半导体装置及其制造方法制造方法及图纸

本公开涉及半导体装置及其制造方法。本发明专利技术的目的之一在于提供一种半导体装置，该半导体装置通过将包括鳍式晶体管的MONOS存储器的鳍的形状导致的电子和空穴到电荷累积膜中的注入分布的不均匀性缓和来具有改善的可靠性。在形成在鳍之上的构造存储器单元的存储器栅极电极中，与ONO膜邻接的覆盖鳍的上表面的部分和与ONO膜邻接的覆盖鳍的侧表面的部分分别由功函数不同的电极材料制成，它们之间的边界表面位于鳍的上表面下方。

Semiconductor Device and Its Manufacturing Method

The present disclosure relates to semiconductor devices and their manufacturing methods. One of the purposes of the present invention is to provide a semiconductor device with improved reliability by mitigating the uneven injection distribution of electrons and holes into the charge accumulation film caused by the shape of the fin of the MONOS memory including a fin transistor. In the memory gate electrodes forming a memory unit on the fin, the upper surface of the fin covered by the ONO film and the lateral surface covered by the ONO film are respectively made of electrode materials with different work functions, and the boundary surfaces between them are located below the upper surface of the fin.

【技术实现步骤摘要】
半导体装置及其制造方法相关申请的交叉引用于2017年6月22日提交的日本专利申请No.2017-122001的公开(包括说明书、附图和摘要)通过引用整体并入本文。
本专利技术涉及半导体装置的结构和制造该装置的方法，特别涉及在应用于包括鳍式晶体管的半导体装置时有效的技术。
技术介绍
提出了具有突出半导体层的电场效应晶体管(该晶体管在下文中将被称为“鳍式电场效应晶体管”并且缩写为“FinFET”)以便减小由于小型化而引起的短沟道效应，突出半导体层即从衬底的平面向上突出并且在大致垂直于衬底的平面的至少两个平面(两个侧表面)上具有沟道区的层。FinFET被成形为在二维衬底上具有三维结构。假设衬底的面积相等，则该晶体管的电流驱动能力大于平面晶体管的电流驱动能力。由于栅极具有在其中缠绕沟道的结构，因此栅极具有高沟道可控性，并且在装置关断时的泄漏电流大大降低。因此可以实现具有高操作速率、以低功耗驱动的电场晶体管，并且有助于以小型化的形式来提供。已广泛使用EEPROM(电可擦除和可编程只读存储器)作为电可编程和可擦除非易失性半导体存储器装置。以现在流行的闪速存储器为代表的这种存储器装置通过在MISF本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体装置，包括：半导体衬底；突出半导体层，所述突出半导体层是所述半导体衬底的一部分，从所述半导体衬底的主表面突出，并沿着所述主表面在第一方向上延伸；栅极电极，所述栅极电极隔着包含电荷累积膜的绝缘膜与所述突出半导体层的上表面和侧表面相邻，并在与所述第一方向交叉的第二方向上延伸；和源极区和漏极区，所述源极区和所述漏极区在所述突出半导体层的所述第一方向上将所述栅极电极夹在之间，其中所述栅极电极具有隔着所述绝缘膜与所述突出半导体层的所述侧表面相邻的第一栅极电极和隔着所述绝缘膜与所述突出半导体层的所述上表面相邻的第二栅极电极，其中所述第一栅极电极和所述第二栅极电极分别包括不同的电极材料，以及其...

【技术特征摘要】
2017.06.22 JP 2017-1220011.一种半导体装置，包括：半导体衬底；突出半导体层，所述突出半导体层是所述半导体衬底的一部分，从所述半导体衬底的主表面突出，并沿着所述主表面在第一方向上延伸；栅极电极，所述栅极电极隔着包含电荷累积膜的绝缘膜与所述突出半导体层的上表面和侧表面相邻，并在与所述第一方向交叉的第二方向上延伸；和源极区和漏极区，所述源极区和所述漏极区在所述突出半导体层的所述第一方向上将所述栅极电极夹在之间，其中所述栅极电极具有隔着所述绝缘膜与所述突出半导体层的所述侧表面相邻的第一栅极电极和隔着所述绝缘膜与所述突出半导体层的所述上表面相邻的第二栅极电极，其中所述第一栅极电极和所述第二栅极电极分别包括不同的电极材料，以及其中所述第一栅极电极和所述第二栅极电极之间的边界表面相对于所述突出半导体层的所述上表面位于所述主表面侧。2.根据权利要求1所述的半导体装置，其中所述第二栅极电极的电极材料具有比所述第一栅极电极的电极材料的功函数高的功函数。3.根据权利要求1所述的半导体装置，其中所述第一栅极电极的电极材料是多晶硅，以及其中所述第二栅极电极的电极材料是Al、Ti、Ta、Ru和W以及包含所述元素的合金材料中的任一种。4.根据权利要求3所述的半导体装置，其中所述第一栅极电极和所述第二栅极电极之间具有阻挡金属。5.根据权利要求1所述的半导体装置，其中所述第一栅极电极的电极材料是多晶硅，以及其中所述第二栅极电极的电极材料是金属硅化物。6.根据权利要求5所述的半导体装置，其中所述第一栅极电极和所述第二栅极电极之间具有氧化硅膜。7.根据权利要求1所述的半导体装置，其中所述第一栅极电极和所述第二栅极电极的相应的电极材料各自是Al、Ti、Ta、Ru和W以及包含所述元素的合金材料中的任一种，以及其中所述第二栅极电极的电极材料具有比所述第一栅极电极的电极材料的功函数高的功函数。8.根据权利要求3所述的半导体装置，其中所述第一栅极电极和所述第二栅极电极之间具有包含TaN或TiN的功函数控制膜。9.根据权利要求8所述的半导体装置，其中所述第一栅极电极和所述功函数控制膜之间以及所述第二栅极电极和所述功函数控制膜之间具有阻挡金属。10.一种半导体装置，包括：半导体衬底；突出半导体层，所述突出半导体层是所述半导体衬底的一部分，从所述半导体衬底的主表面突出，并沿着所述主表面在第一方向上延伸；存储器栅极电极，所述存储器栅极电极隔着包含电荷累积膜的第一绝缘膜与所述突出半导体层的上表面和侧表面相邻，并在与所述第一方向交叉的第二方向上延伸；控制栅极电极，所述控制栅极电极隔着所述第一绝缘膜与所述存储器栅极电极相邻，隔着第二绝缘膜与所述突出半导体层的所述上表面和所述侧表面相邻，并在所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉富敦司，川岛祥之，
申请(专利权)人：瑞萨电子株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP