一种半导体装置包括：其中具有凹陷的衬底，该凹陷部分地填充有至少两个半导体有源区。该凹陷具有侧壁和底部，该侧壁和底部充分地衬有相应的衬底绝缘层，使得该至少两个半导体有源区与围绕凹陷的侧壁和底部的衬底电隔离。提供侧壁绝缘层，其作为至少两个半导体有源区中的第一半导体有源区和第二半导体有源区之间的隔离物延伸，使得至少两个半导体有源区中的第一半导体有源区和第二半导体有源区彼此电隔离。第一栅电极和第二栅电极分别设置在第一半导体有源区和第二半导体有源区中。在第一半导体有源区和第二半导体有源区中。在第一半导体有源区和第二半导体有源区中。
【技术实现步骤摘要】
具有增强的衬底隔离的半导体装置
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2021年5月21日提交的韩国专利申请No.10
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2021
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0065540的优先权，其公开内容通过引用并入本文。
[0003]本公开的示例实施例涉及半导体装置及其形成方法。
技术介绍
[0004]随着对半导体装置的高性能、高速度和/或多功能性的需求增加，半导体装置的集成度随之增加，并且这些半导体装置内的晶体管的尺寸减小。不幸的是，与这些晶体管相关联的泄漏电流可能随着其尺寸的减小而增加。为了减少泄漏电流，已经开发了使用具有绝缘体上硅(SOI)结构的衬底的半导体装置。
技术实现思路
[0005]本公开的示例实施例包括一种其中具有晶体管的半导体装置，该半导体装置具有改善的性能特性。
[0006]在本公开的示例实施例中，在衬底中提供半导体装置。半导体装置包括衬底绝缘结构。该衬底绝缘结构包括：(i)第一侧壁绝缘层，其在第一方向上延伸，并且在垂直于第一方向的第二方向上彼此间隔开，(ii)第二侧壁绝缘层，其在第一侧壁绝缘层之间延伸，并且与第一侧壁绝缘层接触，并且在第一方向上彼此间隔开，以及(iii)下绝缘层，其在第一侧壁绝缘层和第二侧壁绝缘层中的每一个的下方延伸，并且与第一侧壁绝缘层和第二侧壁绝缘层中的每一个接触。提供栅极结构，其包括被衬底绝缘结构围绕的侧表面和下表面。栅极结构包括栅极电介质层和在栅极电介质层上的栅电极。提供有源区，其在衬底绝缘结构和栅极结构之间延伸。提供第一源极/漏极区和第二源极/漏极区，第一源极/漏极区和第二源极/漏极区在有源区上彼此间隔开。衬底覆盖衬底绝缘结构的外侧表面和下表面。
[0007]在本公开的另一示例实施例中，一种半导体装置包括半导体衬底、与半导体衬底间隔开的有源区、以及嵌入在半导体衬底中并对有源区的下表面和侧表面加衬的衬底绝缘结构。提供栅极结构，其在有源区上延伸。栅极结构包括栅极电介质层和在栅极电介质层上的栅电极。提供第一源极/漏极区和第二源极/漏极区，第一源极/漏极区和第二源极/漏极区在有源区上彼此间隔开。衬底还覆盖衬底绝缘结构的外侧表面和下表面。
[0008]在本公开的又一示例实施例中，提供了一种半导体装置，其包括衬底和嵌入在衬底中的衬底绝缘结构。该衬底绝缘结构包括下绝缘层、设置在下绝缘层上(并且彼此间隔开)的第一侧壁绝缘层、以及设置在下绝缘层上并且与第一侧壁绝缘层接触的第二侧壁绝缘层。提供半导体有源区，其在下绝缘层上延伸。提供第一源极/漏极区和第二源极/漏极区，第一源极/漏极区和第二源极/漏极区在有源区上彼此间隔开。提供栅极结构，其在有源区上延伸。栅极结构包括栅极电介质层和在栅极电介质层上的栅电极。第二侧壁绝缘层的
至少一部分、下绝缘层和第一侧壁绝缘层与衬底接触。
附图说明
[0009]从以下结合附图的详细描述中，将更清楚地理解本公开的上述和其它方面、特征和优点，在附图中：
[0010]图1是根据本公开的示例实施例的半导体装置的平面布局图；
[0011]图2是示出根据本公开的示例实施例的半导体装置的截面图；
[0012]图3是示出根据本公开的示例实施例的半导体装置的截面图；
[0013]图4是根据本公开的示例实施例的半导体装置的平面布局图；
[0014]图5是示出根据本公开的示例实施例的半导体装置的截面图；
[0015]图6是根据本公开的示例实施例的半导体装置的平面布局图；
[0016]图7是示出根据本公开的示例实施例的半导体装置的截面图；
[0017]图8是根据本公开的示例实施例的半导体装置的平面布局图；
[0018]图9A至图17B是根据本公开的示例实施例的示出制造半导体装置的方法的结构的平面布局图和截面图；以及
[0019]图18A至图21B是根据本公开的示例实施例的示出制造半导体装置的方法的结构的平面布局图和截面图。
具体实施方式
[0020]在下文中，将参考附图如下描述本公开的示例实施例。
[0021]图1是示出根据示例实施例的半导体装置的平面图，并且图2是示出根据示例实施例的半导体装置的沿图1中的线I
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I'和II
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II'截取的截面图。参照图1和图2，半导体装置100可以包括衬底101、嵌入在衬底101中的衬底绝缘结构110、在衬底绝缘结构110上的有源区105、在有源区105上的栅极结构160、以及在有源区105上彼此间隔开的源极/漏极区150。
[0022]衬底101可以具有在X方向和Y方向上延伸的上表面。衬底101可以包括至少在其一部分中的凹陷区域。衬底绝缘结构110可以设置在衬底101的凹陷区域中。栅极结构160可以设置在衬底101的凹陷区域中。衬底101可以覆盖衬底绝缘结构110的外侧表面和下表面，并且还可以与衬底绝缘结构110的外侧表面和下表面接触。衬底101可以通过衬底绝缘结构110与有源区105间隔开。
[0023]衬底101可以被配置为半导体衬底。衬底101可包括诸如以IV族半导体、III
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V族化合物半导体或II
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VI族化合物半导体为例的半导体材料。例如，IV族半导体可以包括硅(Si)、锗(Ge)或硅锗(SiGe)。
[0024]衬底绝缘结构110可以被配置为器件隔离结构，并且可以在衬底101中限定有源区105。衬底绝缘结构110可以嵌入/凹陷在衬底101内。衬底绝缘结构110可以覆盖有源区105的侧表面和下表面。衬底绝缘结构110可以设置在衬底101和有源区105之间。衬底绝缘结构110可以围绕栅极结构160的侧表面和下表面。在示例实施例中，衬底绝缘结构110可以包括设置在衬底101和有源区105的第一部分105a之间的部分、设置在衬底101和有源区105的第二部分105b之间的部分、以及设置在源极/漏极区150和衬底101之间的部分。衬底绝缘结构110可以设置在有源区105和下面的/周围的衬底101之间，并且可以减小晶体管的泄漏电
流。晶体管可以被配置为栅极结构160、源极/漏极区150和面向栅极结构160的有源区105中的沟道区。
[0025]衬底绝缘结构110可以包括下绝缘层111、设置在下绝缘层111上的第一侧壁绝缘层112和设置在下绝缘层111上的第二侧壁绝缘层115。第一侧壁绝缘层112中的每一个可以从下绝缘层111延伸。第二侧壁绝缘层115中的每一个可以从下绝缘层111延伸。第二侧壁绝缘层115可以与第一侧壁绝缘层112中的相应的第一侧壁绝缘层接触。换句话说，下绝缘层111、第一侧壁绝缘层112和第二侧壁绝缘层115可以通过彼此连接而在衬底101内形成单个绝缘结构。
[0026]下绝缘层111可以设置在衬底101上。下绝缘层111可以设置在比衬底101的上表面的高度水平低的高度水平上。下绝缘层111可以设置在比栅极结构160的高度水平低的高度水平上本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种半导体装置，包括：衬底；衬底绝缘结构，其嵌入在所述衬底内，所述衬底绝缘结构包括：(i)第一侧壁绝缘层，其设置在所述衬底上、沿第一方向延伸、并且在垂直于所述第一方向的第二方向上彼此间隔开，(ii)第二侧壁绝缘层，其设置在所述第一侧壁绝缘层之间、与所述第一侧壁绝缘层接触、并且在所述第一方向上彼此间隔开，以及(iii)下绝缘层，其设置在所述第一侧壁绝缘层和所述第二侧壁绝缘层中的每一个的下方并且与所述第一侧壁绝缘层和所述第二侧壁绝缘层中的每一个接触；栅极结构，其具有被所述衬底绝缘结构围绕的侧表面和下表面，并且包括栅极电介质层和在所述栅极电介质层上的栅电极；有源区，其设置在所述衬底绝缘结构和所述栅极结构之间；以及第一源极/漏极区和第二源极/漏极区，所述第一源极/漏极区和所述第二源极/漏极区在所述有源区上彼此间隔开。2.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述栅极结构与所述下绝缘层和所述第一侧壁绝缘层间隔开；并且其中，所述衬底至少部分地接触所述衬底绝缘结构的外侧表面和下表面。3.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述下绝缘层的侧表面在所述第一方向上比所述第二侧壁绝缘层中的与所述衬底接触的第二侧壁绝缘层的侧表面突出得更远。4.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述下绝缘层在所述第一方向上的宽度大于所述第二侧壁绝缘层之间的距离：以及其中，所述下绝缘层的至少一部分在所述第二方向上的宽度大于所述第一侧壁绝缘层之间的距离。5.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述有源区包括在所述栅极结构的下表面与所述下绝缘层之间延伸的第一部分以及在所述栅极结构与所述第二侧壁绝缘层之间延伸的第二部分。6.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述栅极结构的侧表面与所述第二侧壁绝缘层间隔开。7.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述第一源极/漏极区与所述下绝缘层接触。8.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，提供三个或更多个第二侧壁绝缘层；并且其中，提供多个栅极结构，并且所述多个栅极结构中的每一个设置在所述三个或更多个第二侧壁绝缘层中的相邻的第二侧壁绝缘层之间。9.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述有源区包括设置在所述栅极结构的下表面与所述下绝缘层之间的第三部分以及设置在所述栅极结构与所述第一侧壁绝缘层之间的第四部分。10.根据权利要求1所述的半导体装置，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：李昭贤，文成洙，李载德，朱益亨，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：
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