半导体装置制造方法及图纸

本公开提供一种半导体装置，其包括：第一绝缘夹层，位于衬底上；第二绝缘夹层，位于所述第一绝缘夹层上；栅极结构，在所述衬底上延伸穿过所述第一绝缘夹层及所述第二绝缘夹层，所述栅极结构的下部部分具有第一宽度，且所述栅极结构的上部部分具有第二宽度，所述第二宽度比所述第一宽度大且从底部朝顶部逐渐增大；以及间隔件结构，位于所述栅极结构的侧壁上，所述间隔件结构的上部部分的宽度小于所述间隔件结构的下部部分的宽度。本公开的半导体装置具有良好的特性。

【技术实现步骤摘要】
半导体装置[相关申请的交叉参考]在2017年8月11日在韩国知识产权局提出申请且名称为“半导体装置(SemiconductorDevice)”的韩国专利申请第10-2017-0102415号全文并入本申请供参考。
本专利技术实施例涉及一种半导体装置。
技术介绍
近来，人们已在考虑包括晶体管的高度集成半导体装置。所述晶体管可包括金属栅极结构。
技术实现思路
本专利技术实施例可通过提供一种半导体装置来实现，所述半导体装置包括：第一绝缘夹层，位于衬底上；第二绝缘夹层，位于所述第一绝缘夹层上；栅极结构，在所述衬底上延伸穿过所述第一绝缘夹层及所述第二绝缘夹层，所述栅极结构的下部部分具有第一宽度，且所述栅极结构的上部部分具有第二宽度，所述第二宽度比所述第一宽度大且从其底部朝顶部逐渐增大；以及间隔件结构，位于所述栅极结构的侧壁上，所述间隔件结构的上部部分的宽度小于所述间隔件结构的下部部分的宽度。本专利技术实施例可通过提供一种半导体装置来实现，所述半导体装置包括：第一绝缘夹层，位于衬底上，所述衬底包括第一区及第二区；第二绝缘夹层，位于所述第一绝缘夹层上；第一栅极结构，在所述衬底的所述第一区上延伸穿过所述第一绝缘夹层及所述第二绝缘夹层，所述第一栅极结构中的每一者的下部部分具有第一宽度，且所述第一栅极结构中的每一者的上部部分具有第二宽度，所述第二宽度大于所述第一宽度且从其底部朝顶部逐渐增大；第一间隔件结构，位于所述第一栅极结构中的每一者的侧壁上；第二栅极结构，在所述衬底的所述第二区上延伸穿过所述第一绝缘夹层及所述第二绝缘夹层，所述第二栅极结构中的每一者的下部部分具有第三宽度，且所述第二栅极结构中的每一者的上部部分具有第四宽度，所述第四宽度大于所述第三宽度且从其底部朝顶部逐渐增大；以及第二间隔件结构，位于所述第二栅极结构中的每一者的侧壁上，所述第二间隔件结构的上端具有与所述第一间隔件结构的上端的高度不同的高度，其中所述第一栅极结构之间的第一距离小于所述第二栅极结构之间的第二距离。本专利技术实施例可通过提供一种半导体装置来实现，所述半导体装置包括：第一绝缘夹层，位于衬底上；第二绝缘夹层，位于所述第一绝缘夹层上；栅极结构，在所述衬底上延伸穿过所述第一绝缘夹层及所述第二绝缘夹层，所述栅极结构的下部部分具有第一宽度，且所述栅极结构的上部部分具有第二宽度，所述第二宽度大于所述第一宽度且从其底部朝顶部逐渐增大；以及间隔件结构，位于所述栅极结构的侧壁上，其中所述间隔件结构的上部部分具有与所述间隔件结构的下部部分的氧浓度不同的氧浓度。附图说明通过参照附图详细阐述示例性实施例，各特征对所属领域中的技术人员而言将显而易见，在附图中：图1示出根据示例性实施例的半导体装置的剖视图。图2示出根据示例性实施例的半导体装置的平面图。图3示出根据其他示例性实施例的半导体装置的剖视图。图4至图17示出根据示例性实施例的制造半导体装置的方法中的各阶段的剖视图。图18示出根据示例性实施例的半导体装置的剖视图。图19至图23示出根据示例性实施例的制造半导体装置的方法中的各阶段的剖视图。具体实施方式图1示出根据示例性实施例的半导体装置的剖视图。图2示出根据示例性实施例的半导体装置的平面图。图3示出根据其他示例性实施例的半导体装置的剖视图。参照图1及图2，多个有源图案100a可从衬底100的上表面向上(例如，远离衬底100的上表面)突出。栅极结构134可在与有源图案100a的延伸方向交叉的方向上在有源图案100a上延伸。间隔件结构114a可位于栅极结构134的侧壁上。衬底100可包含以下材料：半导体材料，例如硅、锗、硅锗等；或III-V族半导体化合物，例如GaP、GaAs、GaSb等。在实施方式中，衬底100可为绝缘体上硅(silicon-on-insulator，SOI)衬底或绝缘体上锗(germanium-on-insulator，GOI)衬底。有源图案100a中的每一者可在实质上平行于衬底100的上表面的第一方向上延伸。有源图案100a可排列在(例如，可重复地设置在)与第一方向交叉的第二方向上。在实施方式中，第一方向与第二方向可实质上彼此垂直。在有源图案100a之间可形成隔离层102。隔离层102可填充有源图案100a之间的沟槽的下部部分。隔离层102可包含氧化物，例如氧化硅。有源图案100a的未被隔离层102覆盖的部分可被称为有源区。在实施方式中，可不形成有源图案。在这种情形中，隔离层102可填充衬底100上的沟槽，且在衬底100上可形成平面型晶体管(planartypetransistor)。在有源图案100a及隔离层102上可形成第一绝缘夹层116b。第一绝缘夹层116b的上表面(例如，背离(facingaway)衬底100的表面或远离衬底100的表面)可实质上平坦。第一绝缘夹层116b的上表面可高于有源图案100a的上表面(例如比有源图案100a的上表面距衬底100更远)。因此，第一绝缘夹层116b可覆盖有源图案100a。第一绝缘夹层116b可包含例如具有良好的填隙特性的硅。在第一绝缘夹层116b上可形成第二绝缘夹层118。第二绝缘夹层118可包含例如氮化硅或氧化硅。第二绝缘夹层118可具有比第一绝缘夹层116b的蚀刻容差(etchingtolerance)及强度高的蚀刻容差及强度。第一开口可延伸穿过第一绝缘夹层116b及第二绝缘夹层118。有源图案100a的侧壁及上表面可被第一开口暴露出。栅极结构134可形成在第一开口中。栅极结构134可在第二方向上延伸以与有源图案100a交叉。栅极结构134可包括依序堆叠的下部栅极结构128、上部栅极结构130a及硬掩模132。下部栅极结构128可填充第一开口的下部部分。下部栅极结构128可包括栅极绝缘层122a及多个栅极电极层，例如第一栅极电极层到第四栅极电极层125a、125b、125c及125d。第一栅极电极层到第四栅极电极层125a、125b、125c及125d可共形地形成在第一开口的侧壁及底部上。栅极绝缘层122a可包含金属氧化物，例如氧化铪(HfO2)、氧化钽(Ta2O5)、氧化锆(ZrO2)等。第一栅极电极层到第四栅极电极层125a、125b、125c及125d可包含金属或金属氮化物。第一栅极电极层到第四栅极电极层125a、125b、125c及125d可依序堆叠。在实施方式中，第一栅极电极层到第四栅极电极层125a、125b、125c及125d可包括用于控制阈值电压的至少一个电极层以及用于减小电阻的至少一个电极层。第一栅极电极层到第三栅极电极层125a、125b及125c可依序堆叠在栅极绝缘层122a上。第一栅极电极层到第三栅极电极层125a、125b及125c可共形地形成在第一开口的侧壁及底部上。第四栅极电极层125d可形成在第三栅极电极层125c上，且可填充由第三栅极电极层125c形成的内部空间。第一栅极电极层125a可包含例如钛、氮化钛、钽、氮化钽等。第二栅极电极层125b可包含例如TiAlC、TiAlCN、TiAlSiCN等。第三栅极电极层125c可包含例如钛、氮化钛、钽、氮化钽等。第四栅极电极层125d可包含例如铝(Al)、铜(Cu)等。在这种情形中，第一栅极电极层125a、第二栅极电极层125b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：第一绝缘夹层，位于衬底上；第二绝缘夹层，位于所述第一绝缘夹层上；栅极结构，在所述衬底上延伸穿过所述第一绝缘夹层及所述第二绝缘夹层，所述栅极结构的下部部分具有第一宽度，且所述栅极结构的上部部分具有第二宽度，所述第二宽度比所述第一宽度大且从其底部朝顶部逐渐增大；以及间隔件结构，位于所述栅极结构的侧壁上，所述间隔件结构的上部部分的宽度小于所述间隔件结构的下部部分的宽度。

【技术特征摘要】
2017.08.11 KR 10-2017-01024151.一种半导体装置，其特征在于，包括：第一绝缘夹层，位于衬底上；第二绝缘夹层，位于所述第一绝缘夹层上；栅极结构，在所述衬底上延伸穿过所述第一绝缘夹层及所述第二绝缘夹层，所述栅极结构的下部部分具有第一宽度，且所述栅极结构的上部部分具有第二宽度，所述第二宽度比所述第一宽度大且从其底部朝顶部逐渐增大；以及间隔件结构，位于所述栅极结构的侧壁上，所述间隔件结构的上部部分的宽度小于所述间隔件结构的下部部分的宽度。2.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述间隔件结构的所述上部部分的所述宽度从其底部朝顶部逐渐减小。3.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述间隔件结构的相对的侧壁中的每一者相对于所述衬底的上表面具有斜面，且所述间隔件结构的所述相对的侧壁的所述斜面的方向彼此不同。4.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，从所述间隔件结构的上侧壁到所述间隔件结构的中心部分的距离从其底部朝顶部减小。5.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于：所述间隔件结构包括依序堆叠的多个间隔件，且所述多个间隔件中的至少一者包含低介电材料，所述低介电材料具有比氮化硅的介电常数低的介电常数。6.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述间隔件结构的所述上部部分与所述间隔件结构的所述下部部分具有彼此不同的氧浓度。7.根据权利要求6所述的半导体装置，其特征在于，所述间隔件结构的所述上部部分的氧浓度大于所述间隔件结构的所述下部部分的氧浓度。8.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述栅极结构的所述上部部分相对于所述衬底的上表面具有斜面。9.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于：所述栅极结构位于延伸穿过所述第一绝缘夹层及所述第二绝缘夹层的开口中，且所述栅极结构包括依序堆叠的多个栅极电极层。10.根据权利要求9所述的半导体装置，其特征在于：所述栅极结构包括下部栅极结构、上部栅极结构及硬掩模，且所述下部栅极结构包括位于所述开口的内壁上的栅极绝缘层以及依序堆叠在所述栅极绝缘层上的所述多个栅极电极层。11.根据权利要求10所述的半导体装置，其特征在于，所述上部栅极结构：覆盖所述下部栅极结构，且包含金属。12.一种半导体装置，其特征在于，包括：第一绝缘夹层，位于衬底上，所述衬底包括第一区及第二区；第二绝缘夹层，位于所述第一绝缘夹层上；第一栅极结构，在所述衬底的所述第一区上延伸穿过所述第一绝缘夹层及所述第二绝缘夹层，所述第一栅极结构中的每一者的下部部分具有第一宽度，且所述第一栅极结构中的每一者的上...

【专利技术属性】
技术研发人员：闵宣基，
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