半导体装置及其制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种半导体装置及其制造方法，涉及半导体技术领域。该半导体装置包括：衬底；在该衬底上的第一有源区；在该第一有源区上的第一栅极结构；以及在该第一有源区中且分别在该第一栅极结构两侧的第一源极和第一漏极；其中，该第一漏极的尺寸大于该第一源极的尺寸。本发明专利技术中，由于第一漏极的尺寸大于第一源极的尺寸，从而可以使得第一漏极到第一源极的电流大于第一源极到第一漏极的电流，从而该半导体装置可以使得在SRAM中的读取电流较小而写入电流较大，从而可以提高读取裕度和写入裕度。

【技术实现步骤摘要】
半导体装置及其制造方法
本专利技术涉及半导体
，特别涉及一种半导体装置及其制造方法。
技术介绍
目前，在先进的CMOS(ComplementaryMetalOxideSemiconductor，互补金属氧化物半导体)技术中，Sub-1V(即小于1V的工作电压)操作的SRAM(StaticRandomAccessMemory，静态随机存取存储器)正面临由于在读取/写入稳定性方面的降低所引起的重要问题。其中，根本原因之一是对于读取/写入操作的矛盾需求。图1A是示意性地示出现有技术中的6T-SRAM(6transistor-SRAM，6晶体管SRAM)的电路连接图。图1A示出了第一PG(PassGate，通过栅)晶体管11、第二PG晶体管12、第一PU(pullup，上拉)晶体管13、第二PU晶体管14、第一PD(pulldown，下拉)晶体管15和第二PD晶体管16，另外图1A中还示出了内部节点A和B、位线BL和互补位线BLb、字线WL、以及电源电压Vdd等。图1B中示出了读取操作过程中的读取电流Iread。例如，该读取电流Iread从位线BL经由第一PG晶体管11和第一PD晶体管15流向接地端，从而读取A节点所存储的数据。图1C示出了写入操作过程中的写入电流Iwrite。例如，该写入电流Iwrite由电源电压Vdd经由第二PU晶体管14和第二PG晶体管12流向互补位线BLb，从而可以将B节点中原先存储的“1”写为“0”，将A节点中原先存储的“0”写为“1”。目前，在进行读取和写入操作时，需要提高SRAM存储器的读取裕度和写入裕度，从而提高其抗干扰能力。
技术实现思路
本专利技术的专利技术人发现，为了提高SRAM存储器的读取裕度和写入裕度，可以使得流过PG晶体管的在读取操作时的电流(称为读取电流)应该比较小而在写入操作时的电流(称为写入电流)应该比较大。这里，读取电流比较小是为了避免读取操作时对SRAM单元造成干扰，写入电流比较大是为了写入操作能够尽快完成，从而可以提高SRAM的抗干扰能力。即，从位线到内部节点(A或B)的电流应该比较小，而从内部节点(A或B)到位线的电流应该比较大。由于PG晶体管的漏极连接位线，而源极连接内部节点，因此需要使得漏极到源极的电流大于源极到漏极的电流。本专利技术需要解决的一个技术问题是：提供一种半导体装置，使得该半导体装置的漏极到源极的电流大于源极到漏极的电流。根据本专利技术的第一方面，提供了一种半导体装置，包括：衬底；在所述衬底上的第一有源区；在所述第一有源区上的第一栅极结构；以及在所述第一有源区中且分别在所述第一栅极结构两侧的第一源极和第一漏极；其中，所述第一漏极的尺寸大于所述第一源极的尺寸。在一个实施例中，所述第一漏极的尺寸包括所述第一漏极沿着沟道方向的横向尺寸；所述第一源极的尺寸包括所述第一源极沿着沟道方向的横向尺寸。在一个实施例中，所述第一有源区的导电类型为N型，所述第一源极和所述第一漏极的材料包括硅锗；或者，所述第一有源区的导电类型为P型，所述第一源极和所述第一漏极的材料包括碳化硅。在一个实施例中，所述的半导体装置还包括：覆盖在所述第一栅极结构表面上的保护层。在一个实施例中，所述保护层的材料包括氮化硅。在一个实施例中，所述第一栅极结构包括：在所述第一有源区上的第一栅极电介质层和在所述第一栅极电介质层上的第一栅极。在一个实施例中，所述的半导体装置还包括：分别在所述第一栅极结构两侧的且在所述保护层的侧面上的间隔物。在一个实施例中，所述的半导体装置还包括：分别在所述第一栅极结构两侧的侧面上的间隔物。在一个实施例中，所述半导体装置还包括：在所述衬底上且与所述第一有源区间隔开的第二有源区；在所述第二有源区上的第二栅极结构；以及在所述第二有源区中且分别在所述第二栅极结构两侧的第二源极和第二漏极；其中，所述第二漏极的尺寸与所述第二源极的尺寸相等。在一个实施例中，所述第二栅极结构包括：在所述第二有源区上的第二栅极电介质层和在所述第二栅极电介质层上的第二栅极。本专利技术提供的上述半导体装置具有非对称的半导体结构。在上述半导体装置中，第一漏极的尺寸大于第一源极的尺寸，从而使得第一漏极对沟道的应力大于第一源极对沟道的应力，这样可以使得第一漏极到第一源极的电流大于第一源极到第一漏极的电流。在将该半导体装置应用为SRAM中的PG晶体管后，可以使得在该SRAM中的读取电流较小而写入电流较大，从而可以提高读取裕度和写入裕度。根据本专利技术的第二方面，提供了一种半导体装置的制造方法，包括：提供半导体结构，所述半导体结构包括：衬底，在所述衬底上的第一有源区，以及在所述第一有源区上的第一栅极结构；执行刻蚀工艺，以在所述第一有源区中且分别在所述第一栅极结构两侧形成第一凹陷和第二凹陷，其中所述第二凹陷的尺寸大于所述第一凹陷的尺寸；以及在所述第一凹陷中形成第一源极，并在所述第二凹陷中形成第一漏极，其中，所述第一漏极的尺寸大于所述第一源极的尺寸。在一个实施例中，所述第一凹陷的尺寸包括所述第一凹陷沿着沟道方向的横向尺寸；所述第二凹陷的尺寸包括所述第二凹陷沿着沟道方向的横向尺寸；所述第一漏极的尺寸包括所述第一漏极沿着沟道方向的横向尺寸；所述第一源极的尺寸包括所述第一源极沿着沟道方向的横向尺寸。在一个实施例中，所述第一有源区的导电类型为N型，所述第一源极和所述第一漏极的材料包括硅锗；或者，所述第一有源区的导电类型为P型，所述第一源极和所述第一漏极的材料包括碳化硅。在一个实施例中，在执行所述刻蚀工艺之前，所述方法还包括：在所述半导体结构上形成保护层，其中所述保护层至少覆盖在所述第一有源区和所述第一栅极结构之上；在执行所述刻蚀工艺的过程中，对处在所述第一栅极结构两侧的所述保护层的部分和在所述保护层下面的所述第一有源区的部分进行刻蚀，从而形成第一凹陷和第二凹陷。在一个实施例中，所述保护层的材料包括氮化硅。在一个实施例中，执行所述刻蚀工艺的步骤包括：在所述保护层上形成图案化的掩模层，所述掩模层露出覆盖在所述第一栅极结构上和分别在所述第一栅极结构两侧的第一有源区的部分之上的所述保护层的部分；以所述掩模层作为掩模，对被露出的处在所述第一栅极结构两侧的所述保护层的部分和在所述保护层下面的所述第一有源区的部分进行刻蚀，从而形成第一凹陷和第二凹陷；以及去除所述掩模层。在一个实施例中，在提供半导体结构的步骤中，所述第一栅极结构包括：在所述第一有源区上的第一栅极电介质层和在所述第一栅极电介质层上的第一栅极。在一个实施例中，在形成所述第一源极和所述第一漏极之后，所述方法还包括：分别在所述第一栅极结构两侧且在所述保护层的侧面上形成间隔物。在一个实施例中，在形成所述第一源极和所述第一漏极之后，所述方法还包括：去除所述保护层；以及在去除所述保护层之后，分别在所述第一栅极结构两侧的侧面上形成间隔物。在一个实施例中，在提供半导体结构的步骤中，所述半导体结构还包括：在所述衬底上且与所述第一有源区间隔开的第二有源区，以及在所述第二有源区上的第二栅极结构；所述方法还包括：在所述第二有源区中形成分别在所述第二栅极结构两侧的第二源极和第二漏极；其中，所述第二漏极的尺寸与所述第二源极的尺寸相等。在一个实施例中，所述第二栅极结构包括：在所述第二有源区上的第二栅极电介质层和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体装置，其特征在于，包括：衬底；在所述衬底上的第一有源区；在所述第一有源区上的第一栅极结构；以及在所述第一有源区中且分别在所述第一栅极结构两侧的第一源极和第一漏极；其中，所述第一漏极的尺寸大于所述第一源极的尺寸。

【技术特征摘要】
1.一种半导体装置，其特征在于，包括：衬底；在所述衬底上的第一有源区；在所述第一有源区上的第一栅极结构；以及在所述第一有源区中且分别在所述第一栅极结构两侧的第一源极和第一漏极；其中，所述第一漏极的尺寸大于所述第一源极的尺寸。2.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述第一漏极的尺寸包括所述第一漏极沿着沟道方向的横向尺寸；所述第一源极的尺寸包括所述第一源极沿着沟道方向的横向尺寸。3.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述第一有源区的导电类型为N型，所述第一源极和所述第一漏极的材料包括硅锗；或者，所述第一有源区的导电类型为P型，所述第一源极和所述第一漏极的材料包括碳化硅。4.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，还包括：覆盖在所述第一栅极结构表面上的保护层。5.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述保护层的材料包括氮化硅。6.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述第一栅极结构包括：在所述第一有源区上的第一栅极电介质层和在所述第一栅极电介质层上的第一栅极。7.根据权利要求4所述的半导体装置，其特征在于，还包括：分别在所述第一栅极结构两侧的且在所述保护层的侧面上的间隔物。8.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，还包括：分别在所述第一栅极结构两侧的侧面上的间隔物。9.根据权利要求6所述的半导体装置，其特征在于，还包括：在所述衬底上且与所述第一有源区间隔开的第二有源区；在所述第二有源区上的第二栅极结构；以及在所述第二有源区中且分别在所述第二栅极结构两侧的第二源极和第二漏极；其中，所述第二漏极的尺寸与所述第二源极的尺寸相等。10.根据权利要求9所述的半导体装置，其特征在于，所述第二栅极结构包括：在所述第二有源区上的第二栅极电介质层和在所述第二栅极电介质层上的第二栅极。11.一种半导体装置的制造方法，其特征在于，包括：提供半导体结构，所述半导体结构包括：衬底，在所述衬底上的第一有源区，以及在所述第一有源区上的第一栅极结构；执行刻蚀工艺，以在所述第一有源区中且分别在所述第一栅极结构两侧形成第一凹陷和第二凹陷，其中所述第二凹陷的尺寸大于所述第一凹陷的尺寸；以及在所述第一凹陷中形成第一源极，并在所述第二凹陷中形成第一漏极，其中，所述第一漏极的尺寸大于所述第一源极的尺寸。12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述第一凹陷的尺寸包括所述第一凹陷沿着沟道方向的横向尺寸；所述第二凹陷的尺寸包括所述第二凹陷沿着沟道方向的横向...

【专利技术属性】
技术研发人员：甘正浩，冯军宏，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，中芯国际集成电路制造北京有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31