半导体装置制造方法及图纸

公开了一种半导体装置，所述半导体装置包括：氧化物半导体层，在基底上并且包括第一部分和跨第一部分彼此间隔开的一对第二部分；栅电极，在氧化物半导体层的第一部分上；以及一对电极，在氧化物半导体层的对应的第二部分上。氧化物半导体层的第一部分的第一厚度小于氧化物半导体层的每个第二部分的第二厚度。氧化物半导体层的第一部分中的氧空位的数量小于氧化物半导体层的每个第二部分中的氧空位的数量。的数量。的数量。

【技术实现步骤摘要】
半导体装置
[0001]本申请要求于2021年8月13日在韩国知识产权局提交的第10
‑
2021
‑
0107127号韩国专利申请的优先权，该韩国专利申请的公开内容通过引用全部包含于此。


[0002]专利技术构思涉及半导体装置和/或制造其的方法，并且更具体地，涉及包括氧化物半导体沟道晶体管的半导体存储器装置和/或制造其的方法。

技术介绍

[0003]半导体装置可以包括集成电路，该集成电路包括金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。随着半导体装置的尺寸和设计规则逐渐减小，MOSFET的尺寸也逐渐缩小。MOSFET的缩小可能会使半导体装置的操作特性劣化。因此，已经进行了各种研究，以开发制造具有优异性能的半导体装置的方法，同时克服与半导体装置的高集成度相关联的问题。

技术实现思路

[0004]专利技术构思的一些示例实施例提供了包括具有改善的电特性的氧化物半导体沟道晶体管的半导体装置和/或制造其的方法。
[0005]可选地或附加地，专利技术构思的一些示例实施例提供了包括能够容易地实现高集成度的氧化物半导体沟道晶体管的半导体装置及制造其的方法。
[0006]根据专利技术构思的一些示例实施例，一种半导体装置可以包括：氧化物半导体层，在基底上，氧化物半导体层包括第一部分和跨第一部分彼此间隔开的一对第二部分；栅电极，在氧化物半导体层的第一部分上；以及一对电极，在氧化物半导体层的对应的第二部分上。氧化物半导体层的第一部分的第一厚度可以小于氧化物半导体层的第二部分中的每个的第二厚度。氧化物半导体层的第一部分中的氧空位的数量或比例或浓度可以小于氧化物半导体层的每个第二部分中的氧空位的相应数量或比例或浓度。
[0007]根据专利技术构思的一些示例实施例，一种半导体装置可以包括：导电线，在基底上，导电线在平行于基底的顶表面的第一方向上延伸；一对氧化物半导体层，在导电线上在一方向上彼此间隔开；第一栅电极和第二栅电极，在所述一对氧化物半导体层之间在第一方向上彼此间隔开，第一栅电极和第二栅电极与导电线交叉地延伸；以及多个上电极，对应地在所述一对氧化物半导体层上。所述一对氧化物半导体层中的每个可以包括第一部分和在垂直于基底的顶表面的第二方向上彼此间隔开的一对第二部分。第一部分在第一方向上的第一厚度可以小于所述一对第二部分中的每个在第一方向上的第二厚度。第一部分中的氧空位的数量或比例或浓度可以小于所述一对第二部分中的每个的氧空位的相应数量或比例或浓度。
附图说明
[0008]图1示出展示根据专利技术构思的一些示例实施例的半导体装置的剖视图。
[0009]图2至图6示出展示根据专利技术构思的一些示例实施例的制造半导体装置的方法的剖视图。
[0010]图7示出展示根据专利技术构思的一些示例实施例的半导体装置的剖视图。
[0011]图8示出展示根据专利技术构思的一些示例实施例的制造半导体装置的方法的剖视图。
[0012]图9示出展示根据专利技术构思的一些示例实施例的半导体装置的剖视图。
[0013]图10至图12示出展示根据专利技术构思的一些示例实施例的制造半导体装置的方法的剖视图。
[0014]图13示出展示根据专利技术构思的一些示例实施例的半导体装置的剖视图。
[0015]图14至图18示出展示根据专利技术构思的一些示例实施例的制造半导体装置的方法的剖视图。
[0016]图19示出展示根据专利技术构思的一些示例实施例的半导体装置的框图。
[0017]图20示出展示根据专利技术构思的一些示例实施例的半导体装置的平面图。
[0018]图21示出沿着图20的线I
‑
I'和II
‑
II'截取的剖视图。
具体实施方式
[0019]现在下文将参照附图详细描述专利技术构思的一些示例实施例。
[0020]图1示出展示根据专利技术构思的一些示例实施例的半导体装置的剖视图。
[0021]参照图1，氧化物半导体层120可以设置在基底100上，并且氧供应层110可以设置在基底100与氧化物半导体层120之间。基底100可以是或可以包括半导体基底，例如，硅(Si)基底、锗(Ge)基底、硅锗(SiGe)基底或绝缘体上硅(SOI)基底。基底100可以是单晶的和/或多晶的，并且可以是或可以不是掺杂的；然而，示例实施例不限于此。氧供应层110可以包括含氧介电材料，诸如氧化硅。氧化物半导体层120可以包括，例如，In
x
Ga
y
Zn
z
O、In
x
Ga
y
Si
z
O、In
x
Sn
y
Zn
z
O、In
x
Zn
y
O、Zn
x
O、Zn
x
Sn
y
O、Zn
x
O
y
N、Zr
x
Zn
y
Sn
z
O、Sn
x
O、Hf
x
In
y
Zn
z
O、Ga
x
Zn
y
Sn
z
O、Al
x
Zn
y
Sn
z
O、Yb
x
Ga
y
Zn
z
O、In
x
Ga
y
O或其任何组合。例如，氧化物半导体层120可以包括氧化铟镓锌(IGZO)。氧化物半导体层120可以是或可以包括单层或多层，所述单层或多层包括非晶、结晶和/或多晶氧化物半导体。氧化物半导体层120可以具有大于硅的带隙能的带隙能。氧化物半导体层120可以具有范围从约1.5eV到约5.6eV(例如，从约2.0eV到约4.0eV)的带隙能。
[0022]栅电极GE和接触电极150可以设置在氧化物半导体层120上。接触电极150可以设置在栅电极GE的相对侧上，并且可以在平行于基底100的顶表面100U的第一方向D1上跨栅电极GE彼此间隔开。栅电极GE可以设置在接触电极150之间。栅电极GE可以包括掺杂多晶硅、金属、导电金属氮化物、导电金属硅化物、导电金属氧化物或其任何组合。栅电极GE可以包括，例如，掺杂多晶硅、Al、Cu、Ti、Ta、Ru、W、Mo、Pt、Ni、Co、TiN、TaN、WN、NbN、TiAl、TiAlN、TiSi、TiSiN、TaSi、TaSiN、RuTiN、NiSi、CoSi、IrO
x
、RuO
x
或其任何组合。根据一些示例实施例，栅电极GE可以包括二维半导体材料，诸如石墨烯、碳纳米管或其任何组合。接触电极150可以包括掺杂多晶硅、金属、导电金属氮化物、导电金属硅化物、导电金属氧化物或其任何组合。接触电极150可以包括，例如，掺杂多晶硅、Al、Cu、Ti、Ta、Ru、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，所述半导体装置包括：氧化物半导体层，在基底上，所述氧化物半导体层包括第一部分和跨所述第一部分彼此间隔开的一对第二部分；栅电极，在所述氧化物半导体层的所述第一部分上；以及一对电极，在所述氧化物半导体层的对应的第二部分上，其中，所述氧化物半导体层的所述第一部分的第一厚度小于所述氧化物半导体层的所述第二部分中的每个的第二厚度，并且所述氧化物半导体层的所述第一部分中的氧空位的浓度小于所述氧化物半导体层的所述第二部分中的每个中的氧空位的浓度。2.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：栅极介电图案，在所述栅电极与所述氧化物半导体层的所述第一部分之间。3.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：氧供应层，在所述基底上并且与所述氧化物半导体层相邻，其中，在所述氧化物半导体层的所述第二部分中的每个中，远离所述氧供应层的部分中的氧空位的浓度大于与所述氧供应层相邻的另一部分中的氧空位的浓度。4.根据权利要求3所述的半导体装置，其中，所述氧供应层包括含氧介电材料。5.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述氧化物半导体层的所述第二部分沿着平行于所述基底的顶表面的第一方向彼此间隔开，所述电极是在所述氧化物半导体层的所述对应的第二部分上的接触电极，并且所述第一厚度和所述第二厚度是沿着垂直于所述基底的所述顶表面的第二方向测量的。6.根据权利要求5所述的半导体装置，其中，所述氧化物半导体层的所述第一部分的顶表面在比所述氧化物半导体层的所述第二部分中的每个的顶表面的高度低的高度处。7.根据权利要求5所述的半导体装置，所述半导体装置还包括：氧供应层，在所述基底与所述氧化物半导体层之间，其中，所述氧化物半导体层的所述第二部分中的每个包括与所述氧供应层相邻的下部分和远离所述氧供应层的上部分，所述第二部分中的每个的所述下部分中的氧空位的浓度小于所述第二部分中的每个的所述上部分中的氧空位的浓度。8.根据权利要求7所述的半导体装置，其中，所述氧化物半导体层的所述第一部分中的氧空位的所述浓度小于所述第二部分中的每个的所述上部分中的氧空位的所述浓度。9.根据权利要求7所述的半导体装置，其中，所述接触电极中的每个在所述第二部分中的每个的所述上部分上。10.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述氧化物半导体层的所述第二部分沿着垂直于所述基底的顶表面的第二方向彼此间隔开，所述电极包括下电极和对应地与所述氧化物半导体层的所述第二部分相邻的上电极，并且
所述第一厚度和所述第二厚度是沿着平行于所述基底的所述顶表面的第一方向测量的。11.根据权利要求10所述的半导体装置，其中，所述氧化物半导体层的所述第二部分是在所述第一方向上延伸的水平部分，并且所述氧化物半导体层的所述第一部分是在所述第二部分之间在所述第二方向上延伸...

【专利技术属性】
技术研发人员：金台原，金亨俊，卓容奭，金俞琳，李公洙，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：