包括场效应晶体管的半导体装置制造方法及图纸

提供了包括场效应晶体管的半导体装置。所述半导体装置包括：第一器件隔离层，在基底上限定沿着第一方向彼此分隔开的多个有源区；第二器件隔离层，在每个有源区中限定从基底突出的有源图案，第二器件隔离层在第一方向上延伸并且在与第一方向交叉的第二方向上彼此分隔开以连接到第一器件隔离层；以及栅极结构，在有源区之间的第一器件隔离层上沿着第二方向延伸，第二器件隔离层的顶表面低于有源图案的顶表面，第一器件隔离层的顶表面高于有源图案的顶表面，并且栅极结构的底表面的至少一部分高于有源图案的顶表面。

【技术实现步骤摘要】
2015年03月27日在韩国知识产权局提交的并且名称为“包括场效应晶体管的半导体装置”的第10-2015-0043087号韩国专利申请通过引用全部包含于此。
实施例涉及一种半导体装置，更具体地，涉及一种包括多个逻辑单元的半导体装置。
技术介绍
由于小型化、多功能和/或低制造成本，半导体装置正作为电子工业中的重要因素而受到关注。半导体装置可以被分为存储逻辑数据的半导体存储器装置、执行逻辑数据的操作处理的半导体逻辑装置以及包括存储元件和逻辑元件的混合半导体装置。随着电子工业高度发展，对于半导体装置的特性的需求正在逐渐增长。例如，对于针对半导体装置的高可靠性、高速度和/或多功能的需求正在逐渐增长。为了满足这些需求，半导体装置的结构变得更加复杂并且半导体装置也正在被高度集成。
技术实现思路
示例实施例提供一种具有极好的可靠性的半导体装置及其制造方法。其他的示例实施例提供一种具有多种特性的半导体装置及其制造方法。根据实施例，提供一种半导体装置，其包括：第一器件隔离层，在基底上限定沿着第一方向彼此分隔开的有源区；第二器件隔离层，在每个有源区中限定从基底突出的多个有源图案，在第一方向上延伸并且布置在与第一方向交叉的第二方向上以连接到第一器件隔离层；以及栅极结构，沿着第二方向延伸并且设置在有源区之间的第一器件隔离层上。第二器件隔离层的顶表面位于比有源图案的顶表面低的水平，第一器件隔离层的顶表面位于比有源图案的顶表面高的水平。栅极结构的底表面的至少一部分位于比有源图案的
顶表面高的水平。栅极结构的底表面的至少所述部分可以接触第一器件隔离层的顶表面。栅极结构可以与有源图案分隔开，并且栅极结构的底表面接触第一器件隔离层的顶表面。栅极结构的底表面的所述部分可以接触第一器件隔离层的顶表面，栅极结构的底表面的其余部分接触在第二方向上彼此分隔开的有源图案的端部。栅极结构可以包括在第二方向上延伸的栅电极和沿着栅电极的底表面延伸的栅极绝缘图案。栅电极可以包括导电材料。栅极绝缘图案的底表面的至少一部分可以接触第一器件隔离层的顶表面。所述栅极结构可以是第一栅极结构。根据实施例的半导体装置还可以包括在第二方向上延伸并且设置在有源区上的第二栅极结构，其中，第二栅极结构被布置为与彼此分隔开的有源图案交叉。根据实施例的半导体装置还可以包括设置在每个第二栅极结构的两侧处的有源图案中的源极/漏极区。第一栅极结构通过第一器件隔离层与相邻的源极/漏极区电绝缘。根据实施例的半导体装置还可以包括在第二方向上彼此相邻的第一逻辑单元和第二逻辑单元。第一器件隔离层限定第一逻辑单元中的有源区。栅极结构在第二方向上延伸以与第二逻辑单元的有源图案交叉。根据实施例的半导体装置还可以包括设置在第二逻辑单元的有源图案的一部分中的源极/漏极区，有源图案的所述一部分在栅极结构的两侧处。有源图案的其余部分用作沟道区，有源图案的所述其余部分位于第二逻辑单元中的栅极结构下面。根据其他实施例，提供一种半导体装置，其包括：第一器件隔离层，在基底上限定在第一方向上彼此分隔开的有源区；第二器件隔离层，在每个有源区中限定从基底突出的有源图案，在第一方向上延伸并且布置在与第一方向交叉的第二方向上以连接到第一器件隔离层；以及栅极结构，在第二方向上延伸并且贯穿有源区之间的第一器件隔离层。栅极结构的底表面的至少一部分接触第一器件隔离层的底表面。栅极结构的顶表面可以位于比有源图案的顶表面高的水平。第二器件隔离层的顶表面可以位于比有源图案的顶表面低的水平。栅极结构与有源图案分隔开，栅极结构的底表面可以接触第一器件隔离
层的底表面。栅极结构的底表面的其余部分可以接触在第二方向上彼此分隔开的有源图案的端部。栅极结构可以包括在第二方向上延伸的栅电极和沿着栅电极的底表面延伸的栅极绝缘图案。栅电极可以包括导电材料。栅极绝缘图案的底表面的至少一部分可以接触第一器件隔离层的底表面。所述栅极结构可以是第一栅极结构。根据实施例的半导体装置还可以包括在第二方向上延伸并且设置在有源区上的第二栅极结构，其中，每个第二栅极结构与彼此分隔开的有源图案交叉。根据实施例的半导体装置还可以包括设置在每个第二栅极结构的两侧处的有源图案中的源极/漏极区。第一栅极结构通过第一器件隔离层与相邻的源极/漏极区电绝缘。根据实施例的半导体装置还可以包括在第二方向上彼此相邻的第一逻辑单元和第二逻辑单元。第一器件隔离层限定第一逻辑单元中的有源区。栅极结构在第二方向上延伸以与第二逻辑单元的有源图案交叉。根据另一个其他实施例，提供一种半导体装置，其包括：第一器件隔离层，在基底上限定沿着第一方向彼此分隔开的有源区；第二器件隔离层，在每个有源区中限定从基底突出的多个有源图案，第二器件隔离层在第一方向上延伸并且在与第一方向交叉的第二方向上彼此分隔开以连接到第一器件隔离层；以及栅极结构，在有源区之间的第一器件隔离层上沿着第二方向延伸，第一器件隔离层的底表面比栅极结构的底表面宽，第一器件隔离层的至少一部分将栅极结构的底表面与相邻的有源图案分开。栅极结构的底表面的至少第一部分可以处于比有源图案的顶表面高的水平。栅极结构的底表面的至少所述第一部分可以直接接触第一器件隔离层的最上面的表面。第一器件隔离层的最上面的表面可以比第一器件隔离层的底表面宽。栅极结构的底表面的至少第一部分可以接触第一器件隔离层的底表面。附图说明通过参照附图详细描述示例性实施例，对本领域技术人员来说特征将变
得明显，其中：图1示出根据实施例的半导体装置的平面图。图2A和图2B分别是沿着图1的线I-I′和II-II′截取的剖视图。图3A、图4A和图5A示出制造根据第一实施例的半导体装置的方法中的阶段，并且是沿着图1的线I-I′截取的剖视图。图3B、图4B和图5B示出制造根据第一实施例的半导体装置的方法中的阶段，并且是沿着图1的线II-II′截取的剖视图。图6A和图6B示出根据第二实施例的分别沿着图1的线I-I′和II-II′截取的剖视图。图7A和图8A示出制造根据第二实施例的半导体装置的方法中的阶段，并且是沿着图1的线I-I′截取的剖视图。图7B和图8B示出制造根据第二实施例的半导体装置的方法中的阶段，并且是沿着图1的线II-II′截取的剖视图。图9示出根据一些实施例的变型示例的半导体装置的平面图。图10A和图10B示出在第一实施例的变型示例中分别沿着图9的线I-I′和II-II′截取的剖视图。图11A和图11B示出在第二实施例的变型示例中分别沿着图9的线I-I′和II-II′截取的剖视图。图12示出根据第三实施例的半导体装置的平面图。图13A和图13B示出分别沿着线I-I′和II-II′截取的剖视图。图14A和图15A示出制造根据第三实施例的半导体装置的方法中的阶段，并且是沿着图12的线I-I′截取的剖视图。图14B和图15B示出制造根据第三实施例的半导体装置的方法中的阶段，并且是沿着图12的线II-II′截取的剖视图。图16示出根据第四实施例的半导体装置的平面图。图17A和图17B示出分别沿着图16的线I-I′和II-II′截取的剖视图。图18示出根据一些实施例的半导体装置的有源图案的概念图。图19示出根据其他实施例的半导体装置的有源图案的概念图。图2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体装置，包括：第一器件隔离层，在基底上限定沿着第一方向彼此分隔开的有源区；第二器件隔离层，在每个有源区中限定从基底突出的多个有源图案，第二器件隔离层在第一方向上延伸并且在与第一方向交叉的第二方向上彼此分隔开以连接到第一器件隔离层；以及栅极结构，在有源区之间的第一器件隔离层上沿着第二方向延伸，其中，第二器件隔离层的顶表面处于比有源图案的顶表面低的水平，第一器件隔离层的顶表面处于比有源图案的顶表面高的水平，并且其中，栅极结构的底表面的至少第一部分处于比有源图案的顶表面高的水平。

【技术特征摘要】
2015.03.27 KR 10-2015-00430871.一种半导体装置，包括：第一器件隔离层，在基底上限定沿着第一方向彼此分隔开的有源区；第二器件隔离层，在每个有源区中限定从基底突出的多个有源图案，第二器件隔离层在第一方向上延伸并且在与第一方向交叉的第二方向上彼此分隔开以连接到第一器件隔离层；以及栅极结构，在有源区之间的第一器件隔离层上沿着第二方向延伸，其中，第二器件隔离层的顶表面处于比有源图案的顶表面低的水平，第一器件隔离层的顶表面处于比有源图案的顶表面高的水平，并且其中，栅极结构的底表面的至少第一部分处于比有源图案的顶表面高的水平。2.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，栅极结构的底表面的至少所述第一部分接触第一器件隔离层的顶表面。3.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，栅极结构与有源图案分隔开，并且栅极结构的底表面接触第一器件隔离层的顶表面。4.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，栅极结构的底表面的第二部分接触在第二方向上彼此分隔开的有源图案的端部，栅极结构的底表面的所述第一部分接触第一器件隔离层的顶表面。5.根据权利要求1所述的半导体装置，其中：栅极结构包括在第二方向上延伸的栅电极和沿着栅电极的底表面延伸的栅极绝缘图案，并且栅电极包括导电材料。6.根据权利要求5所述的半导体装置，其中，栅极绝缘图案的底表面的至少一部分接触第一器件隔离层的顶表面。7.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述栅极结构是第一栅极结构，并且所述半导体装置还包括：在有源区上沿着第二方向延伸的第二栅极结构，第二栅极结构与有源图案交叉并且彼此分隔开。8.根据权利要求7所述的半导体装置，所述半导体装置还包括位于每个第二栅极结构的相对侧处的有源图案中的源极/漏极区，第一栅极结构通过第
\t一器件隔离层与相邻的源极/漏极区电绝缘。9.根据权利要求1所述的半导体装置，所述半导体装置还包括在第二方向上彼此相邻的第一逻辑单元和第二逻辑单元，其中，第一器件隔离层限定第一逻辑单元中的有源区，并且其中，栅极结构在第二方向上延伸以与第二逻辑单元的有源图案交叉。10.根据权利要求9所述的半导体装置，所述半导体装置还包括：源极/漏极区，位于第二逻辑单元的有源图案的第一部分中，有源图案的所述第一部分在栅极结构的相对侧处，其中，有源图案的第二部分是沟道区，有源图案的所述第二部分在第二逻辑单元中的栅极结构下面。11.一种半导体装置，包括：第一器件隔离层，在基底上限定在第一方向上彼此分隔开的有源区；第二器件隔离层，在每个有源区中限定从基底突出的有源图案，第二器件隔离层在第一方向上延伸并且在与第一方向交叉的第二方向上彼此...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹彰燮，刘庭均，朴永俊，李廷骁，
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