半导体装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种半导体装置。所述半导体装置包括：衬底；第一有源图案，设置在所述衬底上且与所述衬底间隔开；栅极绝缘膜，环绕所述第一有源图案；第一逸出功调整膜，环绕所述栅极绝缘膜且包含碳；以及第一阻挡膜，环绕所述第一逸出功调整膜，其中所述第一逸出功调整膜的碳浓度随着所述第一逸出功调整膜远离所述第一阻挡膜而增大。

【技术实现步骤摘要】
半导体装置[相关申请的交叉参考]本申请主张在2017年9月8日在韩国知识产权局提出申请的韩国专利申请第10-2017-0115041号的优先权，所述韩国专利申请的公开内容全文并入本申请供参考。
本专利技术概念涉及一种半导体装置及其制作方法，且更具体来说，涉及一种包括逸出功调整膜(workfunctionadjustmentfilm)的半导体装置以及一种制作所述半导体装置的方法。
技术介绍
近来，随着信息介质的迅速普及，半导体装置以在功能方面的显著进步得到明显发展。在新的半导体产品的情形中，需要低的生产成本来确保竞争力，且需要高的集成度来实现高品质。为实现半导体产品的更高集成度，半导体产业依赖于半导体装置的最小特征大小的持续按比例缩减。
技术实现思路
本专利技术概念的各个方面提供一种半导体装置以及一种制作所述半导体装置的方法，其中通过减小栅极电阻来增强半导体装置的操作性能及产品可靠性。根据本专利技术概念的一方面，提供一种半导体装置，所述半导体装置包括：衬底；第一有源图案，设置在所述衬底上且与所述衬底间隔开；栅极绝缘膜，环绕所述第一有源图案；第一逸出功调整膜，环绕所述栅极绝缘膜且包含碳；以及第一阻挡膜，环绕所述第一逸出功调整膜，其中所述第一逸出功调整膜的碳浓度随着所述第一逸出功调整膜远离所述第一阻挡膜而增大。根据本专利技术概念的另一方面，提供一种半导体装置，所述半导体装置包括：衬底；第一有源图案，设置在所述衬底上且与所述衬底间隔开；栅极绝缘膜，环绕所述第一有源图案；以及逸出功调整膜，环绕所述栅极绝缘膜且包含碳，其中所述逸出功调整膜包括：第一中心部分，设置在所述第一有源图案下方且与所述第一有源图案交叠；以及第二中心部分，设置在所述第一有源图案上且与所述第一有源图案交叠，其中所述第一中心部分的碳浓度不同于所述第二中心部分的碳浓度。根据本专利技术概念的另一方面，提供一种半导体装置，所述半导体装置包括：栅极绝缘膜，位于衬底上；n型逸出功调整膜，包含碳且位于所述栅极绝缘膜上；以及第一阻挡膜，包含TiN且位于所述n型逸出功调整膜上，其中所述n型逸出功调整膜的碳浓度随着所述n型逸出功调整膜远离所述第一阻挡膜而增大。根据本专利技术概念的另一方面，提供一种制作半导体装置的方法，所述方法包括：提供衬底，其中在所述衬底上设置有第一有源图案且所述第一有源图案与所述衬底间隔开；形成栅极绝缘膜来环绕所述第一有源图案；在所述栅极绝缘膜上形成包含碳的逸出功调整膜；在所述逸出功调整膜上形成第一阻挡膜；以及在所述第一阻挡膜上执行膜处理工艺以调整所述逸出功调整膜中的碳浓度梯度。附图说明通过参照附图详细阐述本专利技术概念的示例性实施例，本专利技术概念的以上及其它方面及特征将变得更显而易见，在附图中：图1是用于解释根据本专利技术概念示例性实施例的半导体装置的示意性平面图。图2是沿图1所示线A-A'截取的剖视图。图3是图1所示区O的放大图。图4是沿图1所示线B-B'截取的剖视图。图5及图6是示出碳浓度随着图4所示SC1及SC2变化的关系的曲线图。图7及图8是用于解释根据本专利技术概念示例性实施例的半导体装置的图。图9及图10是用于解释根据本专利技术概念示例性实施例的半导体装置的图。图11及图12是用于解释根据本专利技术概念示例性实施例的半导体装置的图。图13及图14是用于解释根据本专利技术概念示例性实施例的半导体装置的图。图15是用于解释根据图13及图14的半导体装置的曲线图。图16是用于解释根据本专利技术概念示例性实施例的半导体装置的示意性平面图。图17是沿图16所示线A-A'及线C-C'截取的剖视图。图18是沿图16所示线B-B'及线D-D'截取的剖视图。图19至图33是用于解释根据本专利技术概念示例性实施例的制作半导体装置的方法的中间步骤图。由于图1至图33中的图式旨在用于说明目的，因此图式中的元件未必按比例绘示。举例来说，出于清晰目的可放大或夸大各元件中的一些元件。具体实施方式通过结合附图参照对优选示例性实施例的以下详细说明，可更易于理解本专利技术概念的特征以及其实现方法。然而，本专利技术概念可实施为许多不同的形式，而不应被视为仅限于本文所述的实施例。确切来说，提供这些实施例是为了使本公开将透彻及完整，并将向所属领域中的技术人员全面传达本专利技术概念的范围。在根据本专利技术概念示例性实施例的半导体装置的图式中，尽管示出了包括纳米线形或纳米片形沟道区的多桥沟道场效应晶体管(multi-bridge-channelfield-effecttransistor，MBCFET)作为实例，然而本专利技术概念并非仅限于此。举例来说，根据本专利技术概念示例性实施例的半导体装置可包括隧道场效应晶体管(tunnelingfield-effecttransistor，TFET)、鳍型场效应晶体管(fin-typefield-effecttransistor，FinFET)、栅极环绕场效应晶体管(gate-all-aroundfield-effecttransistor，GAAFET)或三维(three-dimensional，3D)晶体管。另外，举例来说，根据本专利技术概念示例性实施例的半导体装置可包括双极结晶体管(bipolarjunctiontransistor，BJT)、横向双扩散金属氧化物半导体晶体管(lateraldoublediffusedmetaloxidesemiconductortransistor，LDMOS)等。一般来说，与传统的平面金属氧化物半导体场效应晶体管(metal-oxide-semiconductorfield-effecttransistor，MOSFET)相比，MBCFET可具有更大的电流驱动能力、更好的亚阈值摆幅以及更大的接通-关断状态电流比。在下文中，将参照图1至图6阐述根据本专利技术概念示例性实施例的半导体装置。图1是用于解释根据本专利技术概念示例性实施例的半导体装置的示意性平面图。图2是沿图1所示线A-A'截取的剖视图。图3是图1所示区O的放大图。图4是沿图1所示线B-B'截取的剖视图。图5及图6是示出碳浓度随着图4所示SC1及SC2变化的关系的曲线图。参照图1至图4，根据本专利技术概念示例性实施例的半导体装置包括衬底100、场绝缘膜105、第一有源图案110、第二有源图案210、第一界面膜120、第一栅极绝缘膜130、第一栅极电极140、第一栅极间隔件150、第一源极/漏极区160及层间绝缘膜190。衬底100可为体硅(Si)或绝缘体上硅(silicon-on-insulator，SOI)。作为另外一种选择，衬底100可为硅衬底或者可包含其他物质。举例来说，衬底100可包含硅锗(SiGe)、绝缘体上硅锗(silicongermaniumoninsulator，SGOI)、碳化硅(SiC)、锑化铟(InSb)、铅碲化合物(PbTe)、砷化铟(InAs)、磷化铟(InP)、砷化镓(GaAs)、氮化镓(GaN)或锑化镓(GaSb)。另外，衬底100可具有形成在基础衬底上的外延层，且外延层可包含上述材料中的一种或多种。为便于解释，在下文中，将衬底100阐述为包含硅的衬底。衬底100可包括第一鳍型突出部100P。第一鳍型突出部100P可从衬底100的上表面突出且可沿着第一方向X1延伸。第一鳍型突出部100P可通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体装置，其特征在于，包括：衬底；第一有源图案，设置在所述衬底上且与所述衬底间隔开；栅极绝缘膜，环绕所述第一有源图案；第一逸出功调整膜，环绕所述栅极绝缘膜且包含碳；以及第一阻挡膜，环绕所述第一逸出功调整膜，其中所述第一逸出功调整膜的碳浓度随着所述第一逸出功调整膜远离所述第一阻挡膜而增大。

【技术特征摘要】
2017.09.08 KR 10-2017-01150411.一种半导体装置，其特征在于，包括：衬底；第一有源图案，设置在所述衬底上且与所述衬底间隔开；栅极绝缘膜，环绕所述第一有源图案；第一逸出功调整膜，环绕所述栅极绝缘膜且包含碳；以及第一阻挡膜，环绕所述第一逸出功调整膜，其中所述第一逸出功调整膜的碳浓度随着所述第一逸出功调整膜远离所述第一阻挡膜而增大。2.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述第一逸出功调整膜的所述碳浓度随着所述第一逸出功调整膜远离所述衬底的上表面而减小。3.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，在沿着与所述衬底的上表面平行的平面从所述第一逸出功调整膜的第一侧壁到所述第一逸出功调整膜的与所述第一侧壁相对的第二侧壁移动时，所述第一逸出功调整膜的所述碳浓度增大并随后减小。4.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，还包括第二有源图案，所述第二有源图案设置在所述第一有源图案上且与所述第一有源图案间隔开。5.根据权利要求4所述的半导体装置，其特征在于，所述第一逸出功调整膜包括：第一中心部分，设置在所述第一有源图案下方且与上方的所述第一有源图案交叠；第二中心部分，设置在所述第一有源图案与所述第二有源图案之间，且与所述第一有源图案及所述第二有源图案交叠；第三中心部分，设置在所述第二有源图案上，且与所述第二有源图案交叠；以及侧部部分，在所述第一有源图案的侧壁及所述第二有源图案的侧壁上延伸以连接所述第一中心部分、所述第二中心部分及所述第三中心部分。6.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述第一逸出功调整膜是n型逸出功调整膜。7.根据权利要求6所述的半导体装置，其特征在于，所述第一逸出功调整膜包含Ti、Ta、W、Ru、Nb、Mo、Hf、La及它们的组合中的至少一者。8.根据权利要求6所述的半导体装置，其特征在于，还包括：第二逸出功调整膜，夹置在所述栅极绝缘膜与所述第一逸出功调整膜之间，其中所述第二逸出功调整膜是p型逸出功调整膜。9.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述第一阻挡膜包含TiN。10.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，还包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐圣仁，罗勋奏，宋珉宇，李炳训，李灿珩，李厚容，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