半導體裝置制造方法及圖紙

提供了一種包括鰭形圖案的半導體裝置。所述半導體裝置包括：第一鰭形圖案；場絕緣層，設置在第一鰭形圖案的附近，并具有第一部分和第二部分，第一部分從第二部分突出；第一虛設柵極堆疊件，形成在場絕緣層的第一部分上，并包括具有第一厚度的第一虛設柵極絕緣層；第一柵極堆疊件，形成在場絕緣層的第二部分上以與第一鰭形圖案相交，并包括具有與第一厚度不同的第二厚度的第一柵極絕緣層。

【技術實現步驟摘要】
本申請要求于2015年5月11日在韓國知識產權局提交的第10-2015-0065131號韓國專利申請的優先權和全部權益，通過引用將該韓國專利申請的內容全部包含于此。
本專利技術構思涉及一種半導體裝置，更具體地涉及一種包括鰭形圖案的半導體裝置。
技術介紹
作為用于增加半導體裝置的密度的縮放技術中的一種，已經提出了一種周圍柵極(gate-all-around)結構，在該結構中納米線形硅體形成在基底上，柵極形成為圍繞硅體。因為周圍柵極結構使用三維溝道，所以容易實現縮放。另外，可以改善電流控制能力而不用增加柵極的長度。此外，可以有效地抑制溝道區域的電勢受漏電壓影響的短溝道效應(SCE)。
技術實現思路
本專利技術構思提供了一種半導體裝置，所述半導體裝置通過增加柵極絕緣層的厚度具有改善的操作性能。本專利技術構思的上述和其它目的將在下面的示例實施例中進行描述，或者本專利技術構思的上述或其它目的通過下面的示例實施例的描述而清楚。根據本專利技術構思的一個方面，提供了一種半導體裝置，所述半導體裝置包括：第一鰭形圖案；場絕緣層，設置在第一鰭形圖案的附近，，并具有第一部分和第二部分，所述第一部分從第二部分突出；第一虛設柵極堆疊件，形成在場絕緣層的第一部分上，并包括具有第一厚度的第一虛設柵極絕緣層；第一柵極堆疊件，形成在場絕緣層的第二部分上，以與第一鰭形圖案相交，并包括具有與第一厚度不同的第二厚度的第一柵極絕緣層。在本專利技術構思的一些實施例中，第一厚度是沿著場絕緣層的第一部分的頂表面形成的第一虛設柵極絕緣層的厚度，第二厚度是沿著第一鰭形圖案的頂表面形成的第一柵極絕緣層的厚度。在本專利技術構思的一些實施例中，第一厚度比第二厚度大。在本專利技術構思的一些實施例中，第一虛設柵極堆疊件還包括限定第一溝槽的第一虛設間隔件，第一柵極堆疊件還包括限定第二溝槽的第一間隔件，第一虛設柵極絕緣層包括形成在第一溝槽的底表面上的第一虛設界面層和沿著第一溝槽的側壁和底表面形成在第一虛設界面層上的第一虛設高k絕緣層，第一柵極絕緣層包括形成在第二溝槽的底表面上的界面層和沿著第二溝槽的側壁和底表面形成在界面層上的高k絕緣層。在本專利技術構思的一些實施例中，第一虛設界面層不沿著第一溝槽的側壁形成，界面層不沿著第二溝槽的側壁形成。在本專利技術構思的一些實施例中，第一虛設界面層和界面層中的每個包括氧化硅。在本專利技術構思的一些實施例中，形成在第一溝槽的底表面上的第一虛設高k絕緣層的厚度與形成在第二溝槽的底表面上的高k絕緣層的厚度基本相同。在本專利技術構思的一些實施例中，所述半導體裝置還可以包括形成在場絕緣層的第一部分上的第二虛設柵極堆疊件，所述第二虛設柵極堆疊件包括具有比第一厚度小的第三厚度的第二虛設柵極絕緣層和限定第一溝槽的第二虛設間隔件。第一鰭形圖案具有第一端和第二端，第一虛設柵極堆疊件設置為與第一鰭形圖案的第一端相鄰，第二虛設柵極堆疊件設置為與第一鰭形圖案的第二端相鄰。在本專利技術構思的一些實施例中，第一厚度和第三厚度是沿著場絕緣層的第一部分的頂表面形成的第一虛設柵極絕緣層和第二虛設柵極絕緣層的厚度。在本專利技術構思的一些實施例中，第一虛設柵極堆疊件包括限定第二溝槽的第一虛設間隔件，第一虛設柵極絕緣層包括形成在第二溝槽的底表面上的第一虛設界面層和在第一虛設界面層上沿著第二溝槽的側壁和底表面形成的第一虛設高k絕緣層，第二虛設柵極絕緣層包括形成在第一溝槽的底表面上的第二虛設界面層和在第二虛設界面層上沿著第一溝槽的側壁和底表面形成的第二虛設高k絕緣層。在本專利技術構思的一些實施例中，第一虛設界面層不沿著第二溝槽的側壁形成，第二虛設界面層不沿著第一溝槽的側壁形成，第一虛設界面層的厚度比第二虛設界面層的厚度大。在本專利技術構思的一些實施例中，第一虛設柵極堆疊件包括限定第二溝槽的第一虛設間隔件，第一虛設柵極絕緣層包括形成在第二溝槽的底表面上的第一虛設界面層和在第一虛設界面層上沿著第二溝槽的側壁和底表面形成的第一虛設高k絕緣層，第二虛設柵極絕緣層包括與場絕緣層的第一部分接觸并沿著第一溝槽的側壁和底表面形成的第二虛設高k絕緣層。在本專利技術構思的一些實施例中，所述半導體裝置還可以包括設置為沿縱向方向與第一鰭形圖案平行的第二鰭形圖案。場絕緣層設置為與第二鰭形圖案相鄰，場絕緣層的第一部分設置在第一鰭形圖案與第二鰭形圖案之間。在本專利技術構思的一些實施例中，所述半導體裝置還可以包括形成在場絕緣層的第二部分上以與第二鰭形圖案相交的第二柵極堆疊件。第一虛設柵極堆疊件設置在第一柵極堆疊件與第二柵極堆疊件之間，第一虛設柵極堆疊件、第一柵極堆疊件和第二柵極堆疊件分別沿第一方向縱向地延伸，第一柵極堆疊件、第一虛設柵極堆疊件和第二柵極堆疊件沿與第一方向不同的第二方向順序地布置。在本專利技術構思的一些實施例中，第一虛設柵極堆疊件包括虛設柵電極，第一柵極堆疊件包括柵電極，虛設柵電極的頂表面與柵電極的頂表面彼此平行，虛設柵電極具有比柵電極小的高度。在本專利技術構思的一些實施例中，場絕緣層的第一部分的頂表面與第一鰭形圖案的頂表面彼此平行。在本專利技術構思的一些實施例中，場絕緣層的第一部分的頂表面比第一鰭形圖案的頂表面高。在本專利技術構思的一些實施例中，第一鰭形圖案具有長邊和短邊，場絕緣層的第一部分與第一鰭形圖案的短邊接觸，場絕緣層的第二部分與第一鰭形圖案的長邊接觸。根據本專利技術構思的另一方面，提供了一種半導體裝置，所述半導體裝置包括：第一鰭形圖案，設置在基底的第一區域上；第二鰭形圖案，設置在基底的第二區域上；場絕緣層，設置在第一鰭形圖案和第二鰭形圖案的附近，場絕緣層設置在第一區域上，具有第一部分和第二部分，第一部分的頂表面設置得比第二部分的頂表面高；虛設柵極堆疊件，包括虛設界面層和形成在虛設界面層上的虛設高k絕緣層，虛設柵極堆疊件位于在場絕緣層的第一部分上；第一柵極堆疊件，形成在場絕緣層的第二部分上，以與第一鰭形圖案相交，并包括第一界面層和形成在第一界面層上的第一高k絕緣層，所述第一界面層具有與虛設界面層的厚度不同的厚度；第二柵極堆疊件，形成在場絕緣層上，以與第二鰭形圖案相交，并包括第二界面層和形成在第二界面層上的第二高k絕緣層，所述第二界面層具有與第一界面層的厚度不同的厚度。在本專利技術構思的一些實施例中，第二界面層具有比第一界面層大的厚度。在本專利技術構思的一些實施例中，虛設界面層具有比第一界面層大的厚度。在本專利技術構思的一些實施例中，虛設高k絕緣層、第一高k絕緣層和第二高k絕緣層具有基本相同的厚度。在本專利技術構思的一些實施例中，第一柵極堆疊件包括第一柵電極，第二柵極堆疊件包括第二柵電極，第一柵電極與第二柵電極具有不同的寬度。在本專利技術構思的一些實施例中，虛設柵極堆疊件包括虛設柵電極，虛設柵電極與第一柵電極具有基本相同的寬度。在本專利技術構思的一些實施例中，第一柵電極的頂表面與第二柵電極的頂表面平行，第一柵電極具有比第二柵電極大的高度。在本專利技術構思的一些實施例中，第一鰭形圖案是硅鰭形圖案。所述半導體裝置還可以包括位于第一鰭形圖案與第一柵極堆疊件之間的硅鍺溝道層。在本專利技術構思的一些實施例中，硅鍺溝道層形成在第一鰭形圖案的頂表面上。在本專利技術構思的一些實施例中，第二界面層和虛設界面層通過同一制造工藝形成。在本專利技術構思的一些實施例中，虛設界面層、第一界面層和第二界面本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種半導體裝置，所述半導體裝置包括：第一鰭形圖案；場絕緣層，圍繞第一鰭形圖案的部分，并具有第一部分和第二部分，第一部分從第二部分突出；第一虛設柵極堆疊件，位于場絕緣層的第一部分上，并包括具有第一厚度的第一虛設柵極絕緣層；以及第一柵極堆疊件，位于場絕緣層的第二部分上，所述第一柵極堆疊件與第一鰭形圖案相交，并包括具有與第一厚度不同的第二厚度的第一柵極絕緣層。

【技術特征摘要】
2015.05.11 KR 10-2015-00651311.一種半導體裝置，所述半導體裝置包括：第一鰭形圖案；場絕緣層，圍繞第一鰭形圖案的部分，并具有第一部分和第二部分，第一部分從第二部分突出；第一虛設柵極堆疊件，位于場絕緣層的第一部分上，并包括具有第一厚度的第一虛設柵極絕緣層；以及第一柵極堆疊件，位于場絕緣層的第二部分上，所述第一柵極堆疊件與第一鰭形圖案相交，并包括具有與第一厚度不同的第二厚度的第一柵極絕緣層。2.根據權利要求1所述的半導體裝置，其中，第一厚度是沿著場絕緣層的第一部分的頂表面的第一虛設柵極絕緣層的厚度，以及第二厚度是沿著第一鰭形圖案的頂表面的第一柵極絕緣層的厚度。3.根據權利要求2所述的半導體裝置，其中，第一厚度比第二厚度大。4.根據權利要求1所述的半導體裝置，其中，第一虛設柵極堆疊件還包括限定第一溝槽的第一虛設間隔件，第一柵極堆疊件還包括限定第二溝槽的第一間隔件，第一虛設柵極絕緣層包括位于第一溝槽的底表面上的第一虛設界面層和沿著第一溝槽的側壁和底表面的位于第一虛設界面層上的第一虛設高k絕緣層，以及第一柵極絕緣層包括位于第二溝槽的底表面上的界面層和沿著第二溝槽的側壁和底表面的位于界面層上的高k絕緣層。5.根據權利要求4所述的半導體裝置，其中，第一虛設界面層不沿著第一溝槽的側壁，界面層不沿著第二溝槽的側壁，以及第一虛設界面層的厚度比界面層的厚度大。6.根據權利要求1所述的半導體裝置，所述半導體裝置還包括位于場絕緣層的第一部分上的第二虛設柵極堆疊件，所述第二虛設柵極堆疊件包括具有比第一厚度小的第三厚度的第二虛設柵極絕緣層和限定第一溝槽的第二虛設間隔件，其中，第一鰭形圖案具有第一端和第二端，第一虛設柵極堆疊件與第一鰭形圖案的第一端相鄰，以及第二虛設柵極堆疊件與第一鰭形圖案的第二端相鄰。7.根據權利要求6所述的半導體裝置，其中，第一虛設柵極堆疊件包括限定第二溝槽的第一虛設間隔件，第一虛設柵極絕緣層包括位于第二溝槽的底表面上的第一虛設界面層和位于第一虛設界面層上沿著第二溝槽的側壁和底表面的第一虛設高k絕緣層，以及第二虛設柵極絕緣層包括位于第一溝槽的底表面上的第二虛設界面層和位于第二虛設界面層上沿著第一溝槽的側壁和底表面的第二虛設高k絕緣層。8.根據權利要求7所述的半導體裝置，其中，第一虛設界面層不沿著第二溝槽的側壁，第二虛設界面層不沿著第一溝槽的側壁，以及第一虛設界面層的厚度比第二虛設界面層的厚度大。9.根據權利要求6所述的半導體裝置，其中，第一虛設柵極堆疊件包括限定第二溝槽的第一虛設間隔件，第一虛設柵極絕緣層包括位于第二溝槽的底表面上的第一虛設界面層和位于第一虛設界面層上沿著第二溝槽的側壁和底表面的第一虛設高k絕緣層，以及第二虛設柵極絕緣層包括沿著第一溝槽的側壁和底表面并且與場絕緣層的第一部分接觸的第二虛設高k絕緣層。10.根據權利要求1所述的半導體裝置，所述半導體裝置還包括沿縱向方向與第一鰭形圖案平行的第二鰭形圖案，其中，場絕緣層與第二鰭形圖案相鄰，以及場絕...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉庭均，金載哲，
申請(專利權)人：三星電子株式會社，
類型：發明
國別省市：韓國;KR