半导体装置制造方法及图纸

公开了一种半导体装置。该半导体装置包括：有源区，在第一方向上延伸；器件隔离层，在有源区的侧表面上并且限定有源区；栅极结构，在有源区上与有源区相交，并且在第二方向上延伸；源/漏区，在有源区凹陷在其中的区域中，在栅极结构的两侧上；第一保护层，在器件隔离层与栅极结构之间；以及掩埋互连线，在源/漏区下方，并且通过掩埋互连线的上表面连接到源/漏区中的一个。区中的一个。区中的一个。

【技术实现步骤摘要】
半导体装置
[0001]本申请要求于2022年1月11日在韩国知识产权局提交的第10
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2022
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0004150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]实施例涉及一种半导体装置。

技术介绍

[0003]随着对半导体装置的高性能、高速和/或多功能性的需求增加，半导体装置的集成度正在增加。在制造具有与半导体装置的高集成度的趋势对应的精细图案的半导体装置时，需要实现具有精细宽度或精细分离距离的图案。另外，为了克服由于平面金属氧化物半导体FET(MOSFET)的尺寸减小而导致的操作特性的局限性，正在致力于开发具有呈三维结构的沟道的半导体装置。

技术实现思路

[0004]根据一些示例实施例，一种半导体装置包括：有源区，在第一方向上延伸；器件隔离层，在有源区的侧表面上并且限定有源区；栅极结构，在有源区上与有源区相交并且在第二方向上延伸；多个沟道层，在有源区上，以在垂直于有源区的上表面的第三方向上彼此间隔开，并且分别被栅极结构围绕；源/漏区，在有源区凹陷在其中的区域中，在栅极结构的两侧上，并且连接到所述多个沟道层；第一保护层，在器件隔离层上，并且覆盖栅极结构的下表面；第二保护层，在有源区上并且在所述多个沟道层中的最下面的沟道层下方；以及掩埋互连线，在源/漏区下方，并且连接到源/漏区中的在沿第一方向相邻的第二保护层之间的一个源/漏区。
[0005]根据一些示例实施例，一种半导体装置包括：有源区，在第一方向上延伸；器件隔离层，在有源区的侧表面上并且限定有源区；栅极结构，在有源区上与有源区相交，并且在第二方向上延伸；源/漏区，在有源区凹陷在其中的区域中，在栅极结构的两侧上；第一保护层，在器件隔离层与栅极结构之间；以及掩埋互连线，在源/漏区下方，并且通过掩埋互连线的上表面连接到源/漏区中的一个。
[0006]根据一些示例实施例，一种半导体装置包括：有源区，在第一方向上延伸；器件隔离层，在有源区的侧表面上并且限定有源区；栅极结构，在有源区上与有源区相交，在第二方向上延伸，并且在第一方向上彼此间隔开；源/漏区，在有源区凹陷在其中的区域中，在栅极结构的两侧上；保护层，在器件隔离层与栅极结构之间；以及掩埋互连线，在源/漏区下方，连接到源/漏区中的在沿第一方向相邻的保护层之间的一个源/漏区，并且接触保护层中的至少一个。
附图说明
[0007]通过参照附图详细地描述示例性实施例，特征对于本领域技术人员将变得明显，
在附图中：
[0008]图1是示出根据示例实施例的半导体装置的平面图。
[0009]图2A至图2C是示出根据示例实施例的半导体装置的剖视图。
[0010]图3A和图3B是示出根据示例实施例的半导体装置的示意性剖视图。
[0011]图4A和图4B是示出根据示例实施例的半导体装置的示意性剖视图。
[0012]图5是示出根据示例实施例的半导体装置的示意性剖视图。
[0013]图6A至图6C是示出根据示例实施例的半导体装置的剖视图。
[0014]图7是示出根据示例实施例的半导体装置的图。
[0015]图8A至图8C是示出根据示例实施例的半导体装置的剖视图。
[0016]图9A至图20B是示出制造根据示例实施例的半导体装置的方法中的阶段的图。
具体实施方式
[0017]在下文中，将参照附图描述实施例。在下文中，可以理解的是，除非在附图中另外指出，否则诸如“在
……
上”、“上”、“上部”、“上表面”、“在
……
下方”、“下”、“下部”、“下表面”、“侧表面”等的术语可以由附图标记表示并参照附图。
[0018]图1是示出根据示例实施例的半导体装置的平面图。图2A至图2C分别是沿着线I
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I'、II
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II'和III
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III'截取的图1的半导体装置的剖视图。为了便于说明，在图1中示出了半导体装置的仅一些组件。
[0019]参照图1至图2C，半导体装置100可以包括有源区105、限定有源区105的器件隔离层110、在有源区105上与有源区105相交的栅极结构160、包括设置在有源区105上以彼此间隔开的第一沟道层至第五沟道层141、142、143、144和145的沟道结构140、设置在栅极结构160的两侧上以接触沟道结构140的第一源/漏区150A和第二源/漏区150B、覆盖栅极结构160的下表面的一部分的第一保护层172、设置在沟道结构140的最下表面下方的第二保护层174、连接到第二源/漏区150B的掩埋互连线185以及连接到第一源/漏区150A的接触插塞195。栅极结构160可以包括栅极介电层162、栅极间隔件层164和栅电极165。半导体装置100还可以包括内间隔件层130、互连间隔件层182、下互连层187以及第一层间绝缘层192和第二层间绝缘层194。
[0020]在半导体装置100中，栅电极165可以设置在沟道结构140的第一沟道层至第五沟道层141、142、143、144和145之间以及沟道结构140上，例如，栅电极165的部分可以设置在第一沟道层至第五沟道层141、142、143、144和145中的在竖直方向(例如，Z方向)上相邻的沟道层之间。因此，半导体装置100可以包括具有多桥沟道FET(MBCFET
TM
)结构的晶体管，该晶体管可以是栅极全包围场效应晶体管。
[0021]有源区105可以设置为在第一方向(例如，X方向)上延伸，并且可以设置为在第二方向(例如，Y方向)上彼此间隔开。有源区105可以是与基底的其上形成有半导体装置100的部分对应的区域，并且可以是在制造半导体装置100的工艺期间保留而未被去除的区域。基底可以被提供为例如体晶圆、外延层、绝缘体上硅(SOI)层、绝缘体上半导体(SeOI)层等。有源区105可以包括半导体材料，例如，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。例如，IV族半导体可以包括硅、锗或硅
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锗。有源区105还可以包括可以是掺杂区的杂质区。
[0022]在栅极结构160下方，有源区105的上表面可以定位在比器件隔离层110的上表面高的水平处，并且可以从器件隔离层110(例如，在器件隔离层110上方)突出(图2C)。在栅极结构160的两侧上，有源区105可以被部分地凹陷或穿透。第一源/漏区150A和第二源/漏区150B可以设置在有源区105在其中凹陷的区域中。
[0023]器件隔离层110可以在基底中设置为限定有源区105。器件隔离层110可以设置在有源区105的侧表面和互连间隔件层182的外侧表面上。器件隔离层110可以填充有源区105之间的空间，并且当掩埋互连线185设置为多条掩埋互连线185时，器件隔离层110可以填充掩埋互连线185之间的空间。器件隔离层110可以通过例本文档来自技高网...

【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：有源区，在第一方向上延伸；器件隔离层，在所述有源区的侧表面上并且限定所述有源区；栅极结构，在所述有源区上并且与所述有源区相交，所述栅极结构在第二方向上延伸；沟道层，在所述有源区上并且在第三方向上彼此间隔开，所述第三方向垂直于所述有源区的上表面，并且所述栅极结构围绕所述沟道层；源/漏区，在所述有源区的凹陷区域中，所述源/漏区在所述栅极结构中的每个的相对侧上，并且所述源/漏区连接到所述沟道层；第一保护层，在所述器件隔离层上，所述第一保护层在所述栅极结构的下表面上；第二保护层，在所述有源区上并且在所述沟道层中的最下面的沟道层下方；以及掩埋互连线，在所述源/漏区下方，并且连接到所述源/漏区中的在所述第二保护层中的相邻的第二保护层之间的一个源/漏区。2.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述第一保护层和所述第二保护层在所述第二方向上交替地布置在所述栅极结构的所述下表面上。3.根据权利要求1所述的半导体装置，其中：所述掩埋互连线的上表面的第一部分在第一高度水平处，所述第一部分在沿所述第一方向的相对的边缘处，并且所述掩埋互连线的所述上表面的第二部分在第二高度水平处，所述第二部分在所述相对的边缘之间的中心处，并且所述第二高度水平比所述第一高度水平高。4.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述掩埋互连线的上表面沿着所述第一保护层和所述第二保护层弯曲。5.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述第一保护层被所述器件隔离层和所述栅极结构围绕。6.根据权利要求5所述的半导体装置，其中：所述栅极结构中的每个包括接触所述有源区和所述沟道层的栅极介电层、在所述栅极介电层上的栅电极以及在所述沟道层上的所述栅电极的相对侧上的栅极间隔件层，并且所述第一保护层与所述栅极介电层中的一个接触。7.根据权利要求1所述的半导体装置，其中：所述第一保护层中的每个在所述第一方向上具有第一宽度，并且所述栅极结构中的每个在所述第一方向上具有第二宽度，所述第二宽度等于或小于所述第一宽度。8.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述第一保护层在所述第三方向上与所述栅极结构叠置。9.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述第一保护层中的每个的厚度为5nm至100nm。10.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述第二保护层填充所述沟道层中的最下面的沟道层与所述有...

【专利技术属性】
技术研发人员：李斗铉，申宪宗，金善培，朴珍煐，朴贤镐，刘智旼，张在兰，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：