提供了一种半导体装置和制造该半导体装置的方法。该方法包括：制备包括单元区和划道区的衬底；在衬底的单元区中形成电路块，衬底包括第一表面和第二表面；在衬底的第一表面上形成偏压焊盘，使得偏压焊盘在衬底的划道区中；将氘交换结构键合至衬底的第二表面；利用等离子体处理将氘植入到氘交换结构中；以及将第一电压施加至偏压焊盘，使得氘通过衬底的第二表面从氘交换结构扩散至衬底中。二表面从氘交换结构扩散至衬底中。二表面从氘交换结构扩散至衬底中。
【技术实现步骤摘要】
半导体装置及其制造方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请基于并要求于2021年9月14日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10
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2021
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0122772的优先权，该申请的公开内容以引用方式全文并入本文中。
[0003]示例实施例涉及一种半导体装置及其制造方法，更具体地说，涉及一种通过利用氘植入以防止衬底缺陷的制造半导体装置的方法和利用该方法制造的半导体装置。
技术介绍
[0004]随着半导体装置的缩小，半导体装置中晶体管的尺寸减小。随着在半导体衬底中形成具有小尺寸的晶体管，由于硅衬底的表面上的悬挂键，可能发生晶体管中的阈值电压变化或泄漏电流。
技术实现思路
[0005]根据示例实施例的一方面，提供了一种制造半导体装置的方法。该方法包括：在包括单元区和划道区的衬底的单元区中形成多个电路块，衬底包括第一表面和第二表面；在划道区中在衬底的第一表面上形成偏压焊盘；将氘交换结构键合至衬底的第二表面；利用等离子体处理将氘植入到氘交换结构中；以及通过将第一电压施加至偏压焊盘，通过衬底的第二表面将氘从氘交换结构扩散至衬底中。
[0006]根据示例实施例的另一方面，提供了一种制造半导体装置的方法。该方法包括：在包括第一表面和第二表面的衬底上形成多个电路块；在衬底的第一表面上形成偏压焊盘；将氘交换结构键合至衬底的第二表面，氘交换结构包括多孔金属板和多孔金属板的顶表面上的氢离子交换膜；利用等离子体处理将氘植入到氘交换结构中；以及通过将第一电压施加至偏压焊盘，通过衬底的第二表面将氘从氘交换结构扩散至衬底中。
[0007]根据示例实施例的又一方面，提供了一种制造半导体装置的方法。该方法包括：在包括第一表面和第二表面的衬底上形成多个电路块；在衬底的第一表面上形成偏压焊盘；将离子交换结构键合至衬底的第二表面；将衬底中的杂质从衬底的第二表面扩散至离子交换结构中；去除离子交换结构；将氘交换结构键合至衬底的第二表面；利用等离子体处理将氘植入到氘交换结构中；并且通过衬底的第二表面将氘从氘交换结构扩散至衬底中。
[0008]根据示例实施例的又一方面，提供了一种半导体装置，该半导体装置包括：衬底，其包括第一表面、与第一表面相对的第二表面、单元区和划道区；存储器单元阵列，其在单元区中在衬底的第一表面上；以及偏压焊盘，其在划道区中在衬底的第一表面上，其中，衬底具有第一氘含量，并且第一氘含量在垂直于衬底的第一表面的第一方向上具有从衬底的第二表面朝着衬底的第一表面逐渐减小的分布。
[0009]根据示例实施例的又一方面，提供了一种半导体装置，该半导体装置包括：衬底，其包括第一表面、与第一表面相对的第二表面、单元区和划道区；存储器单元阵列，其在单
元区中在衬底的第一表面上；以及偏压焊盘，其在划道区中在衬底的第一表面上，其中，衬底包括氘，并且在邻近于衬底的第二表面的部分中的氘含量大于在邻近于衬底的第一表面的部分中的氘含量。
附图说明
[0010]通过参照附图详细描述示例性实施例，特征对于本领域技术人员而言将变得显而易见，在附图中：
[0011]图1是根据示例实施例的制造半导体装置的方法的流程图；
[0012]图2A、图2B、图3A、图3B、图4A、图4B、图5和图6是图1的方法中的各阶段的示意图；
[0013]图7是根据示例实施例的半导体装置的剖视图；
[0014]图8是示意性地示出图7中的衬底中的第一氘含量的曲线图；
[0015]图9是示出根据示例实施例的作为氘含量的函数的半导体装置中的泄漏电流减量的曲线图；
[0016]图10是根据示例实施例的半导体装置的剖视图；
[0017]图11是根据示例实施例的制造半导体装置的方法的流程图；以及
[0018]图12A、图12B、图13A和图13B是图11的方法中的各阶段的示意图。
具体实施方式
[0019]图1是根据示例实施例的制造半导体装置的方法的流程图。图2A、图2B、图3A、图3B、图4A、图4B、图5和图6是图1的方法中的各阶段的示意图。
[0020]参照图1、图2A和图2B，在操作S110中，可在衬底110上形成多个电路块120。
[0021]衬底110可包括第一表面110F1和与第一表面110F1相对的第二表面110F2。衬底110可在垂直于衬底110的第一表面110F1的竖直方向上具有第一高度h11。例如，第一高度h11可在几十微米至几百微米的范围内。
[0022]衬底110可包括硅(例如，单晶硅、多晶硅或非晶硅)。在一些实施例中，例如，衬底110可包括Ge、SiGe、SiC、GaAs、InAs和InP中的至少一种。在一些实施例中，衬底110可包括导电区(例如，掺杂杂质的阱或掺杂杂质的结构)。
[0023]衬底110可包括单元区CR、划道区SR和边缘区ER。可在单元区CR中形成电路块120(例如，可在对应的单元区CR中一一对应地形成一个电路块120)。划道区SR可在第一方向X和第二方向Y上在两个邻近的单元区CR之间延伸，例如，划道区SR可具有将单元区CR分离为二维矩阵图案的连续格栅图案。在平面图中，边缘区ER可对应于衬底110的包围单元区CR的部分，例如，边缘区ER可为连续地包围所有单元区CR的整个外围的外围区。划道区SR可在后续过程中经历锯切，使得多个单元区CR可被分割成相应的半导体装置100。
[0024]电路块120可在衬底110的第一表面110F1上。在示例实施例中，例如，电路块120可包括动态随机存取存储器(DRAM)装置、相变随机存取存储器(PRAM)装置、电阻随机存取存储器(ReRAM)装置、磁性随机存取存储器(MRAM)装置、静态随机存取存储器(SRAM)装置、NAND闪速存储器装置、逻辑电路装置、互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器、神经形态计算装置等。例如，电路块120中的每一个可包括衬底110的第一表面110F1上的第一晶体管TR1和第二晶体管TR2。
[0025]在示例实施例中，例如，第一晶体管TR1和第二晶体管TR2可包括平面晶体管、埋置沟道阵列晶体管(BCAT)、鳍场效应晶体管(finFET)、环栅(GAA)晶体管、竖直沟道晶体管、多桥沟道(MBC)晶体管、负电容晶体管等。例如，图2B示出了这样的情况：其中，电路块120包括DRAM装置，并且第一晶体管TR1和第二晶体管TR2分别对应于布置在单元区CR中的衬底110的第一表面110F1上的BCAT和平面晶体管。
[0026]详细地说，参照图2B，第一晶体管TR1可对应于BCAT，并且包括从衬底110的第一表面110F1延伸至衬底110中的沟槽110T中的第一栅极结构GS1。第二晶体管TR2可对应于平面晶体管，并且包括衬底110的第一表面110F1上的第二栅极结构GS2。电连接至第一栅极结构GS1的电容器CAP可布置在第一栅极结构GS1上。
[0027]在示例实施例中，第一晶本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种制造半导体装置的方法，所述方法包括以下步骤：制备包括单元区和划道区的衬底；在所述衬底的所述单元区中形成电路块，所述衬底包括第一表面和第二表面；在所述衬底的所述第一表面上形成偏压焊盘，使得所述偏压焊盘在所述衬底的所述划道区中；将氘交换结构键合至所述衬底的所述第二表面；利用等离子体处理将氘植入到所述氘交换结构中；以及将第一电压施加至所述偏压焊盘，使得所述氘通过所述衬底的所述第二表面从所述氘交换结构扩散至所述衬底中。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述氘交换结构由多孔金属板和所述多孔金属板上的氢离子交换膜形成。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述多孔金属板由多孔钯板形成。4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述氢离子交换膜由全氟化合物形成。5.根据权利要求2所述的方法，其中，将所述氘交换结构键合至所述衬底的所述第二表面的步骤包括：利用热压工艺，使得所述氢离子交换膜附着到所述衬底的所述第二表面。6.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：在所述氘从所述氘交换结构扩散至所述衬底中之后，从所述衬底的所述第二表面去除所述氘交换结构。7.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：在将所述氘交换结构键合至所述衬底的所述第二表面之前，将离子交换结构键合至所述衬底的所述第二表面；将第二电压施加至所述偏压焊盘，使得杂质从所述衬底的所述第二表面扩散至所述离子交换结构中；以及从所述衬底去除所述离子交换结构。8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述离子交换结构由以下组件形成：包括第一区和第二区的金属板；所述金属板的所述第一区上的阳离子交换膜；以及所述金属板的所述第二区上的阴离子交换膜。9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述阳离子交换膜包括具有阴离子固定电荷的聚合物，并且所述阴离子交换膜包括具有阳离子固定电荷的聚合物。10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述阴离子固定电荷包括SO3‑
、COO
‑
、PO
32
‑
、PO3H
‑
和C6H4O
‑
中的至少一种，并且所述阳离子固定电荷包括NH
3+
、NRH
2+
、NR3H
+
、NR
3+
和PR
3+
中的至少一种，其中R是烃。11.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述第一电压施加至所述偏压焊盘以使所述氘扩散至所述衬底中的步骤包括：将第一氘含量扩散至所述衬底中，使得所述第一氘含量在垂直于所述衬底的所述第一表面的第一方向上具有从所述衬底的所述第二表面至所述衬底的所述第一表面逐渐减小的分布。12.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：朴焕悦，朴世浚，赵俊衡，景世振，公大为，金泰珉，
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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