半导体器件的制造方法技术

本发明专利技术公开了一种半导体器件，其包括：衬底，其包括第一有源区、第二有源区和第一和第二有源区之间的场区；以及栅极结构，其形成在衬底上，以跨越第一有源区、第二有源区和场区。栅极结构包括彼此直接接触的p型金属栅电极和n型金属栅电极，p型金属栅电极从第一有源区朝着第二有源区延伸不到第一有源区与第二有源区之间的距离的一半。

【技术实现步骤摘要】
半导体器件的制造方法本申请是基于2014年4月16日提交的、申请号为201410151913.3、专利技术创造名称为“半导体器件及其制造方法”的中国专利申请的分案申请。相关申请的交叉引用本申请要求于2013年7月15日提交于韩国知识产权局的韩国专利申请No.10-2013-0082936的优先权，其内容全文以引用方式并入本文中。
本专利技术构思的示例性实施例涉及一种半导体器件及其制造方法。
技术介绍
随着半导体制造商减小半导体器件的几何形状以便继续在越来越小的封装件中提供更多的功能和性能，减小的特征尺寸可影响半导体器件的性能。例如，MOS器件的栅极区的尺寸可减小，并且因此形成在栅极区的相对侧部的源极与漏极区之间的距离也将减小。这种减小可影响这种器件的多种性能特征。
技术实现思路
根据本专利技术构思的原理的示例性实施例包括一种半导体器件，其包括：衬底，其包括第一有源区、第二有源区和在所述第一有源区和所述第二有源区之间并直接接触所述第一有源区和所述第二有源区的场区；以及栅极结构，其形成在所述衬底上，以跨越所述第一有源区、所述第二有源区和所述场区，其中所述栅极结构包括彼此直接接触的p型金属栅电极和n型金属栅电极，其中所述p型金属栅电极形成在所述第一有源区上，并且所述n型金属栅电极形成在所述第二有源区上，并且其中所述p型金属栅电极和所述n型金属栅电极之间的接触表面更靠近所述第一有源区而非所述第二有源区。根据本专利技术构思的原理的示例性实施例包括一种半导体器件，其中所述场区具有与所述第一有源区和所述第二有源区等距间隔开的中心线，并且所述p型金属栅电极没有延伸至所述中心线。根据本专利技术构思的原理的示例性实施例包括一种半导体器件，其中所述p型金属栅电极包括依次一个形成在另一个上的p型功函数调整层、第一下部金属栅电极和第一上部金属栅电极，并且所述n型金属栅电极包括依次一个形成在另一个上的第二下部金属栅电极和第二上部金属栅电极，但不包括p型功函数调整层。根据本专利技术构思的原理的示例性实施例包括一种半导体器件，其中所述接触表面由所述p型功函数调整层限定。根据本专利技术构思的原理的示例性实施例包括一种半导体器件，其中所述第一下部金属栅电极和所述第二下部金属栅电极彼此直接接触，并且所述第一上部金属栅电极和所述第二上部金属栅电极彼此直接接触。根据本专利技术构思的原理的示例性实施例包括一种半导体器件，其包括：层间介质层，其形成在所述衬底上并包括与所述第一有源区、所述场区和所述第二有源区交叉的沟槽，其中所述第一下部金属栅电极和所述第二下部金属栅电极沿着所述沟槽的侧壁和底表面形成。根据本专利技术构思的原理的示例性实施例包括一种半导体器件，其中所述第一下部金属栅电极和所述第二下部金属栅电极通过所述p型功函数调整层彼此分离。根据本专利技术构思的原理的示例性实施例包括一种半导体器件，其中所述衬底是硅衬底，并且锗化硅沟道层设置在所述第一有源区与所述p型金属栅电极之间。根据本专利技术构思的原理的示例性实施例包括一种半导体器件，其中所述第一有源区是静态随机存取存储器(SRAM)的上拉晶体管形成区，并且所述第二有源区是SRAM的下拉晶体管形成区。根据本专利技术构思的原理的示例性实施例包括一种半导体器件，其中所述第一有源区和所述第二有源区分别是第一鳍型有源图案和第二鳍型有源图案。根据本专利技术构思的原理的示例性实施例包括一种半导体器件，其包括：衬底，其包括第一有源区、第二有源区和在所述第一有源区和所述第二有源区之间并直接接触所述第一有源区和所述第二有源区的场区；层间介质层，其形成在所述衬底上，所述层间介质层包括与所述第一有源区、所述场区和所述第二有源区交叉的沟槽；以及栅极结构，其形成在所述沟槽中，以与所述第一有源区、所述第二有源区和所述场区交叉，所述栅极结构具有与所述层间介质层共面地形成的顶表面，其中所述栅极结构包括彼此接触的p型金属栅电极和n型金属栅电极，并且在所述p型金属栅电极与所述n型金属栅电极之间形成接触表面，其中所述p型金属栅电极形成在所述第一有源区上，并且所述n型金属栅电极形成在所述第二有源区上，并且其中从所述接触表面至所述第一有源区的范围的第一宽度小于从所述接触表面至所述第二有源区的范围的第二宽度。根据本专利技术构思的原理的示例性实施例包括一种半导体器件，其中所述p型金属栅电极和所述n型金属栅电极彼此直接接触。根据本专利技术构思的原理的示例性实施例包括一种半导体器件，其中所述场区具有与所述第一有源区和所述第二有源区等距间隔开的中心线，并且所述接触表面布置在所述中心线与所述第一有源区之间。根据本专利技术构思的原理的示例性实施例包括一种半导体器件，其中所述p型金属栅电极包括依次一个形成在另一个上的p型功函数调整层、第一下部金属栅电极和第一上部金属栅电极，并且所述n型金属栅电极包括依次一个形成在另一个上的第二下部金属栅电极和第二上部金属栅电极，但不包括p型功函数调整层。根据本专利技术构思的原理的示例性实施例包括一种半导体器件，其包括形成在所述衬底与所述p型金属栅电极之间以及形成在所述衬底与所述n型金属栅电极之间的栅极介质层，并且所述栅极介质层沿着所述沟槽的底表面形成，但不形成在所述沟槽的侧壁上。根据本专利技术构思的原理的示例性实施例包括一种半导体器件，其中所述p型功函数调整层具有第一部分和第二部分，所述p型功函数调整层的第一部分沿着所述栅极介质层形成，所述p型功函数调整层的第二部分沿着垂直于所述衬底的方向延伸并形成在所述场区上，并且所述p型功函数调整层的第二部分介于所述第一下部金属栅电极和所述第二下部金属栅电极之间。根据本专利技术构思的原理的示例性实施例包括一种半导体器件，其包括形成在所述衬底与所述p型金属栅电极之间以及形成在所述衬底与所述n型金属栅电极之间的栅极介质层，并且所述栅极介质层沿着所述沟槽的侧壁和底表面形成。根据本专利技术构思的原理的示例性实施例包括一种半导体器件，其中所述p型功函数调整层包括TiN和TaN中的至少一个。根据本专利技术构思的原理的示例性实施例包括一种半导体器件，其包括：第一鳍型有源图案；邻近所述第一鳍型有源图案的第二鳍型有源图案；隔离层，其形成在所述第一鳍型有源图案和所述第二鳍型有源图案之间并与所述第一鳍型有源图案和所述第二鳍型有源图案直接接触；以及栅极结构，其与所述第一鳍型有源图案、所述隔离层和所述第二鳍型有源图案交叉，其中所述栅极结构包括彼此直接接触的p型金属栅电极和n型金属栅电极，其中所述p型金属栅电极形成在所述第一鳍型有源图案上，并且所述n型金属栅电极形成在所述第二鳍型有源图案上，并且其中所述p型金属栅电极与所述n型金属栅电极之间的接触表面更靠近所述第一鳍型有源图案而非所述第二鳍型有源图案。根据本专利技术构思的原理的示例性实施例包括一种半导体器件，其中所述p型金属栅电极包括依次一个形成在另一个上的p型功函数调整层、第一下部金属栅电极和第一上部金属栅电极，并且所述n型金属栅电极包括依次一个形成在另一个上的第二下部金属栅电极和第二上部金属栅电极，但不包括p型功函数调整层，并且所述接触表面由所述p型功函数调整层限定。根据本专利技术构思的原理的示例性实施例包括一种半导体器件，其中所述第一下部金属栅电极和所述第二下部金属栅电极彼此直接接触，并且所述第一上部金属栅电极和所述第二上部金属栅电极彼本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制造半导体器件的方法，所述方法包括步骤：形成设置在衬底上或上方且包括沟槽的层间介电层，所述衬底包括第一鳍型有源图案、第二鳍型有源图案和场图案，所述场图案设置在所述第一鳍型有源图案与所述第二鳍型有源图案之间，所述场图案直接接触所述第一鳍型有源图案和所述第二鳍型有源图案两者；沿着所述沟槽的侧壁和底表面形成栅极介电层；在所述栅极介电层上形成预栅电极，所述预栅电极填充所述沟槽并设置在所述层间介电层的顶表面上；以及暴露所述层间介电层的顶表面以在所述沟槽中形成栅极结构，其中，所述栅极结构包括位于所述第一鳍型有源图案上或上方的p型金属栅电极以及位于所述第二鳍型有源图案上或上方的n型金属栅电极，所述p型金属栅电极与所述n型金属栅电极直接接触，并且所述p型金属栅电极与所述n型金属栅电极之间的接触表面更靠近所述第一鳍型有源图案而非所述第二鳍型有源图案。

【技术特征摘要】
2013.07.15 KR 10-2013-00829361.一种制造半导体器件的方法，所述方法包括步骤：形成设置在衬底上或上方且包括沟槽的层间介电层，所述衬底包括第一鳍型有源图案、第二鳍型有源图案和场图案，所述场图案设置在所述第一鳍型有源图案与所述第二鳍型有源图案之间，所述场图案直接接触所述第一鳍型有源图案和所述第二鳍型有源图案两者；沿着所述沟槽的侧壁和底表面形成栅极介电层；在所述栅极介电层上形成预栅电极，所述预栅电极填充所述沟槽并设置在所述层间介电层的顶表面上；以及暴露所述层间介电层的顶表面以在所述沟槽中形成栅极结构，其中，所述栅极结构包括位于所述第一鳍型有源图案上或上方的p型金属栅电极以及位于所述第二鳍型有源图案上或上方的n型金属栅电极，所述p型金属栅电极与所述n型金属栅电极直接接触，并且所述p型金属栅电极与所述n型金属栅电极之间的接触表面更靠近所述第一鳍型有源图案而非所述第二鳍型有源图案。2.根据权利要求1所述的方法，其中，形成预栅电极的步骤包括：形成与所述第一鳍型有源图案重叠的预导电衬垫；以及在所述预导电衬垫上形成预填充层。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述预导电衬垫沿着所述场图案的顶表面的一部分延伸。4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述栅极结构包括位于所述第一鳍型有源图案上的导电衬垫以及形成在所述导电衬垫上并与所述第一鳍型有源图案和所述第二鳍型有源图案交叉的填充电极，并且所述第一鳍型有源图案上的填充电极的深度小于所述第二鳍型有源图案上的填充电极的深度。5.根据权利要求1所述的方法，其中，暴露所述层间介电层的顶表面的步骤包括：去除所述层间介电层的顶表面上的栅极介电层。6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述接触表面设置在所述场图案上或上方。7.根据权利要求1所述的方法，其中，暴露所述层间介电层的顶表面的步骤包括：去除所述层间介电层的顶表面上的预栅电极。8.根据权利要求1所述的方法，其中，沿着所述沟槽的侧壁延伸的栅极介电层不直接接触所述层间介电层。9.一种制造半导体器件的方法，所述方法包括步骤：形成设置在衬底上或上方且包括沟槽的层间介电层，所述衬底包括第一鳍型有源图案、第二鳍型有源图案和场图案，所述场图案设置在所述第一鳍型有源图案与所述第二鳍型有源图案之间，所述场图案直接接触所述第一鳍型有源图案和所述第二鳍型有源图案两者；沿着所述沟槽的侧壁和底表面形成栅极介电层；在所述栅极介电层上形成预栅电极，所述预栅电极填充所述沟槽并设置在所述层间介电层的顶表面上；以及暴露所述层间介电层的顶表面以在所述沟槽中形成栅极结构，其中，所述栅极结构包括导电衬垫和电极层，所述导电衬垫与所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：金柱然，张亨淳，尹钟密，河泰元，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR