半导体装置制造方法及图纸

提供了一种包括鳍形图案的半导体装置。所述半导体装置包括：第一鳍形图案；场绝缘层，设置在第一鳍形图案的附近，并具有第一部分和第二部分，第一部分从第二部分突出；第一虚设栅极堆叠件，形成在场绝缘层的第一部分上，并包括具有第一厚度的第一虚设栅极绝缘层；第一栅极堆叠件，形成在场绝缘层的第二部分上以与第一鳍形图案相交，并包括具有与第一厚度不同的第二厚度的第一栅极绝缘层。

【技术实现步骤摘要】
本申请要求于2015年5月11日在韩国知识产权局提交的第10-2015-0065131号韩国专利申请的优先权和全部权益，通过引用将该韩国专利申请的内容全部包含于此。
本专利技术构思涉及一种半导体装置，更具体地涉及一种包括鳍形图案的半导体装置。
技术介绍
作为用于增加半导体装置的密度的缩放技术中的一种，已经提出了一种周围栅极(gate-all-around)结构，在该结构中纳米线形硅体形成在基底上，栅极形成为围绕硅体。因为周围栅极结构使用三维沟道，所以容易实现缩放。另外，可以改善电流控制能力而不用增加栅极的长度。此外，可以有效地抑制沟道区域的电势受漏电压影响的短沟道效应(SCE)。
技术实现思路
本专利技术构思提供了一种半导体装置，所述半导体装置通过增加栅极绝缘层的厚度具有改善的操作性能。本专利技术构思的上述和其它目的将在下面的示例实施例中进行描述，或者本专利技术构思的上述或其它目的通过下面的示例实施例的描述而清楚。根据本专利技术构思的一个方面，提供了一种半导体装置，所述半导体装置包括：第一鳍形图案；场绝缘层，设置在第一鳍形图案的附近，，并具有第一部分和第二部分，所述第一部分从第二部分突出；第一虚设栅极堆叠件，形成在场绝缘层的第一部分上，并包括具有第一厚度的第一虚设栅极绝缘层；第一栅极堆叠件，形成在场绝缘层的第二部分上，以与第一鳍形图案相交，并包括具有与第一厚度不同的第二厚度的第一栅极绝缘层。在本专利技术构思的一些实施例中，第一厚度是沿着场绝缘层的第一部分的顶表面形成的第一虚设栅极绝缘层的厚度，第二厚度是沿着第一鳍形图案的顶表面形成的第一栅极绝缘层的厚度。在本专利技术构思的一些实施例中，第一厚度比第二厚度大。在本专利技术构思的一些实施例中，第一虚设栅极堆叠件还包括限定第一沟槽的第一虚设间隔件，第一栅极堆叠件还包括限定第二沟槽的第一间隔件，第一虚设栅极绝缘层包括形成在第一沟槽的底表面上的第一虚设界面层和沿着第一沟槽的侧壁和底表面形成在第一虚设界面层上的第一虚设高k绝缘层，第一栅极绝缘层包括形成在第二沟槽的底表面上的界面层和沿着第二沟槽的侧壁和底表面形成在界面层上的高k绝缘层。在本专利技术构思的一些实施例中，第一虚设界面层不沿着第一沟槽的侧壁形成，界面层不沿着第二沟槽的侧壁形成。在本专利技术构思的一些实施例中，第一虚设界面层和界面层中的每个包括氧化硅。在本专利技术构思的一些实施例中，形成在第一沟槽的底表面上的第一虚设高k绝缘层的厚度与形成在第二沟槽的底表面上的高k绝缘层的厚度基本相同。在本专利技术构思的一些实施例中，所述半导体装置还可以包括形成在场绝缘层的第一部分上的第二虚设栅极堆叠件，所述第二虚设栅极堆叠件包括具有比第一厚度小的第三厚度的第二虚设栅极绝缘层和限定第一沟槽的第二虚设间隔件。第一鳍形图案具有第一端和第二端，第一虚设栅极堆叠件设置为与第一鳍形图案的第一端相邻，第二虚设栅极堆叠件设置为与第一鳍形图案的第二端相邻。在本专利技术构思的一些实施例中，第一厚度和第三厚度是沿着场绝缘层的第一部分的顶表面形成的第一虚设栅极绝缘层和第二虚设栅极绝缘层的厚度。在本专利技术构思的一些实施例中，第一虚设栅极堆叠件包括限定第二沟槽的第一虚设间隔件，第一虚设栅极绝缘层包括形成在第二沟槽的底表面上的第一虚设界面层和在第一虚设界面层上沿着第二沟槽的侧壁和底表面形成的第一虚设高k绝缘层，第二虚设栅极绝缘层包括形成在第一沟槽的底表面上的第二虚设界面层和在第二虚设界面层上沿着第一沟槽的侧壁和底表面形成的第二虚设高k绝缘层。在本专利技术构思的一些实施例中，第一虚设界面层不沿着第二沟槽的侧壁形成，第二虚设界面层不沿着第一沟槽的侧壁形成，第一虚设界面层的厚度比第二虚设界面层的厚度大。在本专利技术构思的一些实施例中，第一虚设栅极堆叠件包括限定第二沟槽的第一虚设间隔件，第一虚设栅极绝缘层包括形成在第二沟槽的底表面上的第一虚设界面层和在第一虚设界面层上沿着第二沟槽的侧壁和底表面形成的第一虚设高k绝缘层，第二虚设栅极绝缘层包括与场绝缘层的第一部分接触并沿着第一沟槽的侧壁和底表面形成的第二虚设高k绝缘层。在本专利技术构思的一些实施例中，所述半导体装置还可以包括设置为沿纵向方向与第一鳍形图案平行的第二鳍形图案。场绝缘层设置为与第二鳍形图案相邻，场绝缘层的第一部分设置在第一鳍形图案与第二鳍形图案之间。在本专利技术构思的一些实施例中，所述半导体装置还可以包括形成在场绝缘层的第二部分上以与第二鳍形图案相交的第二栅极堆叠件。第一虚设栅极堆叠件设置在第一栅极堆叠件与第二栅极堆叠件之间，第一虚设栅极堆叠件、第一栅极堆叠件和第二栅极堆叠件分别沿第一方向纵向地延伸，第一栅极堆叠件、第一虚设栅极堆叠件和第二栅极堆叠件沿与第一方向不同的第二方向顺序地布置。在本专利技术构思的一些实施例中，第一虚设栅极堆叠件包括虚设栅电极，第一栅极堆叠件包括栅电极，虚设栅电极的顶表面与栅电极的顶表面彼此平行，虚设栅电极具有比栅电极小的高度。在本专利技术构思的一些实施例中，场绝缘层的第一部分的顶表面与第一鳍形图案的顶表面彼此平行。在本专利技术构思的一些实施例中，场绝缘层的第一部分的顶表面比第一鳍形图案的顶表面高。在本专利技术构思的一些实施例中，第一鳍形图案具有长边和短边，场绝缘层的第一部分与第一鳍形图案的短边接触，场绝缘层的第二部分与第一鳍形图案的长边接触。根据本专利技术构思的另一方面，提供了一种半导体装置，所述半导体装置包括：第一鳍形图案，设置在基底的第一区域上；第二鳍形图案，设置在基底的第二区域上；场绝缘层，设置在第一鳍形图案和第二鳍形图案的附近，场绝缘层设置在第一区域上，具有第一部分和第二部分，第一部分的顶表面设置得比第二部分的顶表面高；虚设栅极堆叠件，包括虚设界面层和形成在虚设界面层上的虚设高k绝缘层，虚设栅极堆叠件位于在场绝缘层的第一部分上；第一栅极堆叠件，形成在场绝缘层的第二部分上，以与第一鳍形图案相交，并包括第一界面层和形成在第一界面层上的第一高k绝缘层，所述第一界面层具有与虚设界面层的厚度不同的厚度；第二栅极堆叠件，形成在场绝缘层上，以与第二鳍形图案相交，并包括第二界面层和形成在第二界面层上的第二高k绝缘层，所述第二界面层具有与第一界面层的厚度不同的厚度。在本专利技术构思的一些实施例中，第二界面层具有比第一界面层大的厚度。在本专利技术构思的一些实施例中，虚设界面层具有比第一界面层大的厚度。在本专利技术构思的一些实施例中，虚设高k绝缘层、第一高k绝缘层和第二高k绝缘层具有基本相同的厚度。在本专利技术构思的一些实施例中，第一栅极堆叠件包括第一栅电极，第二栅极堆叠件包括第二栅电极，第一栅电极与第二栅电极具有不同的宽度。在本专利技术构思的一些实施例中，虚设栅极堆叠件包括虚设栅电极，虚设栅电极与第一栅电极具有基本相同的宽度。在本专利技术构思的一些实施例中，第一栅电极的顶表面与第二栅电极的顶表面平行，第一栅电极具有比第二栅电极大的高度。在本专利技术构思的一些实施例中，第一鳍形图案是硅鳍形图案。所述半导体装置还可以包括位于第一鳍形图案与第一栅极堆叠件之间的硅锗沟道层。在本专利技术构思的一些实施例中，硅锗沟道层形成在第一鳍形图案的顶表面上。在本专利技术构思的一些实施例中，第二界面层和虚设界面层通过同一制造工艺形成。在本专利技术构思的一些实施例中，虚设界面层、第一界面层和第二界面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体装置，所述半导体装置包括：第一鳍形图案；场绝缘层，围绕第一鳍形图案的部分，并具有第一部分和第二部分，第一部分从第二部分突出；第一虚设栅极堆叠件，位于场绝缘层的第一部分上，并包括具有第一厚度的第一虚设栅极绝缘层；以及第一栅极堆叠件，位于场绝缘层的第二部分上，所述第一栅极堆叠件与第一鳍形图案相交，并包括具有与第一厚度不同的第二厚度的第一栅极绝缘层。

【技术特征摘要】
2015.05.11 KR 10-2015-00651311.一种半导体装置，所述半导体装置包括：第一鳍形图案；场绝缘层，围绕第一鳍形图案的部分，并具有第一部分和第二部分，第一部分从第二部分突出；第一虚设栅极堆叠件，位于场绝缘层的第一部分上，并包括具有第一厚度的第一虚设栅极绝缘层；以及第一栅极堆叠件，位于场绝缘层的第二部分上，所述第一栅极堆叠件与第一鳍形图案相交，并包括具有与第一厚度不同的第二厚度的第一栅极绝缘层。2.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，第一厚度是沿着场绝缘层的第一部分的顶表面的第一虚设栅极绝缘层的厚度，以及第二厚度是沿着第一鳍形图案的顶表面的第一栅极绝缘层的厚度。3.根据权利要求2所述的半导体装置，其中，第一厚度比第二厚度大。4.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，第一虚设栅极堆叠件还包括限定第一沟槽的第一虚设间隔件，第一栅极堆叠件还包括限定第二沟槽的第一间隔件，第一虚设栅极绝缘层包括位于第一沟槽的底表面上的第一虚设界面层和沿着第一沟槽的侧壁和底表面的位于第一虚设界面层上的第一虚设高k绝缘层，以及第一栅极绝缘层包括位于第二沟槽的底表面上的界面层和沿着第二沟槽的侧壁和底表面的位于界面层上的高k绝缘层。5.根据权利要求4所述的半导体装置，其中，第一虚设界面层不沿着第一沟槽的侧壁，界面层不沿着第二沟槽的侧壁，以及第一虚设界面层的厚度比界面层的厚度大。6.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位于场绝缘层的第一部分上的第二虚设栅极堆叠件，所述第二虚设栅极堆叠件包括具有比第一厚度小的第三厚度的第二虚设栅极绝缘层和限定第一沟槽的第二虚设间隔件，其中，第一鳍形图案具有第一端和第二端，第一虚设栅极堆叠件与第一鳍形图案的第一端相邻，以及第二虚设栅极堆叠件与第一鳍形图案的第二端相邻。7.根据权利要求6所述的半导体装置，其中，第一虚设栅极堆叠件包括限定第二沟槽的第一虚设间隔件，第一虚设栅极绝缘层包括位于第二沟槽的底表面上的第一虚设界面层和位于第一虚设界面层上沿着第二沟槽的侧壁和底表面的第一虚设高k绝缘层，以及第二虚设栅极绝缘层包括位于第一沟槽的底表面上的第二虚设界面层和位于第二虚设界面层上沿着第一沟槽的侧壁和底表面的第二虚设高k绝缘层。8.根据权利要求7所述的半导体装置，其中，第一虚设界面层不沿着第二沟槽的侧壁，第二虚设界面层不沿着第一沟槽的侧壁，以及第一虚设界面层的厚度比第二虚设界面层的厚度大。9.根据权利要求6所述的半导体装置，其中，第一虚设栅极堆叠件包括限定第二沟槽的第一虚设间隔件，第一虚设栅极绝缘层包括位于第二沟槽的底表面上的第一虚设界面层和位于第一虚设界面层上沿着第二沟槽的侧壁和底表面的第一虚设高k绝缘层，以及第二虚设栅极绝缘层包括沿着第一沟槽的侧壁和底表面并且与场绝缘层的第一部分接触的第二虚设高k绝缘层。10.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沿纵向方向与第一鳍形图案平行的第二鳍形图案，其中，场绝缘层与第二鳍形图案相邻，以及场绝...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘庭均，金载哲，
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