括四個(gè)半導(dǎo)體層,然而本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施方式不限于此。虛設(shè)層443可以包括多個(gè)半導(dǎo)體層并且半導(dǎo)體中的每個(gè)可以具有基本相同的雜質(zhì)濃度,然而本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施方式不限于此,并且虛設(shè)層443中包括的多個(gè)半導(dǎo)體層中的每個(gè)可以具有梯度變化的雜質(zhì)濃度。
參考圖5,蝕刻工藝可以使用掩模圖案2404被執(zhí)行以形成與鰭420交叉并且在第二方向(x1)上延伸的虛設(shè)柵電極443。
虛設(shè)柵電極443可以包括沿鰭420的上表面和側(cè)壁形成的凹線ca。凹線ca可以被形成在與其中形成圖4的第一半導(dǎo)體層443a的區(qū)域相應(yīng)的區(qū)域中。
根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例實(shí)施方式,虛設(shè)柵電極443可以使用包括多個(gè)半導(dǎo)體層的虛設(shè)層443形成。因此,虛設(shè)柵電極443在更靠近鰭420的區(qū)域中可以具有相對(duì)高的雜質(zhì)濃度,并且在更遠(yuǎn)離鰭420的區(qū)域中可以具有相對(duì)低的雜質(zhì)濃度。
虛設(shè)層443中包括的多個(gè)半導(dǎo)體層中的每個(gè)隨雜質(zhì)的濃度的增加相對(duì)于相同的蝕刻劑可以具有相對(duì)高的蝕刻速率。因此,虛設(shè)層443中包括的多個(gè)半導(dǎo)體層中的每個(gè)可以具有彼此不同的蝕刻速率。與第二至第四半導(dǎo)體層443b、443c和443d相比,在具有最高雜質(zhì)濃度的第一半導(dǎo)體層443a中,在相同時(shí)間量中相對(duì)大的區(qū)域能被蝕刻。因此,凹線ca可以被形成。
當(dāng)多個(gè)半導(dǎo)體層中的每個(gè)是硅鍺基材料層時(shí),多個(gè)半導(dǎo)體層中的每個(gè)隨鍺的含量增加可以具有相對(duì)高的蝕刻速率。因此,當(dāng)虛設(shè)柵電極443包括硅鍺基材料時(shí),虛設(shè)柵電極443的鄰近于鰭420的區(qū)域可以具有最高鍺濃度。
然而,本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施方式不限于此,并且具有最高雜質(zhì)濃度的區(qū)域可以根據(jù)特定區(qū)域中包括的雜質(zhì)的種類(lèi)被不同地確定。根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些示例實(shí)施方式,虛設(shè)柵電極443的鄰近于鰭420的區(qū)域與其它區(qū)域相比可以保持相對(duì)高的蝕刻速率。
凹線ca可以具有線狀,并且可以以線狀沿鰭420的外部被形成,但是本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施方式不限于此。凹線ca可以被形成在鰭420和與鰭420交叉的虛設(shè)柵電極443之間,但是本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施方式不限于此,并且凹線ca不必須通過(guò)控制多個(gè)半導(dǎo)體層中的每個(gè)的雜質(zhì)濃度被形成。
在虛設(shè)柵電極443的形成之后,使用清潔溶液的清潔工藝可以被執(zhí)行。清潔溶液可以是sc1(1號(hào)標(biāo)準(zhǔn)清洗)溶液。通過(guò)清潔工藝,凹線ca能被修整。也就是,通過(guò)清潔工藝,凹線ca的結(jié)構(gòu)和深度能被更精確地控制。具有相對(duì)高雜質(zhì)濃度的半導(dǎo)體層能通過(guò)清潔工藝被去除。
根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例實(shí)施方式,由于虛設(shè)柵電極443的鄰近于鰭420的區(qū)域的蝕刻速率相對(duì)于相同蝕刻劑被增加,當(dāng)使用掩模圖案2404形成虛設(shè)柵電極443時(shí),可能減少或防止蝕刻尾(etchtail)也就是要被去除的虛設(shè)層留在鰭420和虛設(shè)柵電極443之間的現(xiàn)象的出現(xiàn)。因此,可能提高半導(dǎo)體器件的可靠性并且提高半導(dǎo)體器件的操作特性。
圖6是沿圖5的線a-a截取的剖視圖。
參考圖6,凹線ca可以被形成在鰭420和虛設(shè)柵電極443之間。
由于虛設(shè)柵電極443包括凹線ca,與鰭420接觸的區(qū)域可以具有第二寬度w2,并且與鰭420分隔開(kāi)的區(qū)域可以具有大于第二寬度w2的第一寬度w1。凹線ca的側(cè)壁在圖6中以直線的形式被示出,但是本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施方式不限于此。例如,凹線ca的側(cè)壁可以是彎曲的。
參考圖5和6,虛設(shè)柵絕緣膜441保持不被圖案化或蝕刻,但是本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施方式不限于此。例如,虛設(shè)柵絕緣膜441可以以與虛設(shè)柵電極443相同的方式被蝕刻。根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些示例實(shí)施方式,虛設(shè)柵絕緣膜441可以以與虛設(shè)柵電極443相同的方式被蝕刻。
參考圖7至9,虛設(shè)柵電極443和虛設(shè)柵絕緣膜441可以被去除,從而形成交叉鰭420并且暴露鰭420的溝槽423。
間隔物451可以被形成在虛設(shè)柵電極443的側(cè)壁上。間隔物451可以包括硅氮化物或硅氮氧化物。當(dāng)間隔物451被形成時(shí),鰭420的不交疊虛設(shè)柵電極443的一部分可以被去除以形成凹陷。源/漏461可以被形成在虛設(shè)柵電極443的相對(duì)側(cè)。源/漏461可以是抬高的源/漏區(qū)域。源/漏461可以包括si或sige,但是本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施方式不限于此。
參考圖7,源/漏461可以具有四邊形形狀,但是本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施方式不限于此。例如,源/漏461可以具有五邊形形狀、圓形形狀或六邊形形狀。
覆蓋源/漏461的層間絕緣膜110可以被形成。層間絕緣膜110可以包括硅氧化物。虛設(shè)柵電極443的上表面可以通過(guò)平坦化工藝被暴露。虛設(shè)柵電極443和虛設(shè)柵絕緣膜441可以被去除,從而形成溝槽423。
參考圖6,由于凹線ca可以被形成在鰭420和虛設(shè)柵電極443之間,形成在虛設(shè)柵電極443的側(cè)壁上的間隔物451可以包括具有與凹線ca的形狀相應(yīng)的形狀的凸線sca。
在間隔物451中,間隔物451的覆蓋鰭420的上表面和側(cè)壁的一部分可以比間隔物451的其它部分厚。彼此面對(duì)的間隔物451可以包括彼此面對(duì)的凸線sca。
再參考圖8和9,溝槽423可以具有第一寬度w1和小于第一寬度w1的第二寬度w2。間隔物451可以具有第一寬度wb1和大于第一寬度wb1的第二寬度wb2。因此,鰭420的通過(guò)溝槽423暴露的上表面可以以第一柵長(zhǎng)度gw1被暴露。
參考圖10,包括柵絕緣膜471和柵金屬層473的柵電極470可以被形成在溝槽423中。
柵絕緣膜471可以沿鰭420的上表面和側(cè)壁以及間隔物451的側(cè)壁被共形地形成。柵絕緣膜可以包括相比于硅氧化物具有更高介電常數(shù)的電介質(zhì)材料。例如,柵絕緣膜471可以包括選自鉿氧化物、鉿硅氧化物、鑭氧化物、鑭鋁氧化物、鋯氧化物、鋯硅氧化物、鉭氧化物、鈦氧化物、鋇鍶鈦氧化物、鋇鈦氧化物、鍶鈦氧化物、釔氧化物、鋁氧化物、鉛鈧鉭氧化物和鈮鋅酸鉛的一種或更多種。然而,本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施方式不限于此。
柵金屬層473可以包括導(dǎo)電材料。柵金屬層473可以包括單層。然而,本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施方式不限于此。例如,柵金屬層473可以包括用于調(diào)節(jié)功函數(shù)的功函數(shù)導(dǎo)電層和用于填充由功函數(shù)導(dǎo)電層形成的間隔的填充導(dǎo)電層。
柵金屬層473可以包含tin、wn、tan、ru、tic、tac、ti、ag、al、tial、tialn、tialc、tacn、tasin、mn、zr、w和al中的至少一種。除一種或更多種金屬之外,柵金屬層473可以包括si或sige。
柵電極470可以與鰭420的通過(guò)溝槽423以第一柵長(zhǎng)度gw1暴露的上表面接觸。
根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些示例實(shí)施方式的制造半導(dǎo)體器件的方法將參考圖11在以下被更詳細(xì)地描述。
圖11示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些示例實(shí)施方式的制造半導(dǎo)體器件的方法的一步驟。根據(jù)該示例實(shí)施方式的制造半導(dǎo)體器件的方法可以被添加到已經(jīng)參考圖1至10在以上被更詳細(xì)地描述的制造半導(dǎo)體器件的方法。也就是,圖11的中間物可以是參考圖4和5描述的步驟之間的步驟。因此,與以上描述的相同的附圖標(biāo)記可以指代相同元件,并且重復(fù)描述可以被省略。
參考圖11,虛設(shè)柵電極443可以通過(guò)蝕刻虛設(shè)層被形成,然后氧化物膜444可以被形成在虛設(shè)柵電極443的暴露的側(cè)壁上。
氧化物膜444可以通過(guò)氧化虛設(shè)柵電極443的側(cè)壁被形成。隨后,濕法蝕刻工藝可以被執(zhí)行。
如參考圖4在以上被更詳細(xì)地描述的那樣,虛設(shè)柵電極443的鄰近于鰭420的區(qū)域的雜質(zhì)濃度可以相對(duì)高。因此,形成的氧化物膜444的深度可以取決于虛設(shè)柵電極443中包括的雜質(zhì)的濃度,并且氧化物膜444的鄰近于鰭420的區(qū)域可以被更厚地氧化。
在濕法蝕刻工藝中,由于在蝕刻速率上的差異根據(jù)氧化物膜444的氧化程度出現(xiàn),形成的凹線ca的深度或形狀能被更精確地控制。
根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些示例實(shí)施方式的制造半導(dǎo)體器件的方法將參考圖12和13在以下被更詳細(xì)地描述。
圖12和13示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些示例實(shí)施方式的制造半導(dǎo)體器件的方法的步驟。
在根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例實(shí)施方式的制造半導(dǎo)體器件的方法中,參考圖12描述的步驟可以與圖5的步驟相應(yīng),并且參考圖13描述的步驟可以與參考圖10描述的步驟相應(yīng)。圖12和13中示出的相同附圖標(biāo)記可以與以上描述的相同附圖標(biāo)記基本相同,并且因此重復(fù)描述可以被省略。
參考圖12,虛設(shè)柵電極443可以被形成在鰭420上。虛設(shè)柵電極443可以不包括凹線ca。也就是,在虛設(shè)柵電極443中,虛設(shè)柵電極443的側(cè)壁可以通過(guò)控制虛設(shè)層443中包括的多個(gè)半導(dǎo)體層中的每個(gè)而變平。
因此,間隔物451的與虛設(shè)柵電極443的側(cè)壁相應(yīng)的側(cè)壁可以具有平的形狀,并且因此具有圖13示出的形狀的柵電極470可以被形成。
根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例實(shí)施方式,由于虛設(shè)層443(例如見(jiàn)圖4)可以具有彼此不同的雜質(zhì)摻雜濃度,具有平的側(cè)壁的虛設(shè)柵電極443(例如見(jiàn)圖12)可以被形成,或者具有凹線ca的虛設(shè)柵電極443(例如見(jiàn)圖5)可以被形成。
根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些示例實(shí)施方式的制造半導(dǎo)體器件的方法將參考圖14至22在以下被更詳細(xì)地描述。
圖14至22示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些示例實(shí)施方式的制造半導(dǎo)體器件的方法的步驟。圖14至18和20是透視圖。圖19示出沿圖18的線a-a和b-b截取的剖視圖。圖21示出沿圖20的線c-c和d-d截取的剖視圖。圖22示出在第一柵電極470被形成在第一溝槽423中并且第二柵電極570被形成在第二溝槽523中之后,沿圖20的線e1-e1和f2-f2截取的剖視圖。
根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例實(shí)施方式,參考圖14至22描述的制造可以包括第一區(qū)域和第二區(qū)域的半導(dǎo)體器件的方法可以與已經(jīng)參考圖1至10描述的制造半導(dǎo)體器件的方法基本相同。因此,與以上描述的相同的附圖標(biāo)記可以指代相同元件,并且重復(fù)描述可以被省略。
參考圖14,第一鰭420和第二鰭520可以被分別形成在襯底100上。襯底100可以分別由第一區(qū)域i和第二區(qū)域ii限定。第一區(qū)域i和第二區(qū)域ii可以被彼此連接或被彼此分隔開(kāi)。例如,第一區(qū)域i可以是在其中n型晶體管被形成的nfet區(qū)域,并且第二區(qū)域ii可以是在其中p型晶體管被形成的pfet區(qū)域。然而,本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施方式不限于此。
場(chǎng)絕緣膜150可以被形成在襯底100中的每個(gè)上。場(chǎng)絕緣膜150可以覆蓋第一和第二鰭420和520中的每個(gè)的側(cè)壁。場(chǎng)絕緣膜150可以包括硅氧化物膜、硅氮化物膜和硅氮氧化物膜的至少一種。
參考圖15,第一虛設(shè)柵絕緣膜441可以被形成在第一區(qū)域i中,并且第二虛設(shè)柵絕緣膜541可以被形成在第二區(qū)域ii中。
參考圖16,使用雜質(zhì)摻雜氣體d的第一虛設(shè)層沉積工藝s可以在第一區(qū)域i中被執(zhí)行。根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例實(shí)施方式,掩模層可以不被布置在第二區(qū)域ii中,但是本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施方式不限于此。掩模層可以被布置在第二區(qū)域ii中并且因此沉積工藝可以僅在第一區(qū)域i中被執(zhí)行。
參考圖17,包括第一至第四半導(dǎo)體層443a、443b、443c和443d的第一虛設(shè)層443可以通過(guò)第一虛設(shè)層沉積工藝s被形成在第一區(qū)域i中。第二虛設(shè)層543可以被形成在第二區(qū)域ii中。第二虛設(shè)層543可以通過(guò)與第一虛設(shè)層沉積工藝s基本相同或不同的工藝被形成。
參考圖18和19,第一虛設(shè)柵電極443和第二虛設(shè)柵電極543可以通過(guò)分別蝕刻第一區(qū)域i和第二區(qū)域ii被形成。
在第一掩模2404被布置在第一虛設(shè)層443上并且第二掩模2504被布置在第二虛設(shè)層543上之后,第一虛設(shè)柵電極443和第二虛設(shè)柵電極543可以通過(guò)蝕刻工藝被形成。
在第一區(qū)域i中,凹線ca可以被形成在第一虛設(shè)柵電極443和第一鰭420之間。在第二區(qū)域ii中,凹線ca可以不被形成在第二虛設(shè)柵電極543和第二鰭520之間。
因此,第一虛設(shè)柵電極443的鄰近于第一鰭420的區(qū)域可以具有第二寬度w2和大于第二寬度w2的第一寬度w1。第二虛設(shè)柵電極543的鄰近于第二鰭520的區(qū)域可以具有第三寬度w3和基本等于第三寬度w3的第四寬度w4。
包括凹線ca的虛設(shè)柵電極可以被自由地形成在第一區(qū)域i中,并且不包括凹線ca的另一虛設(shè)柵電極可以被自由地形成在第二區(qū)域ii中。
參考圖20至22,第一溝槽423可以被形成在第一區(qū)域i中,并且第二溝槽523可以被形成在第二區(qū)域ii中。
形成在第一區(qū)域i中的第一間隔物451可以包括與凹線ca相應(yīng)的凸線sca。因此,第一間隔物451的與鰭420分隔開(kāi)的區(qū)域可以具有第一厚度wb1,并且第一間隔物451的鄰近于第一鰭420的區(qū)域可以具有大于第一厚度wb1的第二厚度wb2。形成在第二區(qū)域ii中的第二間隔物551可以具有基本均勻的厚度wc。
源/漏561可以被形成在第二虛設(shè)柵電極543的相對(duì)側(cè)。源/漏561可以是抬高的源/漏區(qū)域。源/漏561可以包括si或sige,但是本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施方式不限于此。
參考圖22,包括第一柵絕緣膜471和第一柵金屬層473的第一柵電極470可以被形成在第一區(qū)域i的第一溝槽423中,并且包括第二柵絕緣膜571和第二柵金屬層573的第二柵電極570可以被形成在第二區(qū)域ii的第二溝槽523中。
第一柵電極470可以與第一鰭420接觸并且可以具有第一柵長(zhǎng)度gw1。第二柵電極570可以與第二鰭520接觸并且可以具有第二柵長(zhǎng)度gw2。由于第一間隔物451包括凸線sca,第一柵長(zhǎng)度gw1可以比第二柵長(zhǎng)度gw2短。
根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些示例實(shí)施方式的制造半導(dǎo)體器件的方法將參考圖23在以下被更詳細(xì)地描述。
圖23示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些示例實(shí)施方式的制造半導(dǎo)體器件的方法的一步驟。參考圖23描述的制造半導(dǎo)體器件的方法可以被添加到已經(jīng)參考圖14至22被更詳細(xì)地描述的制造半導(dǎo)體器件的方法。也就是,參考圖23描述的步驟(們)可以在參考圖17和18描述的步驟之間被執(zhí)行。因此,與以上描述的相同的附圖標(biāo)記可以指代相同元件,并且重復(fù)描述可以被省略。
參考圖23,第一虛設(shè)柵電極443可以通過(guò)蝕刻第一虛設(shè)層被形成,然后第一氧化物膜444可以被形成在第一虛設(shè)柵電極443的暴露側(cè)壁上。第二虛設(shè)柵電極543可以通過(guò)蝕刻第二虛設(shè)層被形成,然后第二氧化物膜544可以被形成在第二虛設(shè)柵電極543的暴露側(cè)壁上。但是,第二氧化物膜544不必須被形成。
第一氧化物膜444可以通過(guò)氧化第一虛設(shè)柵電極443的側(cè)壁被形成。隨后,濕法蝕刻工藝可以被執(zhí)行。
第一虛設(shè)柵電極443的鄰近于第一鰭420的區(qū)域的雜質(zhì)濃度可以相對(duì)高。因此,形成的第一氧化物膜444的深度可以取決于第一虛設(shè)柵電極443中包括的雜質(zhì)的濃度,并且第一氧化物膜444的鄰近于第一鰭420的區(qū)域可以被更厚地氧化。
在濕法蝕刻工藝中,由于在蝕刻速率上的差異根據(jù)第一氧化物膜444的氧化程度出現(xiàn),形成的凹線ca的深度或形狀能被更精確地控制。
圖24是包括根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的電子系統(tǒng)的框圖。
參考圖24,根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一實(shí)施方式的電子系統(tǒng)1000可以包括控制器1010、輸入/輸出(i/o)設(shè)備1020、存儲(chǔ)設(shè)備1030、接口1040和總線1050??刂破?010、輸入/輸出(i/o)設(shè)備1020、存儲(chǔ)設(shè)備1030和/或接口1040可以通過(guò)總線1050被彼此連接。總線1050相當(dāng)于數(shù)據(jù)通過(guò)其傳輸?shù)穆窂健?/p>
控制器1010可以包括微處理器、數(shù)字信號(hào)處理器、微控制器和能執(zhí)行與所述元件類(lèi)似的功能的邏輯設(shè)備中的至少一種。輸入/輸出(i/o)設(shè)備1020可以包括小鍵盤(pán)、鍵盤(pán)和顯示設(shè)備。存儲(chǔ)設(shè)備1030可以存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和/或指令。接口1040可以執(zhí)行將數(shù)據(jù)傳輸?shù)酵ㄐ啪W(wǎng)絡(luò)或者從通信網(wǎng)絡(luò)接收數(shù)據(jù)的功能。接口1040可以是有線或無(wú)線接口。例如,接口1040可以包括天線、有線收發(fā)器和無(wú)線收發(fā)器。
電子系統(tǒng)1000可以包括作為用于提高控制器1010的操作的操作存儲(chǔ)器的高速dram和/或sram。電子系統(tǒng)可以包括根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)或更多示例實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件。
電子系統(tǒng)1000能被應(yīng)用于能在無(wú)線環(huán)境下傳輸和/或接收信息的所有電子產(chǎn)品,諸如個(gè)人數(shù)字助理(pda)、便攜式計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)平板電腦、無(wú)線電話、移動(dòng)電話、數(shù)字音樂(lè)播放器和存儲(chǔ)卡。
圖25示出包括根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一示例實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的示例半導(dǎo)體系統(tǒng)。
圖25示出平板pc1100。平板pc1100可以包括根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)或更多示例實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件。根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)或更多示例實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件可以被包括在筆記本計(jì)算機(jī)或智能電話中。
此外,對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是明顯的,根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些示例實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件也能被應(yīng)用于未被例示的其它集成電路設(shè)備。在本發(fā)明構(gòu)思的一些示例實(shí)施方式中,半導(dǎo)體系統(tǒng)的示例可以包括umpc(超級(jí)移動(dòng)pc)、工作站、上網(wǎng)本、pda(個(gè)人數(shù)字助理)、便攜式計(jì)算機(jī)、無(wú)線電話、移動(dòng)電話、電子書(shū)、pmp(便攜式多媒體播放器)、便攜式游戲主機(jī)、導(dǎo)航儀、黑匣子、數(shù)碼相機(jī)、三維電視機(jī)、數(shù)字錄音機(jī)、數(shù)字音頻播放器、數(shù)字圖像記錄器、數(shù)字圖像播放器、數(shù)字錄像機(jī)和數(shù)字視頻播放器。
盡管本發(fā)明構(gòu)思已經(jīng)參考其示例實(shí)施方式被具體示出和描述,但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解,可以在此進(jìn)行在形式和細(xì)節(jié)上的各種改變而不背離本發(fā)明構(gòu)思的精神和范圍。
本申請(qǐng)要求享有2015年12月7日在韓國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的韓國(guó)專利申請(qǐng)第10-2015-0173138號(hào)的優(yōu)先權(quán),其公開(kāi)通過(guò)全文引用合并于此。