相關申請的交叉引用
本申請要求于2015年11月16日在韓國知識產權局提交的韓國專利申請no.10-2015-0160290的優(yōu)先權,該申請的內容以引用方式全文并入本文中。
示例實施例涉及一種半導體器件。
背景技術:
近來信息媒體的分布的增長已導致半導體器件的功能性的提升。為了確保更高的競爭力,可能需要新的半導體產品通過更高度的集成來滿足更低成本和更高質量的要求。半導體繼續(xù)縮小以實現更高的集成。
正在進行的研究致力于增大半導體器件的操作速度和提高集成密度。半導體器件配有諸如金屬氧化物半導體(mos)晶體管的分立器件。半導體器件的集成導致mos晶體管的柵極之間的距離逐漸減小,并且還導致柵極之間的接觸形成區(qū)逐漸變窄。
技術實現要素:
示例實施例的一個目的是提供一種能夠通過根據柵極間的間距調整源極/漏極接觸部分的大小來提高操作性能和可靠性的半導體器件。
示例實施例旨在解決的目標不限于上述這些,并且本領域技術人員可基于下面提供的描述清楚地理解上面未提及的其它目標。
根據示例實施例,一種半導體器件包括:襯底,其包括第一區(qū)和第二區(qū);形成在第一區(qū)的襯底上的第一柵極結構和第二柵極結構,第一柵極結構與第二柵極結構間隔開第一距離;形成在第二區(qū)的襯底上的第三柵極結構和第四柵極結構,第三柵極結構與第四柵極結構間隔開與第一距離不同的第二距離;第一層間絕緣膜,其位于第一區(qū)的襯底上,并且包括第一下層間絕緣膜和位于第一下層間絕緣膜上的第一上層間絕緣膜,第一下層間絕緣膜包圍第一柵極結構的側壁的一部分和第二柵極結構的側壁的一部分;第二層間絕緣膜,其位于第二區(qū)的襯底上,并且包括第二下層間絕緣膜和位于第二下層間絕緣膜上的第二上層間絕緣膜,第二下層間絕緣膜包圍第三柵極結構的側壁的一部分和第四柵極結構的側壁的一部分;第一接觸部分,其形成在第一柵極結構與第二柵極結構之間并且在第一層間絕緣膜中,第一接觸部分具有第一寬度;以及第二接觸部分,其形成在第三柵極結構與第四柵極結構之間并且在第二層間絕緣膜中,第二接觸部分具有與第一寬度不同的第二寬度,其中第一寬度基于第一柵極結構的上表面,第二寬度基于第三柵極結構的上表面。
在本發(fā)明構思的一些示例實施例中,第一下層間絕緣膜不介于第一上層間絕緣膜與第一柵極結構的側壁之間以及不介于第一上層間絕緣膜與第二柵極結構的側壁之間。
在本發(fā)明構思的一些示例實施例中,第一距離大于第二距離,第一寬度大于第二寬度。
在本發(fā)明構思的一些示例實施例中,半導體器件還可包括形成在第一下層間絕緣膜與第一柵極結構的側壁之間以及第一下層間絕緣膜與襯底的上表面之間的第一襯墊。
在本發(fā)明構思的一些示例實施例中,第一襯墊不在第一上層間絕緣膜與第一柵極結構的側壁之間延伸。
在本發(fā)明構思的一些示例實施例中,第一柵極結構的側壁上的第一襯墊的最上面的部分的高度低于第一柵極結構的上表面的高度。
在本發(fā)明構思的一些示例實施例中,半導體器件還可包括形成在第二下層間絕緣膜與第三柵極結構的側壁之間以及第二下層間絕緣膜與襯底的上表面之間的第二襯墊。
在本發(fā)明構思的一些示例實施例中,第一接觸部分與第一柵極結構和第二柵極結構接觸,并且第二接觸部分與第三柵極結構和第四柵極結構接觸。
在本發(fā)明構思的一些示例實施例中,襯底還包括第三區(qū)。而且,所述半導體器件還可包括:形成在第三區(qū)的襯底上的第五柵極結構和第六柵極結構,第五柵極結構與第六柵極結構間隔開大于第一距離和第二距離的第三距離;以及第五柵極結構與第六柵極結構之間的第三接觸部分,第三接觸部分具有第三寬度。
在本發(fā)明構思的一些示例實施例中,第三寬度大于第一寬度和第二寬度。
在本發(fā)明構思的一些示例實施例中,第三寬度基本等于第一寬度和第二寬度之一。
在本發(fā)明構思的示例實施例中,第一接觸部分與第一柵極結構和第二柵極結構接觸,第二接觸部分與第三柵極結構和第四柵極結構接觸,并且第三接觸部分不接觸第五柵極結構和第六柵極結構中的至少一個。
在本發(fā)明構思的一些示例實施例中,第一上層間絕緣膜的厚度基本等于第二上層間絕緣膜的厚度。
在本發(fā)明構思的一些示例實施例中,第一柵極結構包括第一柵電極,第三柵極結構包括第二柵電極,并且第一柵電極的側壁的斜率的符號不同于第二柵電極的側壁的斜率的符號。
在本發(fā)明構思的一些示例實施例中,第一柵極結構包括第一柵電極,第三柵極結構包括第二柵電極,并且第一柵電極的側壁的斜率的符號與第二柵電極的側壁的斜率的符號相同。
在本發(fā)明構思的一些示例實施例中,第一上層間絕緣膜的厚度與第一層間絕緣膜的厚度的比率不同于第二上層間絕緣膜的厚度與第二層間絕緣膜的厚度的比率。
在本發(fā)明構思的一些示例實施例中,所述半導體器件還可包括形成在第一柵極結構與第二柵極結構之間的第一源極/漏極以及形成在第三柵極結構與第四柵極結構之間的第二源極/漏極。第一接觸部分與第一源極/漏極連接,并且第二接觸部分與第二源極/漏極連接。
在本發(fā)明構思的一些示例實施例中,第一柵極結構包括限定溝槽的柵極間隔件、沿著所述溝槽的側壁和底表面形成的柵極絕緣膜以及位于柵極絕緣膜上并且填充所述溝槽的柵電極。
在本發(fā)明構思的一些示例實施例中,所述半導體器件還可包括從襯底突出的第一鰭式圖案和第二鰭式圖案。第一柵極結構和第二柵極結構與第一鰭式圖案交叉,并且第三柵極結構和第四柵極結構與第二鰭式圖案交叉。
根據另一示例實施例,一種半導體器件包括:襯底,其包括第一區(qū)和第二區(qū);形成在第一區(qū)的襯底上的第一柵極結構和第二柵極結構,第一柵極結構與第二柵極結構間隔開第一距離;形成在第二區(qū)的襯底上的第三柵極結構和第四柵極結構,第三柵極結構與第四柵極結構間隔開大于第一距離的第二距離;第一襯墊,其沿著第一柵極結構的側壁的一部分、襯底的上表面和第二柵極結構的側壁的一部分延伸;第二襯墊,其沿著第三柵極結構的側壁的一部分、襯底的上表面和第四柵極結構的側壁的一部分延伸;第一層間絕緣膜,其位于第一襯墊上,并且包圍第一柵極結構的側壁和第二柵極結構的側壁;第二層間絕緣膜,其位于第二襯墊上,并且包圍第三柵極結構的側壁和第四柵極結構的側壁;第一接觸部分,其形成在第一柵極結構與第二柵極結構之間和第一層間絕緣膜中,第一接觸部分具有第一寬度;以及第二接觸部分,其形成在第三柵極結構與第四柵極結構之間和第二層間絕緣膜中,第二接觸部分具有大于第一寬度的第二寬度,其中第一寬度基于第一柵極結構的上表面的寬度或與第一柵極結構的上表面的寬度相關聯,第二寬度基于第三柵極結構的上表面的寬度或與第三柵極結構的上表面的寬度相關聯。
在本發(fā)明構思的一些示例實施例中,第一層間絕緣膜包括第一襯墊上的第一下層間絕緣膜和位于第一下層間絕緣膜上的第一上層間絕緣膜,并且第二層間絕緣膜包括第二襯墊上的第二下層間絕緣膜和位于第二下層間絕緣膜上的第二上層間絕緣膜。
在本發(fā)明構思的一些示例實施例中,第一下層間絕緣膜不介于第一上層間絕緣膜與第一柵極結構的側壁之間以及不介于第一上層間絕緣膜與第二柵極結構的側壁之間,并且第二下層間絕緣膜不介于第二上層間絕緣膜與第三柵極結構的側壁之間以及不介于第二上層間絕緣膜與第四柵極結構的側壁之間。
在本發(fā)明構思的一些示例實施例中,第一柵極結構的側壁上的第一襯墊的最上面的部分的高度低于第一柵極結構的上表面的高度,并且第三柵極結構的側壁上的第二襯墊的最上面的部分的高度低于第三柵極結構的上表面的高度。
在本發(fā)明構思的一些示例實施例中,從第一柵極結構的上表面至第一襯墊的最上面的部分的距離基本等于從第三柵極結構的上表面至第二襯墊的最上面的部分的距離。
在本發(fā)明構思的一些示例實施例中,第一柵極結構包括第一柵電極,第三柵極結構包括第二柵電極,并且第一柵電極的側壁的斜率的符號不同于第二柵電極的側壁的斜率的符號。
在本發(fā)明構思的一些示例實施例中,從第一柵極結構的上表面至第一襯墊的最上面的部分的距離大于從第三柵極結構的上表面至第二襯墊的最上面的部分的距離。
在本發(fā)明構思的一些示例實施例中,第一柵極結構包括第一柵電極,第三柵極結構包括第二柵電極,并且第一柵電極的側壁的斜率的符號與第二柵電極的側壁的斜率的符號相同。
在本發(fā)明構思的一些示例實施例中,第一柵電極的側壁和第二柵電極的側壁與襯底的上表面正交。
在本發(fā)明構思的一些示例實施例中,第一接觸部分與第一柵極結構的側壁和第二柵極結構的側壁接觸,并且第二接觸部分與第三柵極結構的側壁和第四柵極結構的側壁接觸。
在本發(fā)明構思的一些示例實施例中,第一接觸部分的寬度和第二接觸部分的寬度隨著相對于襯底的上表面的距離增大而增大。
在本發(fā)明構思的一些示例實施例中,隨著相對于襯底的上表面的距離增大,第一接觸部分的寬度減小然后增大,并且第二接觸部分的寬度增大。
根據又一示例實施例,一種半導體器件包括:襯底,其包括第一區(qū)和第二區(qū);形成在第一區(qū)的襯底上的第一柵極結構和第二柵極結構,第一柵極結構與第二柵極結構間隔開第一距離;形成在第二區(qū)的襯底上的第三柵極結構和第四柵極結構,第三柵極結構與第四柵極結構間隔開小于第一距離的第二距離;沿著第一柵極結構的側壁、襯底的上表面和第二柵極結構的側壁形成的第一襯墊,第一襯墊不形成在第一柵極結構的上表面和第二柵極結構的上表面上;沿著第三柵極結構的側壁、襯底的上表面和第四柵極結構的側壁形成的第二襯墊,第二襯墊不形成在第三柵極結構的上表面和第四柵極結構的上表面上;第一層間絕緣膜,其位于第一襯墊上,并且包圍第一柵極結構的側壁和第二柵極結構的側壁;第二層間絕緣膜,其位于第二襯墊上,并且包圍第三柵極結構的側壁和第四柵極結構的側壁;第一接觸部分,其形成在第一柵極結構與第二柵極結構之間和第一層間絕緣膜中,第一接觸部分具有第一寬度;以及第二接觸部分,其形成在第三柵極結構與第四柵極結構之間和第二層間絕緣膜中,第二接觸部分具有小于第一寬度的第二寬度,其中第一寬度基于第一柵極結構的上表面的寬度或與第一柵極結構的上表面的寬度相關聯,并且第二寬度基于第三柵極結構的上表面的寬度或與第三柵極結構的上表面的寬度相關聯。
在本發(fā)明構思的一些示例實施例中,從襯底的上表面至第一襯墊的最上面的部分的高度基本等于從襯底的上表面至第一柵極結構的上表面的高度。
在本發(fā)明構思的一些示例實施例中,第一層間絕緣膜包括第一下層間絕緣膜和位于第一下層間絕緣膜上的第一上層間絕緣膜,并且第一下層間絕緣膜不介于第一上層間絕緣膜與第一柵極結構的側壁之間以及不介于第一上層間絕緣膜與第二柵極結構的側壁之間。
在本發(fā)明構思的一些示例實施例中,第一襯墊形成在第一柵極結構的側壁的一部分和第二柵極結構的側壁的一部分上,并且從襯底的上表面至第二襯墊的最上面的部分的高度基本等于從襯底的上表面至第三柵極結構的上表面的高度。
在本發(fā)明構思的一些示例實施例中,第一柵極結構的側壁上的第一襯墊的最上面的部分的高度低于第一柵極結構的上表面的高度。
在本發(fā)明構思的一些示例實施例中,第二層間絕緣膜包括第二下層間絕緣膜和位于第二下層間絕緣膜上的第二上層間絕緣膜,并且第二下層間絕緣膜不介于第二上層間絕緣膜與第三柵極結構的側壁之間以及不介于第二上層間絕緣膜與第四柵極結構的側壁之間。
在本發(fā)明構思的一些示例實施例中,第一接觸部分與第一柵極結構和第二柵極結構接觸,并且第二接觸部分與第三柵極結構和第四柵極結構接觸。
在本發(fā)明構思的一些示例實施例中,第一柵極結構包括限定溝槽的柵極間隔件以及沿著溝槽的側壁和底表面形成的柵極絕緣膜。
根據又一示例實施例,一種半導體器件包括:柵極結構,其位于襯底上,并且包括第一側壁和第二側壁;第一源極/漏極,其鄰近于柵極結構的第一側壁;第二源極/漏極,其鄰近于柵極結構的第二側壁;襯墊,其沿著柵極結構的第一側壁、柵極結構的第二側壁、第一源極/漏極的上表面和第二源極/漏極的上表面延伸;以及接觸部分,其與柵極結構的第一側壁接觸并且與第一源極/漏極連接,其中柵極結構的第一側壁上的襯墊的高度不同于柵極結構的第二側壁上的襯墊的高度。
在本發(fā)明構思的一些示例實施例中,柵極結構的第一側壁上的襯墊的高度低于柵極結構的第二側壁上的襯墊的高度。
在本發(fā)明構思的一些示例實施例中,襯墊形成在柵極結構的第一側壁的一部分上以及柵極結構的第二側壁的一部分上。
在本發(fā)明構思的一些示例實施例中,不形成與柵極結構的第二側壁接觸并且與第二源極/漏極連接的接觸部分。
在本發(fā)明構思的一些示例實施例中,半導體器件還可包括包圍柵極結構的第二側壁并且覆蓋襯墊的上表面的層間絕緣膜。
在本發(fā)明構思的一些示例實施例中,從襯底的上表面至襯墊的最上面的部分的距離小于從襯底的上表面至層間絕緣膜的上表面的距離。
在本發(fā)明構思的一些示例實施例中,層間絕緣膜包括襯墊上的下層間絕緣膜和位于下層間絕緣膜上的上層間絕緣膜,并且下層間絕緣膜不介于上層間絕緣膜與柵極結構的第二側壁之間。
在本發(fā)明構思的一些示例實施例中,接觸部分的寬度隨著相對于襯底的上表面的距離增大而增大。
在本發(fā)明構思的一些示例實施例中,柵極結構包括柵電極,并且柵電極的寬度隨著相對于襯底的上表面的距離增大而減小。
在本發(fā)明構思的一些示例實施例中,柵極結構包括柵電極,并且隨著相對于襯底的上表面的距離增大,柵電極的寬度基本不變。
在本發(fā)明構思的一些示例實施例中,隨著相對于襯底的上表面的距離增大,接觸部分的寬度減小然后增大。
在本發(fā)明構思的一些示例實施例中,柵極結構包括限定溝槽的柵極間隔件以及沿著溝槽的側壁和底表面形成的柵極絕緣膜。
在一些示例實施例中,一種半導體器件包括:襯底,其包括第一區(qū)和第二區(qū);第一區(qū)的襯底上的第一柵極結構和第二柵極結構,第一柵極結構與第二柵極結構間隔開第一距離;第二區(qū)的襯底上的第三柵極結構和第四柵極結構,第三柵極結構與第四柵極結構間隔開與第一距離不同的第二距離;第一柵極結構與第二柵極結構之間的第一接觸部分,第一接觸部分具有第一寬度;以及第三柵極結構與第四柵極結構之間的第二接觸部分,第二接觸部分具有第二寬度;第一寬度與第一距離成比例;并且第二寬度與第二距離成比例。
附圖說明
通過參照附圖詳細描述示例實施例,示例實施例的以上和其它目的、特征和優(yōu)點將對于本領域普通技術人員變得更加清楚,其中:
圖1是為了解釋根據一些示例實施例的半導體器件而提供的布局圖;
圖2是沿著圖1的線a-a和b-b截取的剖視圖;
圖3以放大形式示出了圖2的第一柵極結構部分和第三柵極結構部分;
圖4a至圖4d是沿著圖1的線c-c截取的剖視圖的各個示例;
圖5a和圖5b是沿著圖1的線d-d截取的剖視圖的各個示例;
圖6是為了解釋根據一些示例實施例的半導體器件而提供的示圖;
圖7是為了解釋根據一些示例實施例的半導體器件而提供的示圖;
圖8是為了解釋根據一些示例實施例的半導體器件而提供的示圖;
圖9以放大形式示出了圖8的第一柵極結構部分和第三柵極結構部分;
圖10是為了解釋根據一些示例實施例的半導體器件而提供的示圖;
圖11是為了解釋根據一些示例實施例的半導體器件而提供的示圖;
圖12是為了解釋根據一些示例實施例的半導體器件而提供的示圖;
圖13是為了解釋根據一些示例實施例的半導體器件而提供的示圖;
圖14是為了解釋根據一些示例實施例的半導體器件而提供的示圖;
圖15a是為了解釋根據一些示例實施例的半導體器件而提供的示圖;
圖15b是圖15a的方形區(qū)域p的放大的示例示圖;
圖16是為了解釋根據一些示例實施例的半導體器件而提供的示圖;
圖17是為了解釋根據一些示例實施例的半導體器件而提供的示圖;
圖18以放大形式示出了圖17的第一柵極結構部分和第三柵極結構部分;
圖19是為了解釋根據一些示例實施例的半導體器件而提供的示圖;
圖20是為了解釋根據一些示例實施例的半導體器件而提供的示圖;
圖21是為了解釋根據一些示例實施例的半導體器件而提供的示圖;
圖22是為了解釋根據一些示例實施例的半導體器件而提供的布局圖;
圖23是沿著圖22的線a-a、b-b和e-e截取的剖視圖;
圖24是為了解釋根據一些示例實施例的半導體器件而提供的示圖;
圖25是為了解釋根據一些示例實施例的半導體器件而提供的示圖;
圖26是為了解釋根據一些示例實施例的半導體器件而提供的布局圖;
圖27是沿著圖26的線d-d截取的剖視圖;以及
圖28是包括根據示例實施例的半導體器件的soc系統(tǒng)的框圖。
具體實施方式
通過參照以下示例實施例和附圖的詳細描述,可更加容易地理解本發(fā)明構思及其實現方法的優(yōu)點和特征。然而,本發(fā)明構思可以許多不同形式實現,并且不應理解為限于本文闡述的實施例。相反,提供這些實施例以使得本公開將是徹底和完整的,并且將把本發(fā)明的范圍傳遞給本領域技術人員,并且本發(fā)明構思將僅由權利要求限定。在附圖中,為了清楚起見,夸大了層和區(qū)的厚度。
應該理解,當元件或層被稱作“位于”另一元件或層“上”、“連接至”或“耦接至”另一元件或層時,其可直接位于另一元件或層上、直接連接至或耦接至另一元件或層,或者可存在中間元件或中間層。相反,當元件被稱作“直接位于”另一元件或層“上”、“直接連接至”或“直接耦接至”另一元件或層時,則不存在中間元件或中間層。相同標號始終指代相同元件。如本文所用,術語“和/或”包括相關所列項之一或多個的任何和所有組合。另外,還應該理解,當一層被稱作“位于”兩層“之間”時,其可為所述兩層之間的唯一層,或者也可存在一個或多個中間層。
應該理解,雖然本文中可使用術語例如第一、第二等來描述多個元件,但是這些元件不應被這些術語限制。這些術語僅用于將一個元件與另一元件區(qū)分開。因此,例如下面討論的第一元件、第一組件或第一部分可被稱作第二元件、第二組件或第二部分,而不脫離本發(fā)明構思的教導。
本文所用的術語僅僅是為了描述特定實施例,并且不旨在限制示例實施例。如本文所用,除非上下文清楚地指明不是這樣,否則單數形式“一個”、“一”和“該”也旨在包括復數形式。還應該理解,當術語“包括”和/或“包括……的”用于本說明書中時,其指明存在所列特征、整體、步驟、操作、元件和/或組件,但不排除存在或添加一個或多個其它特征、整體、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組。
除非另外限定,否則本文中使用的所有技術術語和科學術語具有與本發(fā)明所屬領域的普通技術人員之一通常理解的含義相同的含義。應該注意,除非另有說明,否則本文提供的任何和所有示例或示例術語僅旨在更好地示出本發(fā)明,而非限制本發(fā)明的范圍。另外,除非另外定義,否則在通用詞典中定義的所有術語不應該被過于正式地解釋。
在附圖中,為了清楚地示出,可夸大層和區(qū)的尺寸。相同標號始終指代相同元件。相同標號在整個說明書中始終指代相同元件。
為了方便描述,本文中可使用諸如“在……下方”、“在……之下”、“下部”、“在……之上”、“上部”等的空間相對術語,以描述附圖中所示的一個元件或特征與另一個(或一些)元件或特征的關系。應該理解,空間相對術語旨在涵蓋使用中或操作中的器件的除圖中所示的取向之外的不同取向。例如,如果圖中的器件顛倒,則被描述為“在其它元件或特征之下”或“在其它元件或特征下方”的元件將因此被取向為“在其它元件或特征之上”。因此,示例性術語“在……之下”可涵蓋“在……之上”和“在……之下”這兩個取向。器件可按照其它方式取向(旋轉90度或位于其它取向),并且將相應地解釋本文所用的空間相對描述語。
本文參照作為示例實施例的理想實施例(和中間結構)的示意圖的剖視圖描述示例實施例。這樣,作為例如制造技術和/或公差的結果,可以預見附圖中的形狀的變化。因此,示例實施例不應被理解為限于本文示出的區(qū)的具體形狀,而是旨在包括例如由制造工藝導致的形狀的偏差。例如,示為矩形的注入區(qū)將通常具有圓形或彎曲特征和/或在其邊緣具有注入濃度的梯度,而非從注入區(qū)至非注入區(qū)二元變化。同樣地,通過注入形成的掩埋區(qū)可導致在位于掩埋區(qū)與通過其發(fā)生注入的表面之間的區(qū)中的一些注入。因此,圖中示出的區(qū)實際上是示意性的,并且它們的形狀不旨在示出器件的區(qū)的實際形狀,并且不旨在限制示例實施例的范圍。
除非另外限定,否則本文中使用的所有術語(包括技術術語和科學術語)具有與示例實施例所屬領域的普通技術人員之一通常理解的含義相同的含義。還應該理解,除非本文中明確這樣定義,否則諸如在通用詞典中定義的那些術語應該被解釋為具有與它們在相關技術的上下文中的含義一致的含義,而不應該被理想化地或過于正式地解釋。如本文所用,當諸如“……中的至少一個”的表述出現于元件的列表之后時,修飾元件的整個列表而不修飾列表中的單獨的元件。
當在本說明書中結合數值使用術語“約”或“基本”時,意指相關的數值包括所列數值的±10%左右的容差。而且,當在本說明書中提到百分比時,其意指這些百分比是基于重量的,即,重量百分比。表述“最高達”包括零至所列上限以及它們之間的所有值這些量。當指明范圍時,所述范圍包括它們之間的例如以0.1%的增量增加的所有值。而且,當結合幾何形狀使用詞語“一般”和“基本”時,其意指不要求該幾何形狀的精度,而是該形狀的范圍也在本公開的范圍內。雖然實施例的管狀元件可為圓柱形,但是也考慮其它管狀橫截面形式,諸如方形、矩形、橢圓形、三角形和其它形狀。
雖然未示出一些剖視圖的對應的平面圖和/或透視圖,但是本文示出的器件結構的剖視圖針對沿著平面圖中將示出的兩個不同方向和/或沿著透視圖中將示出的三個不同方向延伸的多個器件結構提供了支持。所述兩個不同方向可以或可以不彼此正交。所述三個不同方向可包括可以與所述兩個不同方向正交的第三方向。所述多個器件結構可在相同電子裝置中集成。例如,當在剖視圖中示出一個器件結構(例如,一個存儲器單元結構或一個晶體管結構)時,電子裝置可包括多個所述器件結構(例如,各存儲器單元結構或各晶體管結構),如將通過電子裝置的平面圖示出的那樣。所述多個器件結構可按照陣列和/或按照二維圖案排列。
雖然關于根據一些示例實施例的半導體器件的附圖例示了包括鰭式圖案形狀的溝道區(qū)的鰭式晶體管(finfet),但是示例實施例不限于此。當然,以下情況都是可能的:根據一些示例實施例的半導體器件可包括隧穿晶體管(隧穿fet)、包括納米線的晶體管、包括納米片材的晶體管或者三維(3d)晶體管。另外,根據一些示例實施例的半導體器件可包括雙極結型晶體管、橫向擴散的金屬氧化物半導體(ldmos)晶體管等。
而且,雖然根據一些示例實施例的半導體器件例示為利用鰭式圖案的多溝道晶體管,但是半導體器件也可為平面晶體管。
下文中,將參照圖1至圖5b解釋根據一些示例實施例的半導體器件。
圖1是被提供以解釋根據一些示例實施例的半導體器件的布局圖。圖2是沿著圖1的線a-a和b-b截取的剖視圖。圖3按照放大形式示出了圖2的第一柵極結構部分和第三柵極結構部分。圖4a至圖4d是沿著圖1的線c-c截取的剖視圖的各個示例。圖5a和圖5b是沿著圖1的線d-d截取的剖視圖的各個示例。
參照圖1至圖5b,根據一些示例實施例的半導體器件可包括第一鰭式圖案110、第二鰭式圖案310、第一柵極結構120、第二柵極結構220、第三柵極結構320、第四柵極結構420、第一接觸部分170和第二接觸部分370。
襯底100可包括第一區(qū)i和第二區(qū)ii。第一區(qū)i和第二區(qū)ii可為彼此間隔開的區(qū)或者彼此連接的區(qū)。另外,形成在第一區(qū)i中的晶體管和形成在第二區(qū)ii中的晶體管可為相同類型的晶體管或彼此不同類型的晶體管。
襯底100可為體硅或者絕緣體上硅(soi)??商鎿Q地,襯底100可為硅襯底,或者可包括諸如(例如)硅鍺、絕緣體上硅鍺(sgoi)、銻化銦、碲化鉛化合物、砷化銦、磷化銦、砷化鎵或者銻化鎵的其它物質,但是不限于此。
在第一區(qū)i中,可形成第一鰭式圖案110、第一柵極結構120、第二柵極結構220和第一接觸部分170。
第一鰭式圖案110可在襯底100上且在第一方向x1上縱長地延伸。第一鰭式圖案110可從襯底100突出。
第一鰭式圖案110可為襯底100的一部分,并且可包括從襯底100生長的外延層。
例如,第一鰭式圖案110可包括諸如硅或者鍺的元素半導體材料。另外,例如,第一鰭式圖案110可包括諸如iv-iv族化合物半導體或者iii-v族化合物半導體的化合物半導體。
具體地說,以iv-iv族化合物半導體為例,第一鰭式圖案110可為包括例如碳(c)、硅(si)、鍺(ge)或錫(sn)中的至少兩種或更多種的二元化合物或者三元化合物,或者摻有iv族元素的上述二元或三元化合物。
以iii-v族化合物半導體為例,第一鰭式圖案110可為通過iii族元素(可為鋁(al)、鎵(ga)或銦(in)中的至少一種)與v族元素(可為磷(p)、砷(as)或銻(sb)之一)的組合形成的二元化合物、三元化合物或者四元化合物之一。
在根據一些示例實施例的半導體器件中,假設第一鰭式圖案110是硅鰭式圖案。
場絕緣膜105可形成為包圍第一鰭式圖案110的一部分??赏ㄟ^場絕緣膜105限定第一鰭式圖案110。因此,第一鰭式圖案110的一部分可向上突出高于場絕緣膜105的上表面。
例如,場絕緣膜105可包括氧化物膜、氮化物膜、氧氮化物膜或者將氧化物膜、氮化物膜、氧氮化物膜組合的膜。
與圖4a不同,在圖4c中,可在場絕緣膜105與第一鰭式圖案110之間以及場絕緣膜105與襯底100之間額外形成第一場襯墊106。
第一場襯墊106可沿著被場絕緣膜105包圍的第一鰭式圖案110的側壁以及沿著襯底100的上表面形成。第一場襯墊106可不向上突出得高于場絕緣膜105的上表面。
第一場襯墊106可包括例如多晶硅、非晶硅、氧氮化硅、氮化硅或氧化硅中的至少一個。
另外,與圖4a不同,在圖4d中,可在場絕緣膜105與第一鰭式圖案110之間以及場絕緣膜105與襯底100之間額外形成第二場襯墊107和第三場襯墊108。
第二場襯墊107可沿著被場絕緣膜105包圍的第一鰭式圖案110的側壁以及沿著襯底100的上表面形成。
第三場襯墊108可形成在第二場襯墊107上。第三場襯墊108可沿著第二場襯墊107形成。
例如,第二場襯墊107可包括多晶硅或非晶硅。例如,第三場襯墊108可包括氧化硅。
第一柵極結構120可在第二方向y1上延伸。第一柵極結構120可形成為與第一鰭式圖案110交叉。
第一柵極結構120可包括第一柵電極130、第一柵極絕緣膜125和第一柵極間隔件135。
第二柵極結構220可在第二方向y1上延伸。第二柵極結構220可形成為與第一鰭式圖案110交叉。第二柵極結構220可與第一柵極結構120間隔開第一距離l1。
第二柵極結構220可包括第二柵電極230、第二柵極絕緣膜225和第二柵極間隔件235。
第一柵極間隔件135和第二柵極間隔件235可分別形成在第一鰭式圖案110上。第一柵極間隔件135可限定出在第二方向y1上延伸的第一溝槽135t。第二柵極間隔件235可限定出在第二方向y1上延伸的第二溝槽235t。
第一柵極間隔件135的外側壁可為在第二方向y1上延伸的第一柵極結構的第一側壁120a和第一柵極結構的第二側壁120b。另外,第二柵極間隔件235的外側壁可為第二柵極結構的側壁220a。
另外,根據示例,第一柵極間隔件135和第二柵極間隔件235可用作用于形成自對準接觸的導向件。因此,第一柵極間隔件135和第二柵極間隔件235可包括相對于將在下面描述的第一層間絕緣膜180具有蝕刻選擇性的材料。
第一柵極間隔件135和第二柵極間隔件235各自可包括例如氮化硅(sin)、氧氮化硅(sion)、二氧化硅(sio2)、氧碳氮化硅(siocn)以及它們的組合中的至少一個。
如所示的那樣,第一柵極間隔件135和第二柵極間隔件235可各自為單一膜。然而,這只是為了便于示出而提供的,示例實施例不限于此。
當第一柵極間隔件135和第二柵極間隔件235為多層膜時,第一柵極間隔件135和第二柵極間隔件235的各層膜中的至少一層可包括諸如氧碳氮化硅(siocn)的低k介電材料。
另外,當第一柵極間隔件135和第二柵極間隔件235為多層膜時,第一柵極間隔件135和第二柵極間隔件235的各層膜中的至少一層可具有l(wèi)形。
另外,當第一柵極間隔件135和第二柵極間隔件235為多層膜時,第一柵極間隔件135和第二柵極間隔件235可各自為l形膜與i形膜的組合。
第一柵極絕緣膜125可形成在第一鰭式圖案110和場絕緣膜105上。第一柵極絕緣膜125可沿著第一溝槽135t的側壁和底表面形成。第一柵極絕緣膜125可沿著向上突出高于場絕緣膜105的第一鰭式圖案110的輪廓以及沿著場絕緣膜105的上表面和第一柵極間隔件135的內側壁而形成。
另外,可在第一柵極絕緣膜125與第一鰭式圖案110之間額外形成界面層126。參照圖2,雖然未示出,但是也可在第一柵極絕緣膜125與第一鰭式圖案110之間額外形成界面層。
如圖4b所示,界面層126可沿著突出得高于場絕緣膜105的上表面的第一鰭式圖案110的輪廓形成,但是示例實施例不限于此。
根據用于形成界面層126的方法,界面層126可沿著場絕緣膜105的上表面延伸。
下文中,通過參照其中為了便于解釋而省略了界面層126的示意的附圖來解釋示例實施例。
第二柵極絕緣膜225可形成在第一鰭式圖案110上。第二柵極絕緣膜225可沿著第二溝槽235t的側壁和底表面形成。
對第二柵極絕緣膜225的描述可與對第一柵極絕緣膜125的描述相似或相同,并且下面將不重復描述。
例如,第一柵極絕緣膜125和第二柵極絕緣膜225可各自包括氧化硅、氧氮化硅、氮化硅或者介電常數高于氧化硅的介電常數的高k介電材料中的至少一個。
例如,高k介電材料可包括氧化鉿、鉿硅氧化物、鉿鋁氧化物、氧化鑭、鑭鋁氧化物、氧化鋯、鋯硅氧化物、氧化鉭、氧化鈦、鋇鍶鈦氧化物、鋇鈦氧化物、鍶鈦氧化物、氧化釔、氧化鋁、鉛鈧鉭氧化物或鈮鋅酸鉛中的一個或多個。
另外,雖然主要參照氧化物來解釋上述高k介電材料,但是可替換地,高k介電材料可包括上述金屬材料的氮化物(例如,氮化鉿)或氧氮化物(例如,氧氮化鉿)中的一個或多個,但是不限于此。
第一柵電極130可形成在第一柵極絕緣膜125上。第一柵電極130可填充第一溝槽135t。
第二柵電極230可形成在第二柵極絕緣膜225上。第二柵電極230可填充第二溝槽235t。
如所示的那樣,第一柵電極130和第二柵電極230可為單一膜。然而,這只是為了便于示出而提供的,并且示例實施例不限于此。也就是說,以下情況當然是可能的:第一柵電極130和第二柵電極230可各自包括諸如阻擋膜、功函數調整膜、填充膜等的多層膜。
例如,第一柵電極130和第二柵電極230可包括氮化鈦(tin)、碳化鉭(tac)、氮化鉭(tan)、鈦硅氮化物(tisin)、鉭硅氮化物(tasin)、鉭鈦氮化物(tatin)、鈦鋁氮化物(tialn)、鉭鋁氮化物(taaln)、氮化鎢(wn)、釕(ru)、鈦鋁(tial)、鈦鋁碳氮化物(tialc-n)、鈦鋁碳化物(tialc)、碳化鈦(tic)、鉭碳氮化物(tacn)、鎢(w)、鋁(al)、銅(cu)、鈷(co)、鈦(ti)、鉭(ta)、鎳(ni)、鉑(pt)、鎳鉑(ni-pt)、鈮(nb)、氮化鈮(nbn)、碳化鈮(nbc)、鉬(mo)、氮化鉬(mon)、碳化鉬(moc)、碳化鎢(wc)、銠(rh)、鈀(pd)、銥(ir)、鋨(os)、銀(ag)、金(au)、鋅(zn)、釩(v)以及它們的組合中的至少一個。
第一柵電極130和第二柵電極230可各自包括導電金屬氧化物、導電金屬氧氮化物等以及上述材料的氧化形式。
第一源極/漏極140可形成在第一柵極結構120與第二柵極結構220之間。第一源極/漏極140可形成為鄰近于第一柵極結構的第一側壁120a。
第二源極/漏極145可形成為鄰近于第一柵極結構的第二側壁120b。
如所示的那樣,第一源極/漏極140和第二源極/漏極145可包括形成在第一鰭式圖案110中的外延層,但是示例實施例不限于此。第一源極/漏極140和第二源極/漏極145可為形成在第一鰭式圖案110中的雜質區(qū),并且可包括沿著第一鰭式圖案110的輪廓形成的外延層。
例如,第一源極/漏極140和第二源極/漏極145可為抬升的源極/漏極。
如圖5a和圖5b所示,第一源極/漏極140可不包括沿著場絕緣膜105的上表面延伸的外圓周,但是這只是為了方便解釋而提供的,并且示例實施例不限于此。也就是說,第一源極/漏極140可包括沿著場絕緣膜105的上表面延伸并且與場絕緣膜105進行表面接觸的外圓周。
當根據一些示例實施例的第一區(qū)i中的半導體器件是pmos晶體管時,第一源極/漏極140和第二源極/漏極145可包括壓應力材料。例如,壓應力材料可為與si相比具有更高的晶格常數的諸如sige的材料。例如,壓應力材料可通過將壓應力施加至第一鰭式圖案110上來提高溝道區(qū)中的載流子的遷移率。
可替換地,當根據一些示例實施例的第一區(qū)i中的半導體器件是nmos晶體管時,第一源極/漏極140和第二源極/漏極145可包括拉應力材料。例如,當第一鰭式圖案110是硅時,第一源極/漏極140和第二源極/漏極145可為與硅相比具有更小的晶格常數的諸如sic的材料。例如,拉應力材料可通過將拉應力施加至第一鰭式圖案110上來提高溝道區(qū)中的載流子的遷移率。
同時,當根據一些示例實施例的第一區(qū)i中的半導體器件是nmos晶體管時,第一源極/漏極140和第二源極/漏極145可包括與第一鰭式圖案110相同的材料,即,硅。
在第二區(qū)ii中,可形成第二鰭式圖案310、第三柵極結構320、第四柵極結構420和第二接觸部分370。
第二鰭式圖案310可在第三方向x2上在襯底100上縱長地延伸。第二鰭式圖案310可從襯底100突出。
第二鰭式圖案310可為襯底100的一部分,并且可包括從襯底100生長的外延層。
像第一鰭式圖案110那樣,第二鰭式圖案310可包括多種半導體材料。然而,在根據一些示例實施例的半導體器件中,假設第二鰭式圖案310是硅鰭式圖案。
第三柵極結構320可在第四方向y2上延伸。第三柵極結構320可形成為與第二鰭式圖案310交叉。
第三柵極結構320可包括第三柵電極330、第三柵極絕緣膜325和第三柵極間隔件335。
第四柵極結構420可在第四方向y2上延伸。第四柵極結構420可形成為與第二鰭式圖案310交叉。第四柵極結構420可與第三柵極結構320間隔開第二距離l2。
第四柵極結構420可包括第四柵電極430、第四柵極絕緣膜425和第四柵極間隔件435。
第三柵極間隔件335和第四柵極間隔件435可分別形成在第二鰭式圖案310上。第三柵極間隔件335可限定出在第四方向y2上延伸的第三溝槽335t。第四柵極間隔件435可限定出在第四方向y2上延伸的第四溝槽435t。
第三柵極間隔件335的外側壁可為在第四方向y2上延伸的第三柵極結構的第一側壁320a和第三柵極結構的第二側壁320b。另外,第四柵極間隔件435的外側壁可為第四柵極結構的側壁420a。
關于第三柵極間隔件335和第四柵極間隔件435的描述可與關于第一柵極間隔件135和第二柵極間隔件235的描述基本相似或相同,因此,下面將不重復描述。
第三柵極絕緣膜325可形成在第二鰭式圖案310上。第三柵極絕緣膜325可沿著第三溝槽335t的側壁和底表面形成。
第四柵極絕緣膜425可形成在第二鰭式圖案310上。第四柵極絕緣膜425可沿著第四溝槽435t的側壁和底表面形成。
對第三柵極絕緣膜325和第四柵極絕緣膜425的描述可與對第一柵極絕緣膜125的描述基本相似或相同,因此,下面將不重復描述。
例如,第三柵極絕緣膜325和第四柵極絕緣膜425可各自包括氧化硅、氧氮化硅、氮化硅或介電常數比氧化硅的介電常數更高的高k介電材料中的至少一個。
第三柵電極330可形成在第三柵極絕緣膜325上。第三柵電極330可填充第三溝槽335t。
第四柵電極430可形成在第四柵極絕緣膜425上。第四柵電極430可填充第四溝槽435t。
下面將不重復描述第三柵電極330和第四柵電極430的材料和堆疊結構,因為該描述可與對第一柵電極130和第二柵電極230的描述基本相似或相同。
第三源極/漏極340可形成在第三柵極結構320與第四柵極結構420之間。第三源極/漏極340可形成為鄰近于第三柵極結構的第一側壁320a。
第四源極/漏極345可形成為鄰近于第三柵極結構的第二側壁320b。
如所示的那樣,第三源極/漏極340和第四源極/漏極345可包括形成在第二鰭式圖案310中的外延層,但是示例實施例不限于此。第三源極/漏極340和第四源極/漏極345可為形成在第二鰭式圖案310中的雜質區(qū),并且可包括沿著第二鰭式圖案310的輪廓形成的外延層。
例如,第三源極/漏極340和第四源極/漏極345可為抬升的源極/漏極。
當根據一些示例實施例的第二區(qū)ii中的半導體器件是pmos晶體管時,第三源極/漏極340和第四源極/漏極345可包括壓應力材料。例如,壓應力材料可為與si相比具有更高的晶格常數的諸如sige的材料。例如,壓應力材料可通過將壓應力施加至第二鰭式圖案310上來提高溝道區(qū)中的載流子遷移率。
可替換地,當根據一些示例實施例的第二區(qū)ii中的半導體器件是nmos晶體管時,第三源極/漏極340和第四源極/漏極345可包括拉應力材料。例如,當第一鰭式圖案310是硅時,第三源極/漏極340和第四源極/漏極345可為與硅相比具有更小的晶格常數的諸如sic的材料。例如,拉應力材料可通過將拉應力施加至第二鰭式圖案310上來提高溝道區(qū)中的載流子遷移率。
同時,當根據一些示例實施例的第二區(qū)ii中的半導體器件是nmos晶體管時,第三源極/漏極340和第四源極/漏極345可包括與第二鰭式圖案310相同材料,即,硅。
第一層間絕緣膜180可形成在第一區(qū)i的襯底100上。第一層間絕緣膜180可覆蓋第一鰭式圖案110、第一源極/漏極140和第二源極/漏極145。
第一層間絕緣膜180可包圍第一柵極結構的第一側壁120a、第一柵極結構的第二側壁120b和第二柵極結構的側壁220a。
第一層間絕緣膜180的上表面可與第一柵極結構120的上表面和第二柵極結構220的上表面處于同一平面。
第一層間絕緣膜180可包括按次序堆疊在襯底100上的第一下層間絕緣膜181和第一上層間絕緣膜182。
第一下層間絕緣膜181可形成在第一鰭式圖案110上。第一下層間絕緣膜181可包圍第一柵極結構的第一側壁120a的一部分、第一柵極結構的第二側壁120b的一部分和第二柵極結構的側壁220a的一部分。
例如,第一下層間絕緣膜181可包括氧化硅、氧氮化硅、氮化硅、可流動氧化物(fox)、東燃硅氮烷(tosz)、未摻雜的石英玻璃(usg)、硼硅玻璃(bsg)、磷硅玻璃(psg)、硼磷硅玻璃(bpsg)、等離子體增強的正硅酸乙酯(peteos)、氟硅酸鹽玻璃(fsg)、摻碳氧化硅(cdo)、干凝膠、氣凝膠、非晶氟化碳、有機硅酸鹽玻璃(osg)、聚對二甲苯、雙苯并環(huán)丁烯(bcb)、silk、聚酰亞胺、多孔聚合材料或它們的組合,但不限于此。
第一上層間絕緣膜182可形成在第一下層間絕緣膜181上。第一上層間絕緣膜182可包圍未被第一下層間絕緣膜181包圍的第一柵極結構的第一側壁120a、第一柵極結構的第二側壁120b和第二柵極結構的側壁220a。
例如,第一上層間絕緣膜182可包括氧化硅、氧氮化硅、氮化硅、可流動氧化物(fox)、東燃硅氮烷(tosz)、未摻雜的石英玻璃(usg)、硼硅玻璃(bsg)、磷硅玻璃(psg)、硼磷硅玻璃(bpsg)、等離子體增強的正硅酸乙酯(peteos)、氟硅酸鹽玻璃(fsg)、摻碳氧化硅(cdo)、干凝膠、氣凝膠、非晶氟化碳、有機硅酸鹽玻璃(osg)、帕利靈、雙苯并環(huán)丁烯(bcb)、silk、聚酰亞胺、多孔聚合材料或它們的組合,但不限于此。
第一下層間絕緣膜181不介于第一上層間絕緣膜182與第一柵極結構的側壁120a、120b之間,也不介于第一上層間絕緣膜182與第二柵極結構的側壁220a之間。
第一下層間絕緣膜181可包圍第一柵極結構120的側壁至對應于第一下層間絕緣膜181的厚度t11的高度。另外,第一上層間絕緣膜182可包圍第一柵極結構120的側壁至對應于第一上層間絕緣膜182的厚度t12的高度。
另外,第一下層間絕緣膜181與第一上層間絕緣膜182之間的邊界表面可為例如彎曲表面。當通過利用干法蝕刻工藝形成第一下層間絕緣膜181并且隨后在第一下層間絕緣膜181上形成第一上層間絕緣膜182時,第一下層間絕緣膜181與第一上層間絕緣膜182之間的邊界表面可為彎曲表面。
第二層間絕緣膜380可形成在第二區(qū)ii的襯底100上。第二層間絕緣膜380可覆蓋第二鰭式圖案310、第三源極/漏極340和第四源極/漏極345。
第二層間絕緣膜380可包圍第三柵極結構的第一側壁320a、第三柵極結構的第二側壁320b和第四柵極結構420的側壁420a。
例如,第二層間絕緣膜380的上表面可與第三柵極結構320的上表面和第四柵極結構420的上表面處于同一平面。
第二層間絕緣膜380可包括按次序堆疊在襯底100上的第二下層間絕緣膜381和第二上層間絕緣膜382。
第二下層間絕緣膜381可形成在第二鰭式圖案310上。第二下層間絕緣膜381可包圍第三柵極結構的第一側壁320a的一部分、第三柵極結構的第二側壁320b的一部分和第四柵極結構的側壁420a的一部分。
第二上層間絕緣膜382可形成在第二下層間絕緣膜381上。第二上層間絕緣膜382可包圍未被第二下層間絕緣膜381包圍的第三柵極結構的第一側壁320a、第三柵極結構的第二側壁320b和第四柵極結構的側壁420a。
第二下層間絕緣膜381不介于第二上層間絕緣膜382與第三柵極結構的側壁320a、320b之間,也不介于第二上層間絕緣膜382與第四柵極結構的側壁420a之間。
第二下層間絕緣膜381可包圍第三柵極結構320的側壁至對應于第二下層間絕緣膜381的厚度t21的高度。另外,第二上層間絕緣膜382可包圍第三柵極結構320的側壁至對應于第二上層間絕緣膜382的厚度t22的高度。
另外,第二下層間絕緣膜381與第二上層間絕緣膜382之間的邊界表面可為例如彎曲表面。
第二下層間絕緣膜381可與第一下層間絕緣膜181包括相同材料。
下文中,假設第二上層間絕緣膜382與第一上層間絕緣膜182包括相同材料,但是示例實施例不限于此。
第三層間絕緣膜190可形成在第一層間絕緣膜180和第二層間絕緣膜380上。例如,第三層間絕緣膜190可形成在襯底100的第一區(qū)i和第二區(qū)ii上。
例如,第三層間絕緣膜190可包括氧化硅、氧氮化硅、氮化硅、可流動氧化物(fox)、東燃硅氮烷(tosz)、未摻雜的石英玻璃(usg)、硼硅玻璃(bsg)、磷硅玻璃(psg)、硼磷硅玻璃(bpsg)、等離子體增強的正硅酸乙酯(peteos)、氟硅酸鹽玻璃(fsg)、摻碳氧化硅(cdo)、干凝膠、氣凝膠、非晶氟化碳、有機硅酸鹽玻璃(osg)、聚對二甲苯、雙苯并環(huán)丁烯(bcb)、silk、聚酰亞胺、多孔聚合材料或它們的組合,但不限于此。
第一接觸部分170可形成在第一柵極結構120與第二柵極結構220之間。第一接觸部分170可形成為鄰近于第一柵極結構的第一側壁120a。
第一接觸部分170可形成在第三層間絕緣膜190和第一層間絕緣膜180中。第一接觸部分170可不接觸第一柵極結構120和第二柵極結構220。第一接觸部分170可與第一源極/漏極140連接。
第一接觸部分170可具有第一寬度w1。例如,第一接觸部分170的第一寬度w1可基于第一柵極結構120的上表面和第二柵極結構220的上表面各自的寬度,或與第一柵極結構120的上表面和第二柵極結構220的上表面各自的寬度相關聯,但是這僅是為了便于解釋而提供的,并且示例實施例不限于此。也就是說,第一接觸部分170的第一寬度w1可基于第三層間絕緣膜190的上表面的寬度。
另外,第一接觸部分170的第一寬度w1可為在第一方向x1上的寬度。
參照圖5a,第一接觸部分170與第一源極/漏極140之間的邊界表面可為包括在第一源極/漏極140中的外延層的刻面(facet)。
可替換地,參照圖5b,第一接觸部分170與第一源極/漏極140之間的邊界表面可為彎曲表面。第一接觸部分170與第一源極/漏極140之間的邊界表面可取決于針對接觸孔形成處理使用哪種蝕刻工藝來形成第一接觸部分170。
雖然圖5a和圖5b中未示出,但是可在第一接觸部分170與第一源極/漏極140之間額外形成硅化物層。
第二接觸部分370可形成在第三柵極結構320與第四柵極結構420之間。第二接觸部分370可形成為鄰近于第三柵極結構的第一側壁320a。
第二接觸部分370可形成在第三層間絕緣膜190和第二層間絕緣膜380中。第二接觸部分370可不接觸第三柵極結構320和第四柵極結構420。第二接觸部分370可與第三源極/漏極340連接。
第二接觸部分370可具有第二寬度w2。例如,第二接觸部分370的第二寬度w2可基于第三柵極結構320的上表面和第四柵極結構420的上表面。另外,第二接觸部分370的第二寬度w2可為在第三方向x2上的寬度。
第二接觸部分370與第三源極/漏極340之間的邊界表面可與圖5a和圖5b中示出的相似或相同。
例如,第一接觸部分170和第二接觸部分370可包括鉭(ta)、氮化鉭(tan)、鈦(ti)、氮化鈦(tin)、釕(ru)、鈷(co)、鎳(ni)、硼化鎳(nib)、氮化鎢(wn)、鋁(al)、鎢(w)、銅(cu)、鈷(co)或者摻雜的多晶硅中的至少一個。
雖然第一接觸部分170和第二接觸部分370示為單個圖案,但是這僅是為了便于解釋,并且示例實施例不限于此。第一接觸部分170和第二接觸部分370可各自包括阻擋膜和形成在阻擋膜上的填充膜。
第一柵極結構120與第二柵極結構220之間間隔開的第一距離l1可與第三柵極結構320與第四柵極結構420之間間隔開的第二距離l2不同。另外,第一接觸部分170的第一寬度w1可與第二接觸部分370的第二寬度w2不同。
例如,第一柵極結構120與第二柵極結構220之間間隔開的第一距離l1可小于第三柵極結構320與第四柵極結構420之間間隔開的第二距離l2。另外,第一接觸部分170的第一寬度w1可小于第二接觸部分370的第二寬度w2。
換句話說,在根據一些示例實施例的半導體器件中,形成在柵極結構之間的接觸部分的寬度可隨著鄰近的柵極結構之間的距離增大而增大。
在根據示例實施例的半導體器件中,第一下層間絕緣膜181的應力特征可與第一上層間絕緣膜182的應力特征不同。另外,第二下層間絕緣膜381的應力特征可與第二上層間絕緣膜382的應力特征不同。
更具體地說,例如,當第一下層間絕緣膜181具有拉應力特征時,第一上層間絕緣膜182可具有壓應力特征。相反,當第一下層間絕緣膜181具有壓應力特征時,第一上層間絕緣膜182可具有拉應力特征。
如本文所用的表述“拉應力特征”是指具有將柵電極或者柵極間隔件朝著層間絕緣膜拉動的拉力的層間絕緣膜。
更具體地說,通過具有拉應力特征的層間絕緣膜,柵極間隔件受到在從柵電極到層間絕緣膜的方向上作用的力。
相反,通過具有壓應力特征的層間絕緣膜,柵極間隔件受到在從層間絕緣膜到柵電極的方向上作用的力。
因為第一層間絕緣膜180可包括彼此具有不同應力特征的第一下層間絕緣膜181和第一上層間絕緣膜182,所以第一層間絕緣膜180的整體應力特征可根據第一下層間絕緣膜181與第一上層間絕緣膜182之間的厚度、體積等的差異而變化。
另外,第一下層間絕緣膜181和第一上層間絕緣膜182可包括彼此不同的材料,或者可替換地,可包括彼此相同的材料。
當第一下層間絕緣膜181和第一上層間絕緣膜182包括彼此相同的材料時,用于形成第一下層間絕緣膜181的條件(包括熱處理條件)和用于形成第一上層間絕緣膜182的條件(包括熱處理條件)可彼此不同。因此,第一下層間絕緣膜181和第一上層間絕緣膜可具有彼此不同的應力特征。
將參照圖13和其它圖描述其中第一下層間絕緣膜181和第一上層間絕緣膜182包括相同材料的示例。
第二下層間絕緣膜381可具有相同材料,并且可與第一下層間絕緣膜181受到相同的后處理。因此,第二下層間絕緣膜381可與第一下層間絕緣膜181具有相同的應力特征。
為了便于解釋,下文中假設第一下層間絕緣膜181和第二下層間絕緣膜381具有拉應力特征并且第一上層間絕緣膜182和第二上層間絕緣膜382具有壓應力特征。
參照圖3,第一柵電極130包括側壁130s和底表面130b。第三柵電極330包括側壁330s和底表面330b。
第一柵電極的側壁130s可相對于第一柵電極的底表面130b形成第一角α。第三柵電極的側壁330s可相對于第三柵電極的底表面330b形成第二角β。
在這種情況下,第一柵電極的側壁130s相對于第一柵電極的底表面130b的第一角α可為直角,并且第三柵電極的側壁330s相對于第三柵電極的底表面330b的第二角β可為直角。
換句話說,隨著相對于襯底100的上表面的距離增大,第一柵電極130的寬度和第三柵電極330的寬度可不變。隨著相對于第一柵電極的底表面130b的距離增大,第一柵電極130的寬度可不變,并且隨著相對于第三柵電極的底表面330b的距離增大,第三柵電極330的寬度可不變。
另外,第一柵電極的側壁130s的斜率和第三柵電極的側壁330s的斜率可具有相同的符號。
作為替代性實施例,第一柵電極的側壁130s和第一柵電極的底表面130b的交點以及第三柵電極的側壁330s和第三柵電極的底表面330b的交點可形成圓角。然而,即使在所述示例中,清楚的是,本領域技術人員將能夠獲得第一柵電極的側壁130s的斜率和第三柵電極的側壁330s的斜率。
同時,作為圖3所示的內容的替代形式,第一柵電極的側壁130s相對于第一柵電極的底表面130b的第一角α和第三柵電極的側壁330s相對于第三柵電極的底表面330b的第二角β可均為鈍角或銳角。即使在以上示例中,第一柵電極的側壁130s的斜率的符號和第三柵電極的側壁330s的斜率的符號可仍然相同。
當第一柵電極的側壁130s相對于第一柵電極的底表面130b的第一角α和第三柵電極的側壁330s相對于第三柵電極的底表面330b的第二角β二者均為鈍角時,本文中限定第一柵電極的側壁130s的斜率和第三柵電極的側壁330s的斜率為正號。
如果情況與上述的示例相反,則本文中限定第一柵電極的側壁130s的斜率和第三柵電極的側壁330s的斜率為負號。
當第一柵電極的側壁130s的斜率和第三柵電極的側壁330s的斜率二者具有正號時,第一柵電極130的寬度和第三柵電極330的寬度可隨著相對于襯底100的上表面的距離增大而增大。
相反,當第一柵電極的側壁130s的斜率和第三柵電極的側壁330s的斜率二者具有負號時,第一柵電極130的寬度和第三柵電極330的寬度可隨著相對于襯底100的上表面的距離增大而減小。
當第一柵電極的側壁130s的斜率和第三柵電極的側壁330s的斜率二者具有相同符號時,第一層間絕緣膜180的應力特征和第二層間絕緣膜380的應力特征可相同。
第一柵極結構120與第二柵極結構220之間的第一距離l1可小于第三柵極結構320與第四柵極結構420之間的第二距離l2。在這種情況下,當第一上層間絕緣膜182的厚度t12和第二上層間絕緣膜382的厚度t22基本相同時,因為第二上層間絕緣膜382具有比第一上層間絕緣膜182的體積更大的體積,所以第二上層間絕緣膜382的壓應力變得大于第一上層間絕緣膜182的壓應力。
在這樣的示例中,通過第二層間絕緣膜380施加至第三柵極結構320的壓應力變得大于通過第一層間絕緣膜180施加至第一柵極結構120的壓應力。因此,第一層間絕緣膜180的應力特征和第二層間絕緣膜380的應力特征可不相同。
因此,當第一柵電極的側壁130s的斜率和第三柵電極的側壁330s的斜率二者具有相同符號時,第一上層間絕緣膜182的厚度t12和第二上層間絕緣膜382的厚度t22可不同。例如,第一上層間絕緣膜182的厚度t12可比第二上層間絕緣膜382的厚度t22更厚。
結果,可等同地獲得第一層間絕緣膜180的應力特征和第二層間絕緣膜380的應力特征。
換句話說,第一上層間絕緣膜182的厚度t12與第一層間絕緣膜180的厚度(t11+t12)的比率以及第二上層間絕緣膜382的厚度t22與第二層間絕緣膜380的厚度(t21+t22)的比率可相對于彼此變化,從而可等同地獲得第一層間絕緣膜180的應力特征和第二層間絕緣膜380的應力特征。
也就是說,通過使第一上層間絕緣膜182的厚度t12與第一層間絕緣膜180的厚度(t11+t12)的比率以及第二上層間絕緣膜382的厚度t22與第二層間絕緣膜380的厚度(t21+t22)的比率相對于彼此改變,可使第一柵電極的側壁130s的斜率的符號與第三柵電極的側壁330s的斜率的符號一致。
圖6是為了解釋根據一些示例實施例的半導體器件而提供的示圖。圖7是為了解釋根據一些示例實施例的半導體器件而提供的示圖。為了便于解釋,下面將主要解釋以上參照圖1至圖5b未解釋的不同之處。
為了便于參考,圖6和圖7是按照放大形式示出圖2的第一柵極結構部分和第三柵極結構部分的示圖。
參照圖6和圖7,在根據一些示例實施例的半導體器件中,第一上層間絕緣膜182的厚度t12和第二上層間絕緣膜382的厚度t22可基本相同。
也就是說,第一上層間絕緣膜182的厚度t12與第一層間絕緣膜180的厚度(t11+t12)的比率和第二上層間絕緣膜382的厚度t22與第二層間絕緣膜380的厚度(t21+t22)的比率可基本相同。
在這種情況下,第一柵極結構120與第二柵極結構220之間的第一距離l1可小于第三柵極結構320與第四柵極結構420之間的第二距離l2。
因此,第二上層間絕緣膜382的體積變得大于第一上層間絕緣膜182的體積。
因為第一上層間絕緣膜182和第二上層間絕緣膜382可各自具有壓應力特征,所以第二上層間絕緣膜382的壓應力變得大于第一上層間絕緣膜182的壓應力。
首先,在根據一些示例實施例的半導體器件中,當柵電極的側壁相對于柵電極的底表面形成直角時,在本文中將柵極側壁的斜率的符號定義為不同于正號和負號。
如圖6所示,第一柵電極130的寬度可隨著相對于第一柵電極的底表面130b的距離增大而增大。
因為第一柵電極的側壁130s可相對于第一柵電極的底表面130b形成鈍角,所以第一柵電極的側壁130s可具有正斜率。
相反,隨著相對于第三柵電極的底表面330b的距離增大,第三柵電極330的寬度可不變。第三柵電極的側壁330s可相對于第三柵電極的底表面330b形成直角。
因此,第一柵電極的側壁130s的斜率的符號和第三柵電極的側壁330s的斜率的符號可彼此不同。
如圖7所示,隨著相對于第一柵電極的底表面130b的距離增大,第一柵電極130的寬度可不變。第一柵電極的側壁130s可相對于第一柵電極的底表面130b形成直角。
相反,第三柵電極330的寬度可隨著相對于第三柵電極的底表面330b的距離增大而減小。因為第三柵電極的側壁330s可相對于第三柵電極的底表面330b形成銳角,所以第三柵電極的側壁330s可具有負斜率。
因此,第一柵電極的側壁130s的斜率的符號和第三柵電極的側壁330s的斜率的符號可彼此不同。
如果第一上層間絕緣膜182和第二上層間絕緣膜382具有拉應力,則圖6的第一柵電極的側壁130s的斜率的符號可為負號,并且圖7的第三柵電極的側壁330s的斜率的符號可為負號。
圖8是為了解釋根據一些示例實施例的半導體器件而提供的示圖。圖9按照放大形式示出了圖8的第一柵極結構部分和第三柵極結構部分。
為了便于解釋,下面將主要解釋以上參照圖1至圖5b未解釋的不同之處。
參照圖8和圖9,根據一些示例實施例的半導體器件還可包括第一襯墊185和第二襯墊385。
第一襯墊185可形成在第一層間絕緣膜180與第一柵極結構的側壁120a和120b之間、第一層間絕緣膜180與第二柵極結構的側壁220a之間以及第一層間絕緣膜180與襯底100之間。
第一襯墊185可沿著第一柵極結構的側壁120a和120b、襯底100的上表面和第二柵極結構的側壁220a形成。然而,第一襯墊185不形成在第一柵極結構120的上表面和第二柵極結構220的上表面上。
更具體地說,第一襯墊185可沿著第一柵極結構的第一側壁120a的一部分、襯底100的上表面以及第二柵極結構的側壁220a的一部分延伸,并且可沿著第一柵極結構的第二側壁120b的一部分延伸。
沿著襯底100的上表面延伸的第一襯墊185可沿著第一源極/漏極140的上表面和第二源極/漏極145的上表面延伸。
因為第一襯墊185沿著第一柵極結構的側壁120a、120b的一部分延伸,所以形成在第一柵極結構的側壁120a、120b上的第一襯墊185的最上面的部分的高度可低于第一柵極結構120的上表面。
另外,因為第一襯墊185沿著第二柵極結構的側壁220a的一部分延伸,所以形成在第二柵極結構的側壁220a上的第一襯墊185的最上面的部分的高度可低于第二柵極結構220的上表面。
換句話說,從襯底100的上表面至形成在第一柵極結構的側壁120a、120b上的第一襯墊185的最上面的部分的高度可低于從襯底100上表面至第一柵極結構120的上表面的高度。
例如,第一襯墊185可包括氮化硅、氧氮化硅、氧碳氮化硅(siocn)、氧化硅以及氮化硅、氧氮化硅、氧碳氮化硅(siocn)和氧化硅的組合中的一種。另外,第一襯墊185可為單一膜或多層膜。
第一層間絕緣膜180可形成在第一襯墊185上。第一層間絕緣膜180可包圍形成有第一襯墊185的第一柵極結構的側壁120a、120b和第二柵極結構的側壁220a。
第一下層間絕緣膜181和第一上層間絕緣膜182可按次序布置在第一襯墊185上。
在形成第一襯墊185和第一下層間絕緣膜181的干法蝕刻之后,第一上層間絕緣膜182可形成在第一下層間絕緣膜181上。因此,第一襯墊185可不在第一上層間絕緣膜182與第一柵極結構的側壁120a、120b之間延伸,但不限于此。
另外,第一上層間絕緣膜182可覆蓋形成在第一柵極結構的側壁120a、120b和第二柵極結構的側壁220a上的第一襯墊185的上表面。
形成在第一下層間絕緣膜181上的第一上層間絕緣膜182的厚度t12可對應于從第一柵極結構120的上表面至第一襯墊185的最上面的部分的距離。
第一接觸部分170可穿過形成在第一源極/漏極140的上表面上的第一襯墊185,并且與第一源極/漏極140連接。
第二襯墊385可形成在第二層間絕緣膜380與第三柵極結構的側壁320a和320b之間、第二層間絕緣膜380與第四柵極結構的側壁420a之間以及第二層間絕緣膜380與襯底100之間。
第二襯墊385可沿著第三柵極結構的側壁320a和320b、襯底100的上表面和第四柵極結構的側壁420a形成。然而,第二襯墊385不形成在第三柵極結構320的上表面和第四柵極結構420的上表面上。
更具體地說,第二襯墊385可沿著第三柵極結構的第一側壁320a的一部分、襯底100的上表面和第四柵極結構的側壁420a的一部分延伸,并且可沿著第三柵極結構的第二側壁320b的一部分延伸。
沿著襯底100的上表面延伸的第二襯墊385可沿著第三源極/漏極340的上表面和第四源極/漏極345的上表面延伸。
由于第二襯墊385沿著第三柵極結構的側壁320a、320b的一部分延伸,因此形成在第三柵極結構的側壁320a、320b上的第二襯墊385的最上面的部分的高度可低于第三柵極結構320的上表面。
另外,因為第二襯墊385沿著第四柵極結構的側壁420a的一部分延伸,所以形成在第四柵極結構的側壁420a上的第二襯墊385的最上面的部分的高度可低于第四柵極結構420的上表面。
換句話說,從襯底100的上表面至形成在第三柵極結構的側壁320a、320b上的第二襯墊385的最上面的部分的高度可低于從襯底100的上表面至第三柵極結構320的上表面的高度。
第二層間絕緣膜380可形成在第二襯墊385上。第二層間絕緣膜380可包圍形成有第二襯墊385的第三柵極結構的側壁320a、320b和第四柵極結構的側壁420a。
第二下層間絕緣膜381和第二上層間絕緣膜382可按次序布置在第二襯墊385上。
在用于形成第二襯墊385和第二下層間絕緣膜381的干法蝕刻之后,第二上層間絕緣膜382可形成在第二下層間絕緣膜381上。
第二上層間絕緣膜382可覆蓋形成在第三柵極結構的側壁320a、320b和第四柵極結構的側壁420a上的第二襯墊385的上表面。
形成在第二下層間絕緣膜381上的第二上層間絕緣膜382的厚度t22可對應于從第三柵極結構320的上表面至第二襯墊385的最上面的部分的距離。
第二接觸部分370可穿過形成在第三源極/漏極340的上表面上的第二襯墊385,并且與第三源極/漏極340連接。
如圖9所示,第一柵電極的側壁130s的斜率和第三柵電極的側壁330s的斜率可具有相同符號。例如,第一柵電極的側壁130s和第三柵電極的側壁330s可與襯底100的上表面正交。
第一柵極結構120與第二柵極結構220之間的第一距離l1可小于第三柵極結構320與第四柵極結構420之間的第二距離l2。
為了調整通過第一上層間絕緣膜182施加至第一柵極結構120的壓應力的大小和通過第二上層間絕緣膜382施加至第三柵極結構320的壓應力的大小,從第一柵極結構120的上表面至第一襯墊185的最上面的部分的距離t12可大于從第三柵極結構320的上表面至第二襯墊385的最上面的部分的距離t22。
圖10是為了解釋根據一些示例實施例的半導體器件而提供的示圖。圖11是為了解釋根據一些示例實施例的半導體器件而提供的示圖。為了便于解釋,下面將主要解釋以上參照圖8和圖9未解釋的不同之處。
為了便于參考,圖10和圖11是按照放大形式示出圖8的第一柵極結構部分和第三柵極結構部分的示圖。
參照圖10和圖11,在根據一些示例實施例的半導體器件中,第一上層間絕緣膜182的厚度t12和第二上層間絕緣膜382的厚度t22可基本相同。
從第一柵極結構120的上表面至第一襯墊185的最上面的部分的距離t12和從第三柵極結構320的上表面至第二襯墊385的最上面的部分的距離t12可基本相同。
因為第一柵極結構120與第二柵極結構220之間的第一距離l1小于第三柵極結構320與第四柵極結構420之間的第二距離l2,所以第二上層間絕緣膜382的體積變得大于第一上層間絕緣膜182的體積。
因為第二上層間絕緣膜382的壓應力變得大于第一上層間絕緣膜182的壓應力,第一柵電極的側壁130s的斜率的符號和第三柵電極的側壁330s的斜率的符號可彼此不同。
如圖10所示,第一柵電極的側壁130s可形成正斜率,并且第三柵電極的側壁330s可形成直角。
如圖11所示,第一柵電極的側壁130s可具有直角斜率,并且第三柵電極的側壁330s可具有負斜率。
圖12是為了解釋根據一些示例實施例的半導體器件而提供的示圖。圖13是為了解釋根據一些示例實施例的半導體器件而提供的示圖。圖14是為了解釋根據一些示例實施例的半導體器件而提供的示圖。為了便于解釋,下面將主要解釋以上參照圖8和圖9未解釋的不同之處。
參照圖12,在根據一些示例實施例的半導體器件中,第一襯墊185可沿著第一柵極結構的整個側壁120a、120b以及第二柵極結構的側壁220a形成。
另外,第二襯墊385可沿著第三柵極結構的整個側壁320a、320b和第四柵極結構的側壁420a形成。
換句話說,從襯底100的上表面至第一襯墊185的最上面的部分的高度可基本等于從襯底100的上表面至第一柵極結構120的上表面的高度。
另外,從襯底100的上表面至第二襯墊385的最上面的部分的高度可基本等于從襯底100的上表面至第三柵極結構320的上表面的高度。
雖然圖12將第一下層間絕緣膜181與第一上層間絕緣膜182之間和第二下層間絕緣膜381與第二上層間絕緣膜382之間的邊界表面示為平面,但是示例實施例不限于此。
參照圖13,在根據一些示例實施例的半導體器件中,形成在第一襯墊185上的第一層間絕緣膜180可為單一膜。另外,形成在第二襯墊385上的第二層間絕緣膜380可為單一膜。
通過第一層間絕緣膜180和第二層間絕緣膜380是“單一膜”的陳述,其簡單地意指第一層間絕緣膜180和第二層間絕緣膜380中的每個或至少一個由單一材料形成或者包括單一材料。
因此,雖然第一層間絕緣膜180和第二層間絕緣膜380中的每個或至少一個可由單一材料形成或者包括單一材料,但是第一層間絕緣膜180和第二層間絕緣膜380中的每個或至少一個可包括應力特征彼此不同的材料。如上所述,這是因為即使相同的材料在不同的形成條件(包括熱處理條件等)下也可具有不同的應力特征。
即使第一層間絕緣膜180是單一膜,從襯底100的上表面至形成在第一柵極結構的側壁120a、120b上的第一襯墊185的最上面的部分的高度可低于從襯底100的上表面至第一柵極結構120的上表面的高度。
另外,即使第二層間絕緣膜380是單一膜,從襯底100的上表面至形成在第三柵極結構的側壁320a、320b上的第二襯墊385的最上面的部分的高度可低于從襯底100的上表面至第三柵極結構320的上表面的高度。
另外,從襯底100的上表面至形成在第一柵極結構的側壁120a、120b上的第一襯墊185的最上面的部分的高度可與從襯底100的上表面至形成在第三柵極結構的側壁320a、320b上的第二襯墊385的最上面的部分的高度不同。
參照圖14,在根據一些示例實施例的半導體器件中,形成在第一襯墊185上的第一層間絕緣膜180可為單一膜。另外,第一襯墊185可沿著第一柵極結構的整個側壁120a、120b和第二柵極結構的側壁220a形成。
從襯底100的上表面至第一襯墊185的最上面的部分的高度可基本等于從襯底100的上表面至第一柵極結構120的上表面的高度。
例如,第一層間絕緣膜180可包括與第二下層間絕緣膜381的材料相同的材料并且具有相同的應力特征。
相反,第二襯墊385上的第二層間絕緣膜380可包括第二下層間絕緣膜381和第二上層間絕緣膜382。
從襯底100的上表面至形成在第三柵極結構的側壁320a、320b上的第二襯墊385的最上面的部分的高度可低于從襯底100的上表面至第三柵極結構320的上表面的高度。
圖15a是為了解釋根據一些示例實施例的半導體器件而提供的示圖。圖15b是圖15a的方形區(qū)域p的放大的示例示圖。為了便于解釋,下面將主要解釋以上參照圖1至圖5b未解釋的不同之處。
為了便于參考,圖15b可為例示其中柵極間隔件為多層膜的示例的示圖。也就是說,當柵極間隔件為單一膜時,其可為如圖15a所示的i形。
參照圖15a和圖15b,在根據一些示例實施例的半導體器件中,第一接觸部分170可接觸第一柵極結構120和第二柵極結構220。
第一接觸部分170可與第一柵極結構的第一側壁120a和第二柵極結構的側壁220a對齊。第一接觸部分170可與第一源極/漏極140連接。
然而,可不形成與第一柵極結構的第二側壁120b接觸并且與第二源極/漏極145連接的接觸部分。
第二接觸部分370可接觸第三柵極結構320和第四柵極結構420。
第二接觸部分370可與第三柵極結構的第一側壁320a和第四柵極結構的側壁420a對齊。第二接觸部分370可與第三源極/漏極340連接。
然而,可不形成與第三柵極結構的第二側壁320b接觸并且與第四源極/漏極345連接的接觸部分。
例如,第一接觸部分170的寬度和第二接觸部分370的寬度可隨著相對于襯底100的上表面的距離增大而增大。
如圖15b所示,第一柵極間隔件135可為包括第一部分135a、第二部分135b和第三部分135c的三層膜,但是示例實施例不限于此。
例如,當第一柵極間隔件135形成為三層時,第一柵極間隔件135的第一部分至第三部分(135a、135b、135c)中的至少一個可具有l(wèi)形。
如圖15b所示,第一柵極間隔件的第一部分135a和第一柵極間隔件的第二部分135b可各自具有l(wèi)形。然而,這僅是為了便于解釋而提供的,并且示例實施例不限于此。
也就是說,當然,以下情況是可能的:第一柵極間隔件的第一部分135a和第一柵極間隔件的第二部分135b之一可具有l(wèi)形。
另外,第一柵極間隔件的第一部分135a、第一柵極間隔件的第二部分135b或者第一柵極間隔件的第三部分135c中的至少一個可包括諸如氧碳氮化硅(siocn)層的低k材料。
圖16是為了解釋根據一些示例實施例的半導體器件而提供的示圖。為了便于解釋,下面將主要解釋以上參照圖15a未解釋的不同之處。
參照圖16,在根據一些示例實施例的半導體器件中,第一柵極結構120可包括第一覆蓋圖案150,并且第二柵極結構220可包括第二覆蓋圖案250。
另外,第三柵極結構320可包括第三覆蓋圖案350,并且第四柵極結構420可包括第四覆蓋圖案450。
例如,第一柵電極130可填充第一溝槽135t的一部分。第一覆蓋圖案150可形成在第一柵電極130上。第一覆蓋圖案150可填充在形成第一柵電極130之后第一溝槽135t的剩余部分。
雖然圖16示出了在第一柵極間隔件135與第一覆蓋圖案150之間未形成第一柵極絕緣膜125,但是這僅是為了便于解釋而提供的,并且示例實施例不限于此。
第一覆蓋圖案150的上表面可為第一柵極結構120的上表面。第一覆蓋圖案150的上表面可與第一層間絕緣膜180的上表面處于同一平面。
例如,第一覆蓋圖案150可包括相對于第一層間絕緣膜180具有蝕刻選擇性的材料。
例如,第一覆蓋圖案150可包括氮化硅(sin)、氧氮化硅(sion)、二氧化硅(sio2)、碳氮化硅(sicn)、氧碳氮化硅(siocn)以及氮化硅(sin)、氧氮化硅(sion)、二氧化硅(sio2)、碳氮化硅(sicn)和氧碳氮化硅(siocn)的組合中的至少一個。
將省略關于第二覆蓋圖案250、第三覆蓋圖案350和第四覆蓋圖案450的描述,因為其與對第一覆蓋圖案150的描述相似或相同。
圖17是為了解釋根據一些示例實施例的半導體器件而提供的示圖。圖18按照放大形式示出了圖17的第一柵極結構部分和第三柵極結構部分。為了便于解釋,下面將主要解釋以上參照圖8和圖9未解釋的不同之處。
參照圖17和圖18,第一接觸部分170可接觸第一柵極結構120和第二柵極結構220。
第一接觸部分170可與第一柵極結構的第一側壁120a和第二柵極結構的側壁220a對齊。第一接觸部分170可與第一源極/漏極140連接。
然而,可不形成與第一柵極結構的第二側壁120b接觸并且與第二源極/漏極145連接的接觸部分。
另外,第一襯墊185可位于第一接觸部分170與第一柵極結構的第一側壁120a之間。
可在形成第一接觸部分170的處理中去除沿著第一源極/漏極140的上表面延伸的第一襯墊185,但是可不去除而是保留第一柵極結構的第一側壁120a的一部分上的第一襯墊185。
可在形成第一接觸部分170的處理中去除第一柵極結構的第一側壁120a上的第一襯墊185的一部分。
然而,因為未形成與第一柵極結構的第二側壁120b接觸的接觸部分,所以可不去除第一柵極結構的第二側壁120b的該部分上的第一襯墊185。
因此,第一柵極結構的第一側壁120a上的第一襯墊185的高度h11可與第一柵極結構的第二側壁120b上的第一襯墊185的高度h12不同。
例如,第一柵極結構的第二側壁120b上的第一襯墊185的高度h12可比第一柵極結構的第一側壁120a上的第一襯墊185的高度h11高第一高度h13。
第二接觸部分370可接觸第三柵極結構320和第四柵極結構420。
第二接觸部分370可與第三柵極結構的第一側壁320a和第四柵極結構的側壁420a對齊。第二接觸部分370可與第三源極/漏極340連接。
然而,可不形成與第三柵極結構的第二側壁320b接觸并且與第四源極/漏極345連接的接觸部分。
第二襯墊385可位于第二接觸部分370與第三柵極結構的第一側壁320a之間。
可在形成第二接觸部分370的工藝中去除沿著第三源極/漏極340的上表面延伸的第二襯墊385,但是可不去除而是保留第三柵極結構的第一側壁320a的一部分上的第二襯墊385。
可在形成第二接觸部分370的處理中去除第三柵極結構的第一側壁320a上的第二襯墊385的一部分。
然而,因為未形成與第三柵極結構的第二側壁320b接觸的接觸部分,所以可不去除第三柵極結構的第二側壁320b的該部分上的第二襯墊385。
因此,第三柵極結構的第一側壁320a上的第二襯墊385的高度h21可與第三柵極結構的第二側壁320b上的第二襯墊385的高度h22不同。
例如,第三柵極結構的第二側壁320b上的第二襯墊385的高度h22可比第三柵極結構的第一側壁320a上的第二襯墊385的高度h21高第二高度h23。
例如,第一接觸部分170的寬度和第二接觸部分370的寬度可隨著相對于襯底100的上表面的距離增大而增大。
圖19是為了解釋根據一些示例實施例的半導體器件而提供的示圖。圖20是為了解釋根據一些示例實施例的半導體器件而提供的示圖。圖21是為了解釋根據一些示例實施例的半導體器件而提供的示圖。
為了便于解釋,下面將主要解釋以上參照圖17和圖18未解釋的不同之處。
為了便于參考,圖19至圖21是按照放大形式示出圖17的第一柵極結構部分和第三柵極結構部分的示圖。
參照圖19,在根據一些示例實施例的半導體器件中,第一柵電極的側壁130s可具有正斜率,并且第三柵電極的側壁330s可具有成直角的斜率。
第一柵電極130的寬度可隨著相對于第一鰭式圖案110的上表面的距離增大而增大。另外,隨著相對于第二鰭式圖案310的上表面的距離增大,第三柵電極330的寬度可基本不變。
當第一柵電極的側壁130s具有正斜率時,第一接觸部分170的接觸第一柵極結構的第一側壁120a的側壁可具有負斜率。
也就是說,第一接觸部分170的寬度沿著從第一源極/漏極140的上表面朝著第一柵極結構的第一側壁120a上的第一襯墊185的最上面的部分的方向從w11減小為w12。之后,第一接觸部分170的寬度可沿著從第一襯墊185的最上面的部分朝著第一柵極結構120的上表面的方向而增大。
換句話說,隨著相對于第一鰭式圖案110的上表面的距離(即,隨著相對于襯底100的上表面的距離)增大,第一接觸部分170的寬度可減小然后增大。
相反,隨著相對于第二鰭式圖案310的上表面的距離(即,隨著相對于襯底100的上表面的距離)增大,第二接觸部分370的寬度可增大。
參照圖20,在根據一些示例實施例的半導體器件中,第一柵電極的側壁130s可具有成直角的斜率,并且第三柵電極的側壁330s可具有負斜率。
第三柵電極330的寬度可隨著相對于第二鰭式圖案310的上表面的距離增大而減小。另外,隨著相對于第一鰭式圖案110的上表面的距離增大,第一柵電極130的寬度可基本不變。
隨著相對于第一鰭式圖案110的上表面的距離(即,隨著相對于襯底100的上表面的距離)增大,第一接觸部分170的寬度可增大。隨著相對于第二鰭式圖案310的上表面的距離(即,隨著相對于襯底100的上表面的距離)增大,第二接觸部分370的寬度可增大。
參照圖21,在根據一些示例實施例的半導體器件中,包圍第一柵極結構的第二側壁120b的第一層間絕緣膜180和包圍第三柵極結構的第二側壁320b的第二層間絕緣膜380可為單一膜。
雖然第一層間絕緣膜180和第二層間絕緣膜380可各自由單一材料形成或者包括單一材料,但是它們各自可包括應力特征彼此不同的材料。
圖22是為了解釋根據一些示例實施例的半導體器件而提供的布局圖。圖23是沿著圖22的線a-a、b-b和e-e截取的剖視圖。
為了便于解釋,下面將主要解釋以上參照圖1至圖5b未解釋的不同之處。
參照圖22和圖23,根據一些示例實施例的半導體器件可額外包括第三鰭式圖案510、第五柵極結構520、第六柵極結構620和第三接觸部分570。
襯底100可包括第一區(qū)i、第二區(qū)ii和第三區(qū)iii。第三區(qū)iii和第一區(qū)i和/或第二區(qū)ii可為彼此間隔開或者彼此連接的區(qū)。
在第三區(qū)iii中,可形成第三鰭式圖案510、第五柵極結構520、第六柵極結構620和第三接觸部分570。
第三鰭式圖案510可在第五方向x3上在襯底100上縱長地延伸。第三鰭式圖案510可從襯底100突出。
第五柵極結構520可在第六方向y3上延伸。第五柵極結構520可形成為與第三鰭式圖案510交叉。
第六柵極結構620可在第六方向y3上延伸。第六柵極結構620可形成為與第三鰭式圖案510交叉。第六柵極結構620可與第五柵極結構520間隔開第三距離l3。
第五柵極結構520與第六柵極結構620之間間隔開的距離l3可大于第一柵極結構120與第二柵極結構220之間間隔開的距離l1和第三柵極結構320與第四柵極結構420之間間隔開的距離l2。
另外,第五柵極結構520可包括第五柵電極、第五柵極絕緣膜和第五柵極間隔件,第六柵極結構620可包括第六柵電極、第六柵極絕緣膜和第六柵極間隔件。
對第五柵極結構520和第六柵極結構620的結構的描述可與對第一柵極結構120的描述基本相同,因此,下面將不重復描述。
第五源極/漏極540可形成在第五柵極結構520與第六柵極結構620之間。如所示的那樣,第五源極/漏極540可包括形成在第三鰭式圖案510中的外延層,但是示例實施例不限于此。
根據形成在第三區(qū)iii中的半導體器件是pmos還是nmos,第五源極/漏極540可包括拉應力材料或者壓應力材料或者與第三鰭式圖案510相同的材料。
第四層間絕緣膜580可形成在第三區(qū)iii的襯底100上。第四層間絕緣膜580可覆蓋第三鰭式圖案510和第五源極/漏極540。
第四層間絕緣膜580的上表面可與例如第五柵極結構520的上表面和第六柵極結構620的上表面處于同一平面。
對第四層間絕緣膜580的描述可與對第一層間絕緣膜180的描述基本相同,并且下面將不重復描述。
第三接觸部分570可形成在第五柵極結構520與第六柵極結構620之間。
第三接觸部分570可形成在第三層間絕緣膜190和第四層間絕緣膜580中。第三接觸部分570可不接觸第五柵極結構520和第六柵極結構620。第三接觸部分570可與第五源極/漏極540連接。
第三接觸部分570可具有第三寬度w3。例如,第三接觸部分570的第三寬度w3可基于第五柵極結構520的上表面和第六柵極結構620的上表面,但是這僅是為了便于解釋而提供的,并且示例實施例不限于此。也就是說,第三接觸部分570的第三寬度w3可基于第三層間絕緣膜590的上表面。
另外,第三接觸部分570的第三寬度w3可為在第五方向x3上的寬度。
如圖23所示,第三接觸部分570的第三寬度w3可大于第一接觸部分170的第一寬度w1和第二接觸部分370的第二寬度w2。
也就是說,形成在柵極結構之間的接觸部分的寬度可隨著柵極結構之間的距離增大而增大。
圖24是為了解釋根據一些示例實施例的半導體器件而提供的示圖。為了便于解釋,下面將主要解釋以上參照圖22和圖23未解釋的不同之處。
參照圖24,在根據一些示例實施例的半導體器件中,第三接觸部分570的第三寬度w3可大于第一接觸部分170的第一寬度w1,但是基本等于第二接觸部分370的第二寬度w2。
第五柵極結構520與第六柵極結構620之間間隔開的距離l3可大于第三柵極結構320與第四柵極結構420之間間隔開的距離l2,但是第三接觸部分570的第三寬度w3可基本等于第二接觸部分370的第二寬度w2。
圖25是為了解釋根據一些示例實施例的半導體器件而提供的示圖。為了便于解釋,下面將主要解釋以上參照圖24未解釋的不同之處。
參照圖25,在根據一些示例實施例的半導體器件中,第一接觸部分170可接觸第一柵極結構120和第二柵極結構220,并且第二接觸部分370可接觸第三柵極結構320和第四柵極結構420。
然而,雖然第五柵極結構520與第六柵極結構620之間間隔開的距離l3可大于第三柵極結構320與第四柵極結構420之間間隔開的距離l2,但是因為第三接觸部分570的第三寬度w3基本等于第二接觸部分370的第二寬度w2,所以第三接觸部分570不接觸第五柵極結構520和第六柵極結構620中的至少一個。
圖26是為了解釋根據一些示例實施例的半導體器件而提供的布局圖。圖27是沿著圖26的線d-d截取的剖視圖。
為了便于解釋,下面將主要解釋以上參照圖1至圖5b未解釋的不同之處。
參照圖26和圖27,根據一些示例實施例的半導體器件可額外包括形成在第一區(qū)i中的第四鰭式圖案210。
第四鰭式圖案210可在第一方向x上延伸并與第一鰭式圖案110并列。
第一柵極結構120和第二柵極結構220可各自與第一鰭式圖案110和第四鰭式圖案210交叉。
第一源極/漏極140可形成在第一鰭式圖案110上。第六源極/漏極240可形成在第四鰭式圖案210上。
形成在第一鰭式圖案110和鄰近的第四鰭式圖案210上的第一源極/漏極140和第六源極/漏極240可彼此接觸。
第一接觸部分170可與彼此接觸的第一源極/漏極140和第六源極/漏極240連接。
例如,第一接觸部分170可包括共享的接觸部分。
圖28是包括根據示例實施例的半導體器件的soc系統(tǒng)的框圖。
參照圖28,soc系統(tǒng)1000包括應用處理器1001和動態(tài)隨機存取存儲器(dram)1060。
應用處理器1001可包括中央處理單元(cpu)1010、多媒體系統(tǒng)1020、總線1030、存儲器系統(tǒng)1040和外圍電路1050。
cpu1010可執(zhí)行用于驅動soc系統(tǒng)1000所需的算術操作。在一些示例實施例中,可在包括多個核的多核環(huán)境上配置cpu1010。
多媒體系統(tǒng)1020可用于在soc系統(tǒng)1000上執(zhí)行多種多媒體功能。這種多媒體系統(tǒng)1020可包括三維(3d)引擎模塊、視頻編解碼器、顯示系統(tǒng)、相機系統(tǒng)、后處理器等。
總線1030可用于在cpu1010、多媒體系統(tǒng)1020、存儲器系統(tǒng)1040與外圍電路1050之間交換數據通信。在一些示例實施例中,總線1030可具有多層結構。具體地說,總線1030的示例可為多層高級高性能總線(ahb)或者多層高級可擴展接口(axi),但是示例實施例不限于此。
存儲器系統(tǒng)1040可提供應用處理器1001連接至外部存儲器(例如,dram1060)和執(zhí)行高速操作所需的環(huán)境。在一些示例實施例中,存儲器系統(tǒng)1040可包括用于控制外部存儲器(例如,dram1060)的分離的控制器(例如,dram控制器)。
外圍電路1050可提供用于使soc系統(tǒng)1000與外部裝置(例如,主板)無縫連接所需的環(huán)境。因此,外圍電路1050可包括多種接口,以允許與連接至soc系統(tǒng)1000的外部裝置可兼容地操作。
dram1060可用作對于應用處理器1001的操作所需的工作存儲器。在一些示例實施例中,dram1060可如圖所示排列在應用處理器1001外部。具體地說,dram1060可與應用處理器1001封裝為層疊封裝(pop)類型。
soc系統(tǒng)1000的上述組件中的至少一個可包括根據上面解釋的示例實施例的半導體器件中的至少一個。
在具體實施方式的最后,本領域技術人員應該理解,在基本上不脫離本發(fā)明構思的原理的情況下,可對示例實施例作出許多變化和修改。因此,僅按照一般性和描述性的意義使用所公開的示例實施例,而不是為了限制的目的。