具有鞍鳍晶体管的半导体器件及其制造方法技术

本发明专利技术涉及具有鞍鳍结构的半导体器件及其制造方法。一种制造半导体器件的方法包括：在半导体衬底的单元区域上形成暴露隔离区的垫氮化物层；在半导体衬底的隔离区中形成沟槽；在沟槽内形成隔离层；蚀刻半导体衬底的有源区至一定深度以形成凹陷有源区；蚀刻隔离层至一定深度以形成凹陷隔离区；在凹陷有源区和凹陷隔离区中沉积栅极金属层以形成单元晶体管的栅极；在栅极上部上形成绝缘层；移除垫氮化物层以暴露待形成接触塞的半导体衬底的区域；和在该区域的半导体衬底中沉积导电层以形成接触塞。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般性涉及半导体器件及其制造方法，并且更具体涉及通过采用镶嵌工艺和鞍鳍晶体管(saddle fin transistor)结构而能够防止接触缺陷和克服工艺容限限制的半导体器件及其制造方法。
技术介绍
近来，由于半导体器件的设计规则急剧减小为40nm以下技术，其中可形成器件的有源区的面积也减小。因此，存在各种工艺容限限制。特别地，栅极线的异常形状即栅极线倾斜或栅极线粗糙成为严重的问题。而且，在着陆塞接触工艺中，由于栅极线的异常形状和空间限制的影响，存在大量接触缺陷。 随着近来开发的鞍鳍晶体管的使用，改善了单元晶体管的断流容限性能(off-current margin property)并因此可在一定程度上克服器件性能局限。鞍鳍晶体管可确保凹陷栅极结构中稳定的刷新性能，并同时通过在鳍晶体管结构中形成凹陷栅极的底部表面以增大沟道宽度来增强单元驱动电流性能。在鞍鳍晶体管中，蚀刻在半导体衬底中形成的隔离层以突出有源区，使得有源区的两侧表面和上表面暴露。然后形成栅极来覆盖有源区的暴露部分。因此，在有源区的暴露的三个表面中形成沟道，并且因此可增强通过沟道的驱动电流性能。 然而，直线型凹本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有鞍鳍晶体管的半导体器件，包括：在半导体衬底的有源区中的具有选定深度的沟槽；包围所述有源区并具有在所述有源区中形成鞍型鳍结构的凹陷隔离区的隔离层；在所述沟槽和所述凹陷隔离区中掩埋的单元晶体管的鞍鳍栅极；在所述鞍鳍栅极上的绝缘层，所述绝缘层暴露出所述半导体衬底的部分区域；和在由所述绝缘层暴露的区域中的接触塞。

【技术特征摘要】
KR 2008-12-26 10-2008-0134817一种具有鞍鳍晶体管的半导体器件，包括在半导体衬底的有源区中的具有选定深度的沟槽；包围所述有源区并具有在所述有源区中形成鞍型鳍结构的凹陷隔离区的隔离层；在所述沟槽和所述凹陷隔离区中掩埋的单元晶体管的鞍鳍栅极；在所述鞍鳍栅极上的绝缘层，所述绝缘层暴露出所述半导体衬底的部分区域；和在由所述绝缘层暴露的区域中的接触塞。2. 根据权利要求1所述的具有鞍鳍晶体管的半导体器件，其中所述凹陷隔离区的深度为1200 ~ 2000A。3. 根据权利要求1所述的具有鞍鳍晶体管的半导体器件，其中所述鞍鳍栅极包括 在所述沟槽的表面上的栅极绝缘层；禾口在所述凹陷隔离区中和在所述有源区中的所述栅极绝缘层上的栅极金属层。4. 根据权利要求3所述的具有鞍鳍晶体管的半导体器件，其中所述鞍鳍栅极还包括在 所述栅极绝缘层和所述栅极金属层之间的掺杂的多晶硅层。5. 根据权利要求1所述的具有鞍鳍晶体管的半导体器件，其中所述接触塞包括多晶硅 或者金属层。6. —种具有鞍鳍晶体管的半导体器件，包括 具有单元区域和周边电路区域的半导体衬底；在所述半导体衬底的表面之下的所述单元区域中设置的鞍鳍栅极； 在所述半导体衬底的所述周边电路区域上设置的堆叠型栅极； 覆盖所述鞍鳍栅极的绝缘层，所述绝缘层暴露出所述单元区域中的接触区；禾口 由所述单元区域中的所述绝缘层暴露的所述接触区中的接触塞。7. 根据权利要求6所述的具有鞍鳍晶体管的半导体器件，其中所述鞍鳍栅极包括 在所述单元区域的有源区中具有选定深度的沟槽的内壁； 沿着形成鞍鳍结构的凹陷隔离区的表面的栅极绝缘层；禾口 在所述沟槽和所述凹陷隔离区中的栅极金属层。8. 根据权利要求7所述的具有鞍鳍晶体管的半导体器件，其中所述鞍鳍栅极还包括在 所述栅极绝缘层和所述栅极金属层之间的掺杂的多晶硅层。9. 根据权利要求6所述的具有鞍鳍晶体管的半导体器件，其中所述堆叠型栅极包括 在所述半导体衬底的所述周边电路区域上依次堆叠的栅极绝缘层、栅极导电层、金属电极 层和硬掩模。10. 根据权利要求6所述的具有鞍鳍晶体管的半导体器件，其中所述接触塞包括与所 述周边电路区域中的所述堆叠型栅极的栅极导电层相同的材料。11. 根据权利要求6所述的具有鞍鳍晶体管的半导体器件，还包括在所述绝缘层的侧 面上的氮化物层间隔物。12. —种制造具有鞍鳍晶体管的半导体器件的方法，包括 在半导体衬底的单元区域上形成暴露出隔离区的垫氮化物层； 在所述半导体衬底的所述隔离区中形成沟槽； 在所述沟槽内形成隔离层；蚀刻所述半导体衬底的有源区至选定深度以形成凹陷有源区；蚀刻所述隔离层至选定深度以形成凹陷隔离区；在所述凹陷有源区和所述凹陷隔离区中沉积栅极金属层以形成单元晶体管的栅极； 在所述栅极的上部之上形成绝缘层；移除所述垫氮化物层以暴露出所述半导体衬底的待形成接触塞的区域；禾口 在所述半导体衬底的所述区域中沉积导电层以形成接触塞。13. 根据权利要求12所述的方法，还包括在形成所述栅极金属层之前，在所述凹陷有源区和所述凹陷隔离区的表面上形成栅极 绝缘层；和对所述栅极金属层实施回蚀或者实施化...

【专利技术属性】
技术研发人员：李振烈，金东锡，
申请(专利权)人：海力士半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]