半导体器件制造技术

一种半导体器件包括：在衬底上的有源鳍；在衬底上的第一隔离图案；所述第一隔离图案在每个有源鳍的下侧壁上延伸；第三隔离图案，包括延伸到第一隔离图案中的上部和延伸到衬底的上部中的下部，该下部与第三隔离图案的上部接触，并且该下部的下表面的宽度大于该下部的上表面的宽度；以及第二隔离图案，在第三隔离图案下方在衬底中延伸，与第三隔离图案接触，并且具有圆形下表面。

semiconductor device

【技术实现步骤摘要】
半导体器件相关申请的交叉引用本申请要求向韩国知识产权局(KIPO)于2018年9月20日递交的韩国专利申请No.10-2018-0112646和于2019年4月19日递交的韩国专利申请No.10-2019-0046365的优先权，其全部内容通过引用合并于此。
示例实施例提供了具有改进特性的半导体器件。
技术介绍
可以形成FinFET以改善半导体器件的集成。在形成FinFET的工艺中，可以在衬底上形成有源鳍，可以部分地去除有源鳍以形成沟槽，并且可以形成隔离图案以填充沟槽。然而，如果隔离图案无法完全填充沟槽，则在隔离图案中或在隔离图案下方可能出现空隙，从而可能使隔离图案的绝缘性质劣化。
技术实现思路
根据示例实施例，提供了一种半导体器件。半导体器件可以包括：在衬底上的有源鳍；在所述衬底上的第一隔离图案，所述第一隔离图案覆盖所述每个有源鳍的下侧壁；第三隔离图案，所述第三隔离图案包括上部和下部，所述上部延伸穿过所述第一隔离图案，所述下部延伸穿过所述衬底的上部，与所述第三隔离图案的上部接触，并且具有下表面，所述下表面的宽度大于所述下部的上表面的宽度；以及第二隔离图案，在所述第三隔离图案下方延伸穿过所述衬底的上部，与所述第三隔离图案接触，并且具有圆形下表面。根据示例实施例，提供了一种半导体器件。半导体器件可以包括：在所述衬底上的有源鳍；在所述衬底上的第一隔离图案，所述第一隔离图案覆盖所述每个有源鳍的下侧壁；第三隔离图案，延伸穿过所述第一隔离图案；以及第二隔离图案，具有圆形形状或椭圆形形状的横截面，所述第二隔离图案包括上部和下部，所述上部延伸穿过所述第一隔离图案的一部分且在所述第三隔离图案下方，所述上部与所述第三隔离图案接触，所述下部延伸穿过所述衬底的上部，所述下部与所述第二隔离图案的上部接触。根据示例实施例，提供了一种半导体器件。半导体器件可以包括：在所述衬底上的有源鳍；在所述衬底上的第一隔离图案，所述第一隔离图案覆盖每个有源鳍的下侧壁；第三隔离图案，包括延伸穿过所述第一隔离图案的上部以及延伸穿过所述衬底的上部的下部，所述下部的下表面的宽度大于所述下部的上表面的宽度；第二隔离图案，在所述第三隔离图案下方延伸穿过所述衬底的上部，与所述第三隔离图案接触，并且具有圆形下表面；栅结构，位于所述有源鳍上；以及源极/漏极层，与所述栅结构相邻地位于所述衬底上。根据示例实施例的半导体器件可以包括其中没有或无一个或多个空隙的隔离结构。因此，可以改善隔离结构的绝缘性质，并且包括隔离结构的半导体器件可以具有改善的电特性。附图说明图1至图13是示出根据示例实施例的形成隔离结构的方法的平面图和横截面图。图14至图16是示出根据示例实施例的隔离结构的横截面图。图17至图26是示出根据示例实施例的制造半导体器件的方法的横截面图。具体实施方式在下文中将参考附图更全面地描述根据本公开实施例的半导体器件。在下文中，在基本与衬底的上表面平行的水平方向中彼此交叉的两个方向分别被定义为第一方向和第二方向。在示例实施例中，第一方向和第二方向可以基本上彼此正交。图1至图9是示出根据示例实施例的形成隔离结构的方法的平面图和横截面图。具体地，图1和图4是平面图，并且图2至图3和图5至图9分别是沿对应平面图的线A-A′截取的横截面图。参考图1和图2，有源鳍105可以形成在衬底100上。衬底100可以包括半导体材料(例如硅、锗、硅锗等)或III-V组化合物(例如GaP、GaAs、GaSb等)。在一些实施例中，衬底100可以是绝缘体上硅(SOI)衬底或者绝缘体上锗(GOI)衬底。可以通过以下步骤来形成有源鳍105：在衬底100上形成第一蚀刻掩模120，并使用第一蚀刻掩模120执行第一蚀刻工艺以去除衬底100的上部。在示例实施例中，有源鳍105可以在第一方向上延伸，并且多个有源鳍105可以形成为沿着第二方向彼此间隔开。在衬底100上的有源鳍105之间沿第二方向形成的空间可以被称为第一凹部115。第一蚀刻掩模120可以包括氮化物，例如氮化硅。本文使用的术语第一、第二、第三等仅是为了区分或区别一个元件与另一元件。参考图3，可以在衬底100上形成第一隔离图案130以填充第一凹部115。应当理解，“填充”(或“覆盖”)另一元件的图案或元件可以部分或完全填充(或可以部分或完全覆盖)另一元件。类似地，延伸“穿过”另一元件的图案或元件可以部分地或完全地延伸穿过另一元件。可以通过以下步骤来形成第一隔离图案130：在衬底100上将第一隔离层形成为在有源鳍105和第一蚀刻掩模120上延伸或覆盖有源鳍105和第一蚀刻掩模120，并且平坦化第一隔离层直到第一蚀刻掩模120的上表面可以被暴露。在示例实施例中，平坦化工艺可以通过例如化学机械抛光(CMP)工艺和/或回蚀工艺来执行。第一隔离图案130可以包括电绝缘材料，例如氧化物(例如氧化硅)。参考图4和图5，在第一蚀刻掩模120的上表面和第一隔离图案130的上表面上形成第二蚀刻掩模140之后，通过使用第二蚀刻掩模140执行第二蚀刻工艺可以蚀刻一个或多个有源鳍105、一个或多个有源鳍105的上表面上的第一蚀刻掩模120和在第二方向上与第一蚀刻掩模120相邻的第一隔离图案130的一部分，因此可以形成第一开口150以暴露衬底100的上表面的一部分。取决于第二蚀刻工艺的特性，第一开口150的侧壁可以具有相对于衬底100的上表面倾斜(例如，以非正交角度)的斜率。备选地，第一开口150的侧壁可以具有与衬底100的上表面基本垂直或正交的斜率。图5示出了在一个第一开口150沿第二方向的每个相对侧设置三个有源鳍105，然而，本专利技术构思可以不限于此。也就是说，可以在第一开口150的相对侧设置更少或更多(并且不一定相等数量)的有源鳍105。参考图6，可以通过使用第二蚀刻掩模140执行第三蚀刻工艺来去除衬底100的暴露部分，因此连接到第一开口150的沟槽160可以形成在衬底100的上部处。在下文中，第一开口150和与其连接的沟槽160可以一起被称为或共同限定沟槽结构170。在示例实施例中，第二蚀刻工艺和第三蚀刻工艺可以通过干法蚀刻工艺来执行。然而，可以以比第二蚀刻工艺低的电压执行第三蚀刻工艺，使得第三蚀刻工艺可以具有各向同性蚀刻特性。也就是说，通过第三蚀刻工艺形成的沟槽160可以具有圆形形状或椭圆形形状。在示例实施例中，沟槽160的侧壁可以相对于衬底100的上表面具有变化的斜率，因此沟槽在第二方向上的宽度可以根据其高度而变化。在一个实施例中，沟槽160的宽度可以从上部到中央部分增加，并且可以从中央部分到下部减小。因此，沟槽160的中央部分在第二方向上的宽度可以大于第一开口150的下表面(例如，第一开口150与衬底相邻的部分)的宽度。可以在第三蚀刻工艺期间去除第二蚀刻掩模140，或者如果第二蚀刻掩模140的一部分保留，则可以通过执行附加工艺(例如，灰化工艺和/或剥离工艺)来本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体器件，包括：/n有源鳍，在衬底的上表面上突出；/n第一隔离图案，在所述衬底的上表面上，所述第一隔离图案在所述有源鳍的相应下侧壁上延伸；/n第三隔离图案，包括：/n上部，延伸到所述第一隔离图案中；以及/n下部，延伸到所述衬底的上表面中，与所述第三隔离图案的上部接触，并且具有下表面，所述下表面的宽度大于所述下部的上表面的宽度；以及/n第二隔离图案，在所述第三隔离图案下方在所述衬底中延伸，与所述第三隔离图案接触，并且具有圆形下表面。/n

【技术特征摘要】
20180920 KR 10-2018-0112646;20190419 KR 10-2019-001.一种半导体器件，包括：
有源鳍，在衬底的上表面上突出；
第一隔离图案，在所述衬底的上表面上，所述第一隔离图案在所述有源鳍的相应下侧壁上延伸；
第三隔离图案，包括：
上部，延伸到所述第一隔离图案中；以及
下部，延伸到所述衬底的上表面中，与所述第三隔离图案的上部接触，并且具有下表面，所述下表面的宽度大于所述下部的上表面的宽度；以及
第二隔离图案，在所述第三隔离图案下方在所述衬底中延伸，与所述第三隔离图案接触，并且具有圆形下表面。


2.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述第二隔离图案具有与所述第三隔离图案接触的基本平坦的上表面。


3.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述第二隔离图案具有与所述第三隔离图案接触的凸起上表面。


4.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述第二隔离图案具有与所述第三隔离图案接触的凹入上表面。


5.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述第二隔离图案和所述第三隔离图案与所述第二隔离图案接触的下部共同限定圆形形状或椭圆形形状的横截面。


6.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述第二隔离图案与所述第三隔离图案的下部接触的部分具有从顶到底增加的厚度。


7.根据权利要求6所述的半导体器件，其中，所述第二隔离图案与所述第三隔离图案的上部接触的部分具有从顶到底恒定厚度的薄膜形状。


8.根据权利要求6所述的半导体器件，其中，所述第二隔离图案与所述第三隔离图案的下部接触的部分的侧壁具有不与所述衬底的所述上表面垂直的变动的斜率。


9.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述第二隔离图案包括氮化物，并且所述第三隔离图案包括氧化物。


10.一种半导体器件，包括：
有源鳍，在衬底的上表面上突出；
第一隔离图案，在所述衬底的上表面上，所述第一隔离图案在所述有源鳍的相应下侧壁上延伸；
第三隔离图案，延伸到所述第一隔离图案中；以及
第二隔离图案，具有椭圆形形状的横截面，所述第二隔离图案包括：
上部，延伸到所述第一隔离图案的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：安圭焕，金成洙，罗采昊，卢东贤，玄尚镇，
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