半导体器件和包括该半导体器件的电子装置制造方法及图纸

技术编号:36866143 阅读:23 留言:0更新日期:2023-03-15 19:10
一种半导体器件和包括该半导体器件的电子装置,该半导体器件包括:第一源极/漏极结构,包括第一半导体区域和与第一半导体区域电接触的第一电极;第二源极/漏极结构,包括第二半导体区域和与第二半导体区域电接触的第二电极;在第一半导体区域和第二半导体区域之间的沟道;以及栅极结构,包括覆盖沟道的栅极绝缘膜和覆盖栅极绝缘膜的栅电极。第一源极/漏极结构进一步包括在第一半导体区域和第一电极之间的硅化物膜以及在硅化物膜和第一电极之间的导电阻挡物。导电阻挡物包括导电的二维材料。材料。材料。

【技术实现步骤摘要】
半导体器件和包括该半导体器件的电子装置


[0001]本公开涉及半导体器件和包括该半导体器件的电子装置,更具体地,涉及具有拥有小厚度的防扩散阻挡物的半导体器件和包括该半导体器件的电子装置。

技术介绍

[0002]晶体管是执行电开关作用的半导体器件,并且用于各种集成电路器件,包括存储器、驱动集成电路(IC)、逻辑器件等。为了增加集成电路器件的集成度,由在其中提供的晶体管占据的空间急剧减小。由于减小的空间,随着构成晶体管的层的厚度变薄,在形成源极/漏极电极期间或之后,用于形成源极/漏极电极的气体或金属倾向于扩散到其它周围层中。因此,已经进行了在保持性能的同时减小晶体管的尺寸的研究。

技术实现思路

[0003]提供了具有高性能同时进一步减小其尺寸的半导体器件以及包括该半导体器件的电子装置。
[0004]附加方面将部分地在以下描述中阐述,部分地将从描述显而易见,或者可以通过本公开的所呈现的实施方式的实践而了解。
[0005]根据一实施方式,一种半导体器件可以包括:第一源极/漏极结构,包括第一半导体区域和与第一半导体区域电接触的第一电极;第二源极/漏极结构,包括第二半导体区域和与第二半导体区域电接触的第二电极;在第一半导体区域和第二半导体区域之间的沟道;以及栅极结构,包括覆盖沟道的栅极绝缘膜和覆盖栅极绝缘膜的栅电极。第一源极/漏极结构可以进一步包括硅化物膜和导电阻挡物。硅化物膜可以在第一半导体区域和第一电极之间。导电阻挡物可以在硅化物膜和第一电极之间。导电阻挡物可以包括导电的二维材料。
[0006]在一些实施方式中,导电阻挡物的厚度可以在约0.3nm到约2nm的范围内。
[0007]在一些实施方式中,第一电极可以包括与导电阻挡物相同的二维材料,第一电极可以与导电阻挡物一体地形成。
[0008]在一些实施方式中,第一电极可以包括W、Co、Cu、Ru、Mo、Rh、Ir和其合金中的至少一种。
[0009]在一些实施方式中,硅化物膜可以是硅与W、Ti、Co、Ni、Pt和其合金中的至少一种的混合物。
[0010]在一些实施方式中,二维材料可以包括石墨烯、黑磷、非晶氮化硼、二维六方氮化硼(h

BN)和磷烯中的至少一种。
[0011]在一些实施方式中,半导体器件可以进一步包括基板,第一半导体区域和第二半导体区域可以从基板的上表面突出。
[0012]在一些实施方式中,第一电极可以包括位于第一半导体区域内的第一部分和突出于第一半导体区域的上表面之上的第二部分。
[0013]在一些实施方式中,导电阻挡物可以围绕第一电极的第一部分。导电阻挡物可以在第一半导体区域与第一电极的第一部分之间。硅化物膜可以围绕导电阻挡物。硅化物膜可以在第一半导体区域和导电阻挡物之间。
[0014]在一些实施方式中,第一电极的第二部分的直径可以大于第一电极的第一部分的直径,使得第一电极的第二部分可以覆盖导电阻挡物的上表面的至少一部分。
[0015]在一些实施方式中,沟道可以从基板的上表面突出,并且可以具有在第一方向上延伸的形状。
[0016]在一些实施方式中,第一电极可以在不同于第一方向的第二方向上延伸。
[0017]在一些实施方式中,栅极绝缘膜可以围绕沟道的侧表面和沟道的上表面;栅电极可以围绕栅极绝缘膜的侧表面和栅极绝缘膜的上表面。
[0018]在一些实施方式中,栅极结构可以进一步包括在栅极绝缘膜和栅电极之间的二维半导体材料层。二维半导体材料层可以围绕栅极绝缘膜的侧表面和栅极绝缘膜的上表面。栅电极可以围绕二维半导体材料层的侧表面和二维半导体材料层的上表面。
[0019]在一些实施方式中,沟道可以与基板的上表面间隔开,并且沟道可以在第一方向上延伸。
[0020]在一些实施方式中,沟道可以包括在不同于第一方向的第二方向上彼此间隔开一距离的多个沟道元件。
[0021]在一些实施方式中,栅极绝缘膜可以包括彼此间隔开并分别围绕多个沟道元件的多个栅极绝缘膜。
[0022]在一些实施方式中,栅电极可以从基板的上表面突出并围绕多个栅极绝缘膜。
[0023]在一些实施方式中,栅极结构可以进一步包括分别围绕多个栅极绝缘膜的多个二维半导体材料层。栅电极可以从基板的上表面突出并围绕多个二维半导体材料层。
[0024]根据一实施方式,一种电子装置可以包括至少一个半导体器件。每个半导体器件可以包括第一源极/漏极结构、第二源极/漏极结构、沟道和栅极结构。第一源极/漏极结构可以包括第一半导体区域和与第一半导体区域电接触的第一电极。第二源极/漏极结构可以包括第二半导体区域和与第二半导体区域电接触的第二电极。沟道可以在第一半导体区域和第二半导体区域之间。栅极结构可以包括覆盖沟道的栅极绝缘膜和覆盖栅极绝缘膜的栅电极。第一源极/漏极结构可以包括硅化物膜和导电阻挡物。硅化物膜可以在第一半导体区域和第一电极之间,并且导电阻挡物可以在硅化物膜和第一电极之间。导电阻挡物可以包括导电的二维材料。
[0025]根据一实施方式,一种半导体器件可以包括:第一源极/漏极结构和第二源极/漏极结构,彼此间隔开并连接到沟道的相反两端;以及栅极结构,在沟道上并与第一源极/漏极结构和第二源极/漏极结构间隔开。第一源极/漏极结构和第二源极/漏极结构分别可以包括在第一半导体区域上的第一硅化物膜和在第二半导体区域上的第二硅化物膜、电连接到第一硅化物膜的第一电极和电连接到第二硅化物膜的第二电极、以及在第一电极和第一硅化物膜之间的第一导电阻挡物和在第二电极和第二硅化物膜之间的第二导电阻挡物。第一导电阻挡物和第二导电阻挡物可以包括导电的二维材料。栅极结构可以包括栅电极以及在栅电极和沟道之间的栅极绝缘膜。
[0026]在一些实施方式中,导电的二维材料可以包括石墨烯、黑磷、非晶氮化硼、二维六
方氮化硼(h

BN)和磷烯中的至少一种。
[0027]在一些实施方式中,第一半导体区域可以围绕第一硅化物膜。第二半导体区域可以围绕第二硅化物膜。
[0028]在一些实施方式中,半导体器件可以包括基板。第一半导体区域、沟道和第二半导体区域可以从基板的上表面突出。第一电极可以围绕第一半导体区域。第二电极可以围绕第二半导体区域。栅电极可以围绕沟道。
[0029]在一些实施方式中,沟道可以包括彼此间隔开的多个沟道元件。
附图说明
[0030]通过以下结合附图进行的描述,本公开的某些实施方式的以上和其它方面、特征和优点将更加明显,其中:
[0031]图1A是示出根据一实施方式的半导体器件的结构的示意性截面图;
[0032]图1B是示出根据一实施方式的半导体器件的结构的示意性截面图;
[0033]图2是示出根据另一实施方式的半导体器件的结构的示意性透视图;
[0034]图3是图2所示的半导体器件的第一源极/漏极结构的另一示例结构的示意性截面图;
[0035]图4是图2所示的半导体器件的第一本文档来自技高网
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体器件,包括:第一源极/漏极结构,包括第一半导体区域和与所述第一半导体区域电接触的第一电极;第二源极/漏极结构,包括第二半导体区域和与所述第二半导体区域电接触的第二电极;在所述第一半导体区域和所述第二半导体区域之间的沟道;以及栅极结构,包括覆盖所述沟道的栅极绝缘膜和覆盖所述栅极绝缘膜的栅电极,其中所述第一源极/漏极结构进一步包括硅化物膜和导电阻挡物,所述硅化物膜在所述第一半导体区域和所述第一电极之间,所述导电阻挡物在所述硅化物膜和所述第一电极之间,以及所述导电阻挡物包括导电的二维材料。2.根据权利要求1所述的半导体器件,其中所述导电阻挡物的厚度在0.3nm到2nm的范围内。3.根据权利要求1所述的半导体器件,其中所述第一电极包括与所述导电阻挡物相同的二维材料,以及所述第一电极与所述导电阻挡物一体地形成。4.根据权利要求1所述的半导体器件,其中所述第一电极包括W、Co、Cu、Ru、Mo、Rh、Ir和其合金中的至少一种。5.根据权利要求1所述的半导体器件,其中所述硅化物膜包括硅与W、Ti、Co、Ni、Pt和其合金中的至少一种的混合物。6.根据权利要求1所述的半导体器件,其中所述导电的二维材料包括石墨烯、黑磷、非晶氮化硼、二维六方氮化硼(h

BN)和磷烯中的至少一种。7.根据权利要求1所述的半导体器件,进一步包括:基板,其中所述第一半导体区域和所述第二半导体区域从所述基板的上表面突出。8.根据权利要求7所述的半导体器件,其中所述第一电极包括位于所述第一半导体区域内的第一部分和突出于所述第一半导体区域的上表面之上的第二部分。9.根据权利要求8所述的半导体器件,其中所述导电阻挡物围绕所述第一电极的所述第一部分,所述导电阻挡物在所述第一半导体区域与所述第一电极的所述第一部分之间,所述硅化物膜围绕所述导电阻挡物,以及所述硅化物膜在所述第一半导体区域和所述导电阻挡物之间。10.根据权利要求8所述的半导体器件,其中所述第一电极的所述第二部分的直径大于所述第一电极的所述第一部分的直径,使得所述第一电极的所述第二部分覆盖所述导电阻挡物的上表面的至少一部分。11.根据权利要求7所述的半导体器件,其中所述沟道从所述基板的所述上表面突出,并具有在第一方向上延伸的形状。
12.根据权利要求11所述的半导体器件,其中所述第一电极在不同于所述第一方向的第二方向上延伸。13.根据权利要求11所述的半导体器件,其中所述栅极绝缘膜围绕所述沟道的侧表面和所述沟道的上表面,以及所述栅电极设置成围绕所述栅极绝缘膜的侧表面和所述栅极绝缘膜的上表面。14.根据权利要求13所述的半导体器件,其中所述栅极结构进一步包括设置在所述栅极绝缘膜和所述栅电极之间的二维半导体材料层,所述二维半导体材料层围绕所述栅极绝缘膜的所述侧表面和所述栅极绝缘膜的所述上表面,以及所述栅电极围绕所述二维半导体材料层的侧表面和所述二维半导体材料层的上表面。15.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员:金昌炫南胜杰申建旭李到玹
申请(专利权)人:三星电子株式会社
类型:发明
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1