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半導(dǎo)體器件及其制造方法與流程

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半導(dǎo)體器件及其制造方法與流程

本申請(qǐng)要求于2015年12月11日在韓國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的韓國(guó)專利申請(qǐng)No.10-2015-0176742以及于2015年11月5日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)No.62/251,297的優(yōu)先權(quán)及其所有利益,所述申請(qǐng)的內(nèi)容以引用方式全文并入本文中。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開(kāi)涉及半導(dǎo)體器件及其制造方法。



背景技術(shù):

多柵極晶體管可為可用于增大半導(dǎo)體器件的密度的多種可能的縮放技術(shù)之一。在多柵極晶體管中,可在襯底上形成鰭形或納米線形狀的硅體,柵極形成在硅體的表面上。

由于這種多柵極晶體管可使用三維溝道,因此它們可更容易地縮放。此外,可在不增大多柵極晶體管的柵極長(zhǎng)度的情況下提高電流控制能力。而且,可有效地抑制短溝道效應(yīng)(SCE),這是指溝道區(qū)的電勢(shì)受漏極電壓影響的一種現(xiàn)象。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

本公開(kāi)的一些實(shí)施例提供了具有改進(jìn)的操作特征的半導(dǎo)體器件。

本公開(kāi)的一些實(shí)施例提供了用于制造具有改進(jìn)的操作特征的半導(dǎo)體器件的方法。

根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例不限于上面闡述的那些,并且從以下描述中,本領(lǐng)域技術(shù)人員將清楚地理解除以上闡述的那些以外的對(duì)象。

根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些實(shí)施例,一種用于制造半導(dǎo)體器件的方法包括在襯底上形成掩模圖案以及執(zhí)行蝕刻處理。蝕刻處理包括:選擇性地去除掩模圖案中的至少一個(gè),以在不去除其余各個(gè)掩模圖案之間的襯底的情況下在鄰近所述其余各個(gè)掩模圖案的襯底中限定初始溝槽,以使得初始溝槽的邊緣限定尖銳圖案;以及蝕刻所述其余各個(gè)掩模圖案之間的襯底,以限定從襯底突出的鰭式圖案和它們之間的淺溝槽。蝕刻步驟使尖銳圖案變鈍并且增大了初始溝槽的深度,以進(jìn)一步在鄰近鰭式圖案中的一個(gè)的襯底中限定深溝槽。響應(yīng)于執(zhí)行所述蝕刻處理,所述方法還包括在淺溝槽和深溝槽中形成器件隔離圖案。

在一些實(shí)施例中,響應(yīng)于執(zhí)行所述蝕刻處理,鰭式圖案中的所述一個(gè)的側(cè)壁與深溝槽的底表面之間的襯底部分可限定凸出圖案。

在一些實(shí)施例中,響應(yīng)于執(zhí)行所述蝕刻處理,鰭式圖案中的所述一個(gè)的側(cè)壁與凸出圖案之間的襯底部分可限定第一凹進(jìn)圖案,并且凸出圖案與深溝槽的底表面之間的襯底部分可限定第二凹進(jìn)圖案。

在一些實(shí)施例中,蝕刻所述其余各個(gè)掩模圖案之間的襯底的步驟可包括按次序執(zhí)行第一蝕刻以及執(zhí)行第二蝕刻。第一蝕刻可在所述其余各個(gè)掩模圖案之間限定初始淺溝槽以及可增大初始溝槽的深度以限定具有其邊緣變鈍的尖銳圖案的初始深溝槽。第二蝕刻可增大初始淺溝槽和初始深溝槽的對(duì)應(yīng)深度,以分別限定淺溝槽和深溝槽,以使得深溝槽分別在襯底的多個(gè)部分中包括第一凹進(jìn)圖案、凸出圖案和第二凹進(jìn)圖案。

在一些實(shí)施例中,響應(yīng)于執(zhí)行所述蝕刻處理,鰭式圖案之間的淺溝槽可沒(méi)有凸出圖案。

在一些實(shí)施例中,掩模圖案可為襯底的第一區(qū)上的第一掩模圖案,并且鰭式圖案和淺溝槽可分別為第一鰭式圖案和第一淺溝槽。在執(zhí)行蝕刻處理之前,所述方法還可包括以下步驟:在襯底的鄰近第一區(qū)的第二區(qū)上形成第二掩模圖案,以使得第一掩模圖案和第二掩模圖案間隔開(kāi),它們之間的間距均勻;利用第二掩模圖案作為掩模選擇性地蝕刻襯底的第二區(qū),以在其中限定第二鰭式圖案,第二鰭式圖案之間具有第二淺溝槽;以及在第二淺溝槽中形成第一器件隔離膜。第二淺溝槽的深度可與第一淺溝槽的深度相同。

在一些實(shí)施例中,深溝槽可為襯底的第一區(qū)中的第一深溝槽。所述方法還可包括:在鄰近第二鰭式圖案中的一個(gè)的襯底的第二區(qū)中形成第二深溝槽,以使得第二鰭式圖案中的所述一個(gè)的側(cè)壁與第二深溝槽的底表面之間的襯底部分限定尖銳圖案;以及在第二深溝槽中的尖銳圖案上形成第二器件隔離膜。第二深溝槽的深度可大于第一深溝槽的深度,并且尖銳圖案可以遠(yuǎn)離第二深溝槽的底表面的方式突出,并且突出得超過(guò)凸出圖案。

在一些實(shí)施例中,淺溝槽和深溝槽中的器件隔離圖案可為同一低k器件隔離膜的多個(gè)部分。

根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一方面,一種用于制造半導(dǎo)體器件的方法包括以下步驟:在襯底上形成包括真實(shí)掩模圖案和偽掩模圖案的多個(gè)掩模圖案;去除偽掩模圖案;以及利用真實(shí)掩模圖案作為掩模蝕刻襯底以形成第一溝槽、第二溝槽以及由第一溝槽和第二溝槽限定的鰭式圖案,其中,接觸鰭式圖案的第二溝槽包括向上凸并且位于第二溝槽的底表面與側(cè)表面之間的平滑圖案、向下凸并且位于第二溝槽的側(cè)表面與平滑圖案之間的第一凹進(jìn)部分和向下凸并且位于凸出部分與第二溝槽的底表面之間的第二凹進(jìn)部分。

根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一方面,一種用于制造半導(dǎo)體器件的方法包括以下步驟:在襯底上形成具有預(yù)定間距的掩模圖案,其中掩模圖案包括真實(shí)掩模圖案和偽掩模圖案;去除偽掩模圖案以形成預(yù)第二溝槽以及在預(yù)第二溝槽與真實(shí)掩模圖案之間突出的尖銳圖案;以及利用真實(shí)掩模圖案作為掩模蝕刻襯底以形成第一溝槽、通過(guò)增大預(yù)第二溝槽的深度形成的第二溝槽和通過(guò)增大尖銳圖案的表面平滑度形成的平滑圖案。

根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的又一方面,一種用于制造半導(dǎo)體器件的方法包括:在襯底上的第一區(qū)和第二區(qū)上分別形成第一掩模圖案和第二掩模圖案,其中,第一掩模圖案分別包括真實(shí)掩模圖案和偽掩模圖案;在第二區(qū)中利用第二掩模圖案作為掩模蝕刻襯底,以形成第二第一溝槽和通過(guò)第二第一溝槽限定的第二鰭式圖案,其中第二鰭式圖案包括真實(shí)鰭式圖案和偽鰭式圖案;利用真實(shí)掩模圖案作為掩模去除偽掩模圖案,形成第一第一溝槽、第一第二溝槽以及通過(guò)第一第一溝槽和第一第二溝槽限定的第一鰭式圖案;以及去除偽鰭式圖案以形成第二第二溝槽。

根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一方面,一種半導(dǎo)體器件包括:第一鰭式圖案,其從襯底進(jìn)一步突出,并且包括彼此相對(duì)的第一側(cè)表面和第二側(cè)表面;第一溝槽,其形成在第一側(cè)表面上;第二溝槽,其形成在第二側(cè)表面上并且比第一溝槽更寬;以及平滑圖案,其向上凸地形成在第二溝槽的底表面與第一鰭式圖案的側(cè)表面之間。

根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一方面,一種半導(dǎo)體器件包括:襯底,其包括第一區(qū)和第二區(qū),在第一區(qū)中,第一鰭式圖案從襯底進(jìn)一步突出,在第二區(qū)中,第二鰭式圖案從襯底進(jìn)一步突出,在第一區(qū)中,第一深溝槽接觸第一鰭式圖案,在第二區(qū)中,第二深溝槽接觸第二鰭式圖案;平滑圖案,其在第一深溝槽的底表面與第一鰭式圖案之間向上突出,其中,平滑圖案的上表面的斜率連續(xù);以及尖銳圖案,其在第二深溝槽的底表面與第二鰭式圖案之間向上突出,其中尖銳圖案的上表面的斜率不連續(xù)。

附圖說(shuō)明

通過(guò)參照附圖詳細(xì)描述本公開(kāi)的示例實(shí)施例,本公開(kāi)的以上和其它特征和優(yōu)點(diǎn)對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將變得更加清楚,附圖中:

圖1是提供用于解釋根據(jù)一些示例實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的布局圖;

圖2是沿圖1的線A–A'截取的剖視圖;

圖3是沿圖1的線B–B'截取的剖視圖;

圖4是沿圖1的線C–C'截取的剖視圖;

圖5是提供用于解釋根據(jù)一些示例實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的布局圖;

圖6是沿圖5的線D–D'截取的剖視圖;

圖7是提供用于解釋根據(jù)一些示例實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的剖視圖;

圖8是提供用于解釋根據(jù)一些示例實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的剖視圖;

圖9是提供用于解釋根據(jù)一些示例實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的剖視圖;

圖10是提供用于解釋根據(jù)一些示例實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的布局圖;

圖11是沿圖10的線E–E'截取的剖視圖;

圖12是提供用于解釋根據(jù)一些示例實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的剖視圖;

圖13是提供用于解釋根據(jù)一些示例實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的概念圖;

圖14是包括根據(jù)示例實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的系統(tǒng)芯片(SoC)系統(tǒng)的框圖;

圖15是包括根據(jù)示例實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的電子系統(tǒng)的框圖;

圖16至圖26是示出提供用于解釋根據(jù)一些示例實(shí)施例的制造半導(dǎo)體器件的方法的中間制造階段的示圖;以及

圖27至圖32是示出提供用于解釋根據(jù)一些示例實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的中間制造階段的示圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在,將參照其中示出了本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例的附圖在下文中更加完全地描述本發(fā)明構(gòu)思。然而,本發(fā)明構(gòu)思可按照許多不同形式實(shí)現(xiàn),并且不應(yīng)理解為限于本文闡述的實(shí)施例。更確切地說(shuō),提供這些實(shí)施例是為了使得本公開(kāi)將是徹底和完整的,并且這些實(shí)施例將把本發(fā)明構(gòu)思的范圍完全傳遞給本領(lǐng)域技術(shù)人員。相同附圖標(biāo)記在說(shuō)明書中始終指代相同組件。在附圖中,為了清楚起見(jiàn),夸大了層和區(qū)的厚度。

本文所用的術(shù)語(yǔ)僅是為了描述特定實(shí)施例,并且不旨在限制示例實(shí)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(shù)形式“一個(gè)”、“一”和“該”也旨在包括復(fù)數(shù)形式。還應(yīng)該理解,術(shù)語(yǔ)“包括”和/或“包含”用于本說(shuō)明書中時(shí),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(gè)或多個(gè)其它特征、整體、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組。術(shù)語(yǔ)“和/或”包括相關(guān)所列項(xiàng)之一或多個(gè)的任何和所有組合。

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(duì)術(shù)語(yǔ),以描述附圖中所示的一個(gè)元件或特征與另一個(gè)(一些)元件或特征的關(guān)系。應(yīng)該理解,空間相對(duì)術(shù)語(yǔ)旨在涵蓋使用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?yàn)椤霸谄渌蛱卣髦稀薄R虼?,術(shù)語(yǔ)“在……之下”可涵蓋“在……之上”和“在……之下”這兩個(gè)取向。器件可按照其它方式取向(旋轉(zhuǎn)90度或位于其它取向),并且本文所用的空間相對(duì)描述語(yǔ)將相應(yīng)地被解釋。

應(yīng)該理解,雖然本文中可使用術(shù)語(yǔ)例如第一、第二等來(lái)描述多個(gè)元件,但是這些元件不應(yīng)被這些術(shù)語(yǔ)限制。這些術(shù)語(yǔ)僅用于將一個(gè)元件與另一元件區(qū)分開(kāi)。因此,可在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的范圍的情況下,將下面討論的第一元件稱作第二元件。

還應(yīng)該理解,當(dāng)元件被稱作“位于”另一元件“上”、“連接至”另一元件時(shí),其可直接位于所述另一元件上、或者直接連接至所述另一元件,或者可存在中間元件。相反,當(dāng)元件被稱作“直接位于”另一元件或?qū)印吧稀?、“直接連接至”另一元件時(shí),不存在中間元件。還應(yīng)該理解,示出的元件的尺寸和相對(duì)取向不是按比例示出的,并且在一些情況下,為了解釋的目的,對(duì)它們進(jìn)行了夸大。

本文參照作為理想實(shí)施例(和中間結(jié)構(gòu))的示意圖的剖視圖和/或透視圖來(lái)描述實(shí)施例。這樣,作為例如制造技術(shù)和/或公差的結(jié)果,可以預(yù)見(jiàn)附圖中的形狀的變化。因此,實(shí)施例不應(yīng)被理解為限于本文示出的區(qū)的具體形狀,而是包括例如由制造工藝導(dǎo)致的形狀的偏差。例如,示為矩形的注入?yún)^(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?yún)^(qū)至非注入?yún)^(qū)二值變化。同樣地,通過(guò)注入形成的掩埋區(qū)可在掩埋區(qū)與注入發(fā)生通過(guò)的表面之間的區(qū)中導(dǎo)致一些注入。因此,圖中示出的區(qū)實(shí)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(shí)際形狀,并且不旨在限制本發(fā)明構(gòu)思的范圍。

除非另外限定,否則本文中使用的所有術(shù)語(yǔ)(包括技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ))具有與本發(fā)明構(gòu)思所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員之一通常理解的含義相同的含義。還應(yīng)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(shù)語(yǔ)應(yīng)該被解釋為具有與它們?cè)谙嚓P(guān)技術(shù)的上下文中的含義一致的含義,而不應(yīng)該按照理想化或過(guò)于正式的含義解釋它們。

下文中,將參照?qǐng)D1至圖4描述根據(jù)一些示例實(shí)施例的半導(dǎo)體器件。

圖1是提供用于解釋根據(jù)一些示例實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的布局圖,圖2是沿圖1的線A–A'截取的剖視圖。圖3是沿圖1的線B–B'截取的剖視圖,以及圖4是沿圖1的線C–C'截取的剖視圖。

參照?qǐng)D1至圖4,根據(jù)一些示例實(shí)施例的半導(dǎo)體器件可包括襯底10、鰭式圖案F、深溝槽DT、器件隔離膜155、層間絕緣膜190、柵電極G、柵極絕緣膜130和140、柵極間隔件160、源極/漏極E等。

襯底10可為例如體硅或絕緣體上硅(SOI)。襯底10可為硅襯底,或者可包括諸如硅鍺、銻化銦、碲化鉛化合物、砷化銦、磷化銦、砷化鎵或銻化鎵的其它材料。襯底10可為其上形成有外延層的底部襯底。

鰭式圖案F可在第一方向X上縱長(zhǎng)地延伸。如圖1所示,鰭式圖案F可具有矩形形狀,但是示例實(shí)施例不限于此。當(dāng)鰭式圖案F呈矩形形狀時(shí),鰭式圖案F可包括在第一方向X上延伸的長(zhǎng)邊和在第二方向Y上延伸的短邊。在這種情況下,第二方向Y可為不與第一方向X平行而是與其交叉的方向。

鰭式圖案F可由深溝槽DT限定。具體地說(shuō),深溝槽DT可在第一方向X上形成在鰭式圖案F的相對(duì)的側(cè)部上。也就是說(shuō),深溝槽DT可相對(duì)于鰭式圖案F在彼此相對(duì)的方向上與鰭式圖案F接觸。形成在鰭式圖案F的相對(duì)的側(cè)部上的深溝槽DT的深度可彼此相等。

鰭式圖案F可通過(guò)蝕刻襯底10的一部分形成,并且可包括生長(zhǎng)在襯底10上的外延層。例如,鰭式圖案F可包括諸如硅或鍺的單元素半導(dǎo)體材料。此外,例如,鰭式圖案F可包括諸如IV-IV族化合物半導(dǎo)體或III-V族化合物半導(dǎo)體的化合物半導(dǎo)體。

例如,對(duì)于IV-IV族化合物半導(dǎo)體,鰭式圖案F可為包括碳(C)、硅(Si)、鍺(Ge)或錫(Sn)中的兩個(gè)或更多個(gè)的二元化合物或三元化合物、或者摻有IV族元素的這些化合物。

對(duì)于III-V族化合物半導(dǎo)體,鰭式圖案F可為通過(guò)III族元素(可為鋁(Al)、鎵(Ga)或銦(In)中的至少一個(gè))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、三元化合物或四元化合物之一。

在以下描述中,假設(shè)根據(jù)示例實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的鰭式圖案F包括硅。

器件隔離膜155可填充深溝槽DT的一部分。器件隔離膜155可包圍鰭式圖案F的側(cè)表面的一部分。

例如,器件隔離膜155可包括二氧化硅、氮化硅、氧氮化硅或介電常數(shù)比二氧化硅的介電常數(shù)更小的低k介電材料中的至少一個(gè)。例如,低k介電材料可包括可流動(dòng)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(qiáng)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(jī)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。

器件隔離膜155可具有特定應(yīng)力特征。也就是說(shuō),隨著器件隔離膜155的體積在沉積之后由于熱處理而縮小,器件隔離膜155可具有張應(yīng)力特征。

有源區(qū)ACT可包括鰭式圖案F。有源區(qū)ACT可包括位于鰭式圖案F的相對(duì)的側(cè)部上的深溝槽DT的部分。

柵電極G可在第二方向Y上延伸。柵電極G可位于鰭式圖案F上,與鰭式圖案F交叉。也就是說(shuō),柵電極G可包括與鰭式圖案F重疊的部分。鰭式圖案F可分別包括與柵電極G重疊的部分和不與柵電極G重疊的部分。

參照?qǐng)D1和圖2,例如,鰭式圖案F可包括與柵電極G重疊的第一部分F-1和不與柵電極G重疊的第二部分F-2。鰭式圖案F的第二部分F-2可相對(duì)于位于中心的鰭式圖案F的第一部分F-1在第一方向X上布置在相對(duì)的側(cè)部上。

參照?qǐng)D2和圖3,柵電極G可包括功函數(shù)金屬M(fèi)G1和填充金屬M(fèi)G2。功函數(shù)金屬M(fèi)G1起到調(diào)整功函數(shù)的作用,并且填充金屬M(fèi)G2起到填充通過(guò)功函數(shù)金屬M(fèi)G1形成的空間的作用。例如,功函數(shù)金屬M(fèi)G1可為N型功函數(shù)金屬、P型功函數(shù)金屬或者它們的組合。

在一些示例實(shí)施例中,包括柵電極G的有源區(qū)ACT可為N型區(qū),因此功函數(shù)金屬M(fèi)G1可為N型功函數(shù)金屬。例如,功函數(shù)金屬M(fèi)G1可包括TiN、WN、TiAl、TiAlN、TaN、TiC、TaC、TaCN、TaSiN或者它們的組合中的至少一個(gè),但是不限于此。此外,例如,填充金屬M(fèi)G2可包括W、Al、Cu、Co、Ti、Ta、多晶Si、SiGe或者金屬合金中的至少一個(gè),但是不限于此。

相反,在一些示例實(shí)施例中,包括柵電極G的有源區(qū)ACT可為P型區(qū),因此功函數(shù)金屬M(fèi)G1可為N型功函數(shù)金屬和P型功函數(shù)金屬的組合。例如,功函數(shù)金屬M(fèi)G1可包括例如TiN、WN、TiAl、TiAlN、TaN、TiC、TaC、TaCN、TaSiN、或者它們的組合中的至少一個(gè),但是不限于此。此外,例如,填充金屬M(fèi)G2可包括W、Al、Cu、Co、Ti、Ta、多晶Si、SiGe或者金屬合金中的至少一個(gè),但是不限于此。

例如,上述柵電極G可通過(guò)置換工藝或者后柵極工藝形成,但是不限于此。

柵極絕緣膜130、140可形成在鰭式圖案F與柵電極G之間以及器件隔離膜155與柵電極G之間。柵極絕緣膜130、140可包括界面層130和高k介電膜140。

界面層130可通過(guò)氧化鰭式圖案F的一部分形成。界面層130可沿著向上突出得比器件隔離膜155的上表面更高的鰭式圖案F的輪廓形成。當(dāng)鰭式圖案F是包括硅的硅鰭式圖案時(shí),界面層130可包括二氧化硅膜。

如圖3所示,界面層130可不沿著器件隔離膜155的上表面形成,但是示例實(shí)施例不限于此。根據(jù)形成界面層130的方法,界面層130可沿著器件隔離膜155的上表面形成。

除此之外或者可替換地,在包括在器件隔離膜155中的二氧化硅與包括在界面層130中的二氧化硅膜具有不同特性的情況下,即使器件隔離膜155包括二氧化硅,也可沿著器件隔離膜155的上表面形成界面層130。

高k介電膜140可形成在界面層130與柵電極G之間。高k介電膜140可沿著向上突出得比器件隔離膜155的上表面更高的鰭式圖案F的輪廓形成。此外,高k介電膜140可形成在柵電極G與器件隔離膜155之間。

高k介電膜140可包括介電常數(shù)比二氧化硅的介電常數(shù)更高的高k介電材料。例如,高k介電膜140可包括氧氮化硅、氮化硅、氧化鉿、鉿硅氧化物、鑭氧化物、鑭鋁氧化物、氧化鋯、鋯硅氧化物、氧化鉭、二氧化鈦、鋇鍶鈦氧化物、鋇鈦氧化物、鍶鈦氧化物、氧化釔、氧化鋁、鉛鈧鉭氧化物或者鉛鋅鈮酸鹽中的一個(gè)或多個(gè),但是不限于此。

柵極間隔件160可布置在在第二方向Y上延伸的柵電極G的側(cè)壁上。例如,柵極間隔件160可包括氮化硅(SiN)、氧氮化硅(SiON)、二氧化硅(SiO2)、氧碳氮化硅(SiOCN)或者它們的組合中的至少一個(gè)。

如圖所示,作為一個(gè)示例,柵極間隔件160可為單膜,但是柵極間隔件160可為其中堆疊有多個(gè)膜的多個(gè)間隔件。根據(jù)制造工藝和使用目的,柵極間隔件160的形狀和形成柵極間隔件160的多個(gè)間隔件的對(duì)應(yīng)形狀可為I-形或L-形、或者它們的組合。

參照?qǐng)D2,源極/漏極E可形成在鰭式圖案F上,也就是說(shuō),在第一方向X上分別形成在柵電極G的相對(duì)的側(cè)部上。源極/漏極E可分別形成在鰭式圖案F上。例如,源極/漏極E可形成在鰭式圖案F的第二部分F-2上。

源極/漏極E可包括通過(guò)外延附生而形成的外延層。此外,第二源極/漏極E可為抬升的源極/漏極。例如,源極/漏極E可為SiGe外延層或者Si外延層。然而,示例實(shí)施例不限于上面提供的示例。源極/漏極E可填充形成在鰭式圖案F的第二部分F-2中的凹槽Fr。

當(dāng)根據(jù)示例實(shí)施例的半導(dǎo)體器件是有源區(qū)ACT中的N型晶體管時(shí),源極/漏極E可包括張應(yīng)力材料。例如,當(dāng)鰭式圖案F是硅時(shí),源極/漏極E可包括晶格常數(shù)比硅的晶格常數(shù)更小的材料(例如,SiC)。例如,張應(yīng)力材料可通過(guò)將張應(yīng)力施加在鰭式圖案F上來(lái)提高溝道區(qū)中的載流子遷移率。

層間絕緣膜190可覆蓋鰭式圖案F、源極/漏極E、柵電極G等。層間絕緣膜190可形成在器件隔離膜155上。

例如,層間絕緣膜190可包括二氧化硅、氮化硅、氧氮化硅或者介電常數(shù)比二氧化硅的介電常數(shù)更小的低k介電材料中的至少一個(gè)。例如,低k介電材料可包括可流動(dòng)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(qiáng)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(jī)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。

當(dāng)根據(jù)示例實(shí)施例的半導(dǎo)體器件是有源區(qū)ACT中的P型晶體管時(shí),源極/漏極E可包括壓應(yīng)力材料。例如,壓應(yīng)力材料可為晶格常數(shù)比Si的晶格常數(shù)更大的諸如SiGe的材料。例如,壓應(yīng)力材料可通過(guò)將壓應(yīng)力施加至鰭式圖案F上來(lái)提高溝道區(qū)中的載流子遷移率。

鰭式圖案F可包括臺(tái)階部分S和平滑圖案SP。

具體地說(shuō),鰭式圖案F可通過(guò)臺(tái)階部分S分離為下部和上部。也就是說(shuō),鰭式圖案F的下部可限定為鰭式圖案F的從襯底10突出直到其臺(tái)階部分S的部分。類似地,鰭式圖案F的上部可限定為從臺(tái)階部分S跨越至鰭式圖案F的最上部分的部分。鰭式圖案F的下部的寬度WF2可大于鰭式圖案F的上部的寬度WF1。

本文所用的表達(dá)“臺(tái)階部分”是指表面的斜率減小變?yōu)樾甭试龃蟮狞c(diǎn)或區(qū)域、或者表面的斜率減小變?yōu)樾甭试龃蟮狞c(diǎn)或區(qū)域。也就是說(shuō),本文所用的“臺(tái)階部分”可指包括表面的輪廓的拐點(diǎn)的概念。換句話說(shuō),本文所用的“臺(tái)階部分”可指表面的輪廓從向上凸變?yōu)橄蛳峦沟狞c(diǎn)或區(qū)域、或者表面的輪廓從向下凸變?yōu)橄蛏贤沟狞c(diǎn)或區(qū)域。也就是說(shuō),“臺(tái)階部分”指輪廓的斜率變化的符號(hào)改變的點(diǎn)或區(qū)域。

因此,臺(tái)階部分S可為鰭式圖案F的側(cè)表面輪廓的斜率變化的符號(hào)改變的點(diǎn)或區(qū)域。也就是說(shuō),臺(tái)階部分S可為鰭式圖案F的側(cè)表面輪廓從向上凸變?yōu)橄蛳峦够驈南蛳峦棺優(yōu)橄蛏贤沟狞c(diǎn)或區(qū)域。

鰭式圖案F的下部可與器件隔離膜155接觸。器件隔離膜155可在鰭式圖案F的相對(duì)的側(cè)部上包圍鰭式圖案F的下部。鰭式圖案F的上部可由柵極絕緣膜130、140包圍。

鰭式圖案F的下部的寬度可隨著與襯底10的距離減小而增大。也就是說(shuō),鰭式圖案F的下部的寬度可隨著與襯底10的距離增大而減小。

平滑圖案SP可形成在深溝槽DT的底表面與側(cè)表面之間。也就是說(shuō),平滑圖案SP可形成在深溝槽DT的底表面與鰭式圖案F的側(cè)表面或側(cè)壁之間。平滑圖案SP可形成為在深溝槽DT的底表面與側(cè)表面之間向上凸。具體地說(shuō),平滑圖案SP也可形成為鰭式圖案F的凸出外表。也就是說(shuō),平滑圖案SP可形成為相對(duì)于鰭式圖案F在斜線上向上和向外延伸的凸出圖案。

由于平滑圖案SP可相對(duì)于鰭式圖案F的側(cè)表面在一方向上形成為凸出的,因此鰭式圖案F的在其中形成了平滑圖案SP的部分的寬度WF3可大于鰭式圖案F的下部的寬度WF2和鰭式圖案F的上部的寬度WF1。

平滑圖案SP的上表面可形成為彎曲形狀。也就是說(shuō),平滑圖案SP的上表面的斜率可為連續(xù)的或?yàn)檫B續(xù)地變化的。可在通過(guò)多個(gè)蝕刻處理對(duì)在鰭式圖案的切割處理中形成的尖銳部分進(jìn)行拋光的同時(shí)形成平滑圖案SP。尖銳部分可包括其中上表面的斜率不連續(xù)的部分。通過(guò)蝕刻處理,可去除其中上表面的斜率不連續(xù)的該部分,隨后平滑圖案SP的上表面的斜率可整體連續(xù)。

第一凹進(jìn)部分CP1可形成在平滑圖案SP與鰭式圖案F的側(cè)表面之間。第一凹進(jìn)部分CP1可為相對(duì)于鰭式圖案F向內(nèi)和向下延伸的凸出形狀或圖案。也就是說(shuō),第一凹進(jìn)部分CP1可為在斜線上向內(nèi)和向下凹陷的形狀。第一凹進(jìn)部分CP1的下表面可高于深溝槽DT的底表面。

第一凹進(jìn)部分CP1的上表面的斜率可為連續(xù)的。也就是說(shuō),第一凹進(jìn)部分CP1也可通過(guò)多個(gè)蝕刻處理被拋光為彎曲表面。將第一凹進(jìn)部分CP1與平滑圖案SP連接的上表面的斜率也可為連續(xù)的。

第二凹進(jìn)部分CP2可形成在平滑圖案SP與深溝槽DT的底表面之間。第二凹進(jìn)部分CP2可為相對(duì)于鰭式圖案F向內(nèi)和向下延伸的凸出形狀或圖案。也就是說(shuō),第二凹進(jìn)部分CP2可為在向內(nèi)和向下的方向上在斜線上凹陷的形狀。第二凹進(jìn)部分CP2的下表面可形成為低于第一凹進(jìn)部分CP1的下表面。

第二凹進(jìn)部分CP2的上表面的斜率可為連續(xù)的。也就是說(shuō),第二凹進(jìn)部分CP2也可通過(guò)多個(gè)蝕刻處理被拋光為彎曲表面。將第二凹進(jìn)部分CP2與平滑圖案SP連接的上表面的斜率也可為連續(xù)的。

因此,將第一凹進(jìn)部分CP1、平滑圖案SP和第二凹進(jìn)部分CP2彼此連接的上表面的斜率可為整體連續(xù)的。也就是說(shuō),如本文所用,表述“連續(xù)的”可包括由表面上的微缺陷產(chǎn)生的斜率不連續(xù)。

平滑圖案SP可形成在鰭式圖案F與深溝槽DT接觸的部分上,也就是說(shuō),形成在鰭式圖案F的側(cè)壁與深溝槽DT的底部之間的界面或交叉部分上。參照?qǐng)D3,由于深溝槽DT可形成在鰭式圖案F的相對(duì)的側(cè)表面上,因此平滑圖案SP也可形成在鰭式圖案F的相對(duì)的側(cè)表面上。

在根據(jù)一些示例實(shí)施例的半導(dǎo)體器件中,形成在深溝槽DT的底部與鰭式圖案F的側(cè)表面之間的尖銳部分可形成為平滑的。如果尖銳圖案保持其形狀,則其可作為鬼(ghost)鰭式圖案。如本文所用,術(shù)語(yǔ)“鬼鰭式圖案”是指原本想要去除的一個(gè)或多個(gè)鰭式圖案的殘余部分成問(wèn)題地存在。具體地說(shuō),當(dāng)形成鬼鰭式圖案時(shí),在源極/漏極E的形成過(guò)程中,外延層也會(huì)生長(zhǎng)在鬼鰭式圖案上,這可能導(dǎo)致與源極/漏極E的短路,并且在電氣上影響鰭式圖案F的溝道區(qū)。因此,包括這種鬼鰭式圖案的半導(dǎo)體器件的可靠性和工作特性會(huì)劣化。

因此,根據(jù)一些示例實(shí)施例的半導(dǎo)體器件可通過(guò)抑制鬼鰭式圖案的產(chǎn)生而具有提高的可靠性和工作特性。而且,平滑圖案SP的形成可提供鰭式圖案F的漏電流減小的效果。

下文中,將參照?qǐng)D5和圖6描述根據(jù)一些示例實(shí)施例的半導(dǎo)體器件。同時(shí),為了簡(jiǎn)明起見(jiàn),將簡(jiǎn)單提及或省略提及與參照?qǐng)D1至圖4的元件或操作重復(fù)的元件或操作。

圖5是提供用于解釋根據(jù)一些示例實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的布局圖,圖6是沿圖5的線D–D'截取的剖視圖。

參照?qǐng)D5和圖6,根據(jù)一些示例實(shí)施例的半導(dǎo)體器件可包括第一鰭式圖案F1和第二鰭式圖案F2、淺溝槽ST和第一深溝槽DT1。

第一鰭式圖案F1和第二鰭式圖案F2可在第一方向X1上縱長(zhǎng)地延伸。第一鰭式圖案F1和第二鰭式圖案F2可在第二方向Y1上彼此間隔開(kāi)。可通過(guò)淺溝槽ST和第一深溝槽DT1限定第一鰭式圖案F1和第二鰭式圖案F2。具體地說(shuō),第一鰭式圖案F1和第二鰭式圖案F2可通過(guò)淺溝槽ST彼此間隔開(kāi)。淺溝槽ST可形成在第一鰭式圖案F1的面對(duì)第二鰭式圖案F2的側(cè)表面上。第一深溝槽DT1可形成在相對(duì)于第一鰭式圖案F1不面對(duì)淺溝槽ST的側(cè)表面上。第一深溝槽DT1可形成在相對(duì)于第二鰭式圖案F2不面對(duì)淺溝槽ST的側(cè)表面上。

淺溝槽ST可形成在第一鰭式圖案F1與第二鰭式圖案F2之間。淺溝槽ST的深度可小于第一深溝槽DT1的深度。淺溝槽ST的寬度W1可小于第一深溝槽DT1的寬度W2。

平滑圖案SP可形成在鰭式圖案F與第一深溝槽DT1接觸的部分上。平滑圖案SP可不形成在鰭式圖案F與淺溝槽ST接觸的部分上。平滑圖案SP的上表面可低于淺溝槽ST的底表面。然而,示例實(shí)施例不限于上面提供的示例。平滑圖案SP的上表面可高于淺溝槽ST的底表面。

第一凹進(jìn)部分CP1的底表面可等于或低于淺溝槽ST的底表面。第一凹進(jìn)部分CP1可為襯底10的上表面中的被蝕刻至與淺溝槽ST相同深度的部分。

第二凹進(jìn)部分CP2的底表面可低于淺溝槽ST的底表面。第二凹進(jìn)部分CP2可為襯底10的上表面中的在形成淺溝槽ST之前就已被蝕刻的部分。因此,第二凹進(jìn)部分CP2可形成得比淺溝槽ST的底表面更深。

下文中,將參照?qǐng)D5和圖7描述根據(jù)一些示例實(shí)施例的半導(dǎo)體器件。同時(shí),為了簡(jiǎn)明起見(jiàn),將簡(jiǎn)單提及或省略提及與參照?qǐng)D1至圖6的元件或操作重復(fù)的元件或操作。

圖7是提供用于解釋根據(jù)一些示例實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的剖視圖。圖7是沿圖5的線D–D'截取的剖視圖。為了便于解釋,圖7省略了圖6的柵極絕緣膜130、140和柵電極G的示意。

參照?qǐng)D5和圖7,根據(jù)一些示例實(shí)施例的半導(dǎo)體器件可包括第一襯墊L1。

第一襯墊L1可形成在第一鰭式圖案F1和第二鰭式圖案F2的側(cè)表面上。第一襯墊L1可沿著第一鰭式圖案F1和第二鰭式圖案F2的側(cè)表面的表面輪廓共形地形成。而且,第一襯墊L1可沿著淺溝槽ST和第一深溝槽DT1的底表面形成。此外,第一襯墊L1可沿著淺溝槽ST和第一深溝槽DT1的側(cè)壁的部分形成。第一襯墊L1可形成在第一鰭式圖案F1和第二鰭式圖案F2與器件隔離膜155之間。也就是說(shuō),第一襯墊L1可形成在第一鰭式圖案F1和第二鰭式圖案F2的下部的表面上,并且可不形成在上部的表面上,所述上部相對(duì)于臺(tái)階部分S形成在上方。然而,示例實(shí)施例不僅限于任何特定示例。因此,根據(jù)制造工藝,也可將第一襯墊L1形成在上部的表面上。相似地,根據(jù)材料和制造工藝,第一襯墊L1不僅可形成在第一鰭式圖案F1和第二鰭式圖案F2的表面上,而且可形成在襯底10的上表面上。

第一襯墊L1可由向第一鰭式圖案F1和第二鰭式圖案F2的溝道區(qū)施加第一應(yīng)力的材料形成。通過(guò)將第一應(yīng)力引入第一鰭式圖案F1和第二鰭式圖案F2的溝道區(qū),第一襯墊L1可起到提高溝道區(qū)中的載流子遷移率的作用。在一些示例實(shí)施例中,當(dāng)溝道區(qū)是N型溝道區(qū)時(shí),第一襯墊L1可由向溝道區(qū)施加張應(yīng)力的材料形成。例如,第一襯墊L1可由氮化硅(SiN)、氧氮化硅(SiON)、硼氮化硅(SiBN)、碳化硅(SiC)、SiC:H、SiCN、SiCN:H、SiOCN、SiOCN:H、氧碳化硅(SiOC)、二氧化硅(SiO2)、多晶硅或者它們的組合形成。在一些示例實(shí)施例中,第一襯墊L1可具有大約的厚度。

下文中,將參照?qǐng)D5和圖8描述根據(jù)一些示例實(shí)施例的半導(dǎo)體器件。同時(shí),為了簡(jiǎn)明起見(jiàn),將簡(jiǎn)單提及或省略提及與參照?qǐng)D1至圖7的元件或操作重復(fù)的元件或操作。

圖8是提供用于解釋根據(jù)一些示例實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的剖視圖。圖8是沿圖5的線D–D'截取的剖視圖。為了便于解釋,圖8省略了圖6的柵極絕緣膜130、140和柵電極G的示意。

參照?qǐng)D5和圖8,根據(jù)一些示例實(shí)施例的半導(dǎo)體器件可額外包括第二襯墊L2。

第二襯墊L2可形成在第一襯墊L1與第一鰭式圖案F1和第二鰭式圖案F2之間。

第二襯墊L2可由氧化物膜形成。例如,第二襯墊L2可由自然氧化物膜形成。在一些示例實(shí)施例中,可通過(guò)執(zhí)行將第一鰭式圖案F1和第二鰭式圖案F2的表面熱氧化的工藝來(lái)獲得形成第二襯墊L2的氧化物膜。在一些示例實(shí)施例中,第二襯墊L2可具有大約的厚度。

下文中,將參照?qǐng)D5和圖9描述根據(jù)一些示例實(shí)施例的半導(dǎo)體器件。同時(shí),為了簡(jiǎn)明起見(jiàn),將簡(jiǎn)單提及或省略提及與參照?qǐng)D1至圖8的元件或操作重復(fù)的元件或操作。

圖9是提供用于解釋根據(jù)一些示例實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的剖視圖。圖9是沿圖5的線D–D'截取的剖視圖。為了便于解釋,圖9省略了圖6的柵極絕緣膜130、140和柵電極G的示意。

參照?qǐng)D5和圖9,在根據(jù)一些示例實(shí)施例的半導(dǎo)體器件中,第一鰭式圖案F1和第二鰭式圖案F2可傾斜。

器件隔離膜155可具有特定應(yīng)力特征。也就是說(shuō),器件隔離膜155可隨著其體積在沉積之后由于熱處理縮小而具有張應(yīng)力特征??筛鶕?jù)器件隔離膜155的體積,由器件隔離膜155的張應(yīng)力特征確定第一鰭式圖案F1和第二鰭式圖案F2的斜率。也就是說(shuō),當(dāng)相對(duì)的側(cè)表面上的器件隔離膜155具有彼此不同的體積時(shí),第一鰭式圖案F1和第二鰭式圖案F2的斜率可隨著這種體積差異的增大而增大。這是因?yàn)榇篌w積器件隔離膜155的收縮率小于小體積器件隔離膜155的收縮率。

具體地說(shuō),第一鰭式圖案F1和第二鰭式圖案F2各自可在第一深溝槽DT1分別接觸第一鰭式圖案F1和第二鰭式圖案F2的方向上傾斜。也就是說(shuō),第一鰭式圖案F1相對(duì)于第一深溝槽DT1的方向立起的角(standing angle)為第一角θ1,并且第二鰭式圖案F2相對(duì)于第一深溝槽DT1的方向立起的角為第二角θ2。第一角θ1和第二角θ2可為銳角。

下文中,將參照?qǐng)D10和圖11描述根據(jù)一些示例實(shí)施例的半導(dǎo)體器件。同時(shí),為了簡(jiǎn)明起見(jiàn),將簡(jiǎn)單提及或省略提及與參照?qǐng)D1至圖8的元件或操作重復(fù)的元件或操作。

圖10是提供用于解釋根據(jù)一些示例實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的布局圖,圖11是沿圖10的線E–E'截取的剖視圖。

參照?qǐng)D10和圖11,根據(jù)一些示例實(shí)施例的半導(dǎo)體器件可包括第三鰭式圖案F3至第五鰭式圖案F5、第一淺溝槽ST1和第二淺溝槽ST2以及深溝槽DT。

第三鰭式圖案F3至第五鰭式圖案F5可在第一方向X1上縱長(zhǎng)地延伸。第三鰭式圖案F3至第五鰭式圖案F5可在第二方向Y1上彼此間隔開(kāi)??赏ㄟ^(guò)第一淺溝槽ST1和第二淺溝槽ST2以及深溝槽DT限定第三鰭式圖案F3至第五鰭式圖案F5。

具體地說(shuō),第三鰭式圖案F3和第四鰭式圖案F4可通過(guò)第一淺溝槽ST1彼此間隔開(kāi)。第四鰭式圖案F4和第五鰭式圖案F5可通過(guò)第二淺溝槽ST2彼此間隔開(kāi)。第一淺溝槽ST1可形成在第三鰭式圖案F3的面對(duì)第四鰭式圖案F4的側(cè)表面上。第二淺溝槽ST2可形成在第四鰭式圖案F4的面對(duì)第五鰭式圖案F5的側(cè)表面上。深溝槽DT可形成在相對(duì)于第三鰭式圖案F3不面對(duì)第一淺溝槽ST的側(cè)表面上。另一深溝槽DT可形成在相對(duì)于第五鰭式圖案F5不面對(duì)第二淺溝槽ST的側(cè)表面上。

第一淺溝槽ST1和第二淺溝槽ST2可形成在第三鰭式圖案F3至第五鰭式圖案F5之間。具體地說(shuō),第一淺溝槽ST1可形成在第三鰭式圖案F3與第四鰭式圖案F4之間。第二淺溝槽ST2可形成在第四鰭式圖案F4與第五鰭式圖案F5之間。

第一淺溝槽ST1和第二淺溝槽ST2的深度可小于深溝槽DT的深度。第一淺溝槽ST1和第二淺溝槽ST2的寬度可小于深溝槽DT的寬度。

平滑圖案SP可形成在第三鰭式圖案F3和第五鰭式圖案與深溝槽DT接觸的部分上(即,在它們之間的界面處)。平滑圖案SP可不形成在第三鰭式圖案F3至第五鰭式圖案F5與淺溝槽ST接觸的部分上。

平滑圖案SP的上表面可低于第一淺溝槽ST1和第二淺溝槽ST2的底表面。然而,示例實(shí)施例不限于上面提供的示例。平滑圖案SP的上表面可高于第一淺溝槽ST1和第二淺溝槽ST2的底表面。

第一凹進(jìn)部分CP1的底表面可等于或低于第一淺溝槽ST1和第二淺溝槽ST2的底表面。第一凹進(jìn)部分CP1可為襯底10的上表面中的被蝕刻至與第一淺溝槽ST1和第二淺溝槽ST2相同深度的部分。

第二凹進(jìn)部分CP2的底表面可低于第一淺溝槽ST1和第二淺溝槽ST2的底表面。第二凹進(jìn)部分CP2可為襯底10的上表面中的在形成第一淺溝槽ST1和第二淺溝槽ST2之前就已被蝕刻的部分。因此,第二凹進(jìn)部分CP2可形成得比第一淺溝槽ST1和第二淺溝槽ST2的底表面更深。

具體地說(shuō),第三鰭式圖案F3和第五鰭式圖案F5可在深溝槽DT分別接觸第三鰭式圖案F3和第五鰭式圖案F5的方向上傾斜。也就是說(shuō),第三鰭式圖案F3相對(duì)于深溝槽DT的方向立起的角為第一角θ3,并且第五鰭式圖案F5相對(duì)于深溝槽DT的方向立起的角為第二角θ4。第一角θ3和第二角θ4可為銳角。然而,實(shí)施例不限于上面提供的任何示例。第一角θ3和第二角θ4可為直角或者鈍角。

下文中,將參照?qǐng)D12描述根據(jù)一些示例實(shí)施例的半導(dǎo)體器件。同時(shí),為了簡(jiǎn)明起見(jiàn),將簡(jiǎn)單提及或省略提及與參照?qǐng)D1至圖11的元件或操作重復(fù)的元件或操作。

圖12是提供用于解釋根據(jù)一些示例實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的剖視圖。為了便于解釋,圖12省略了柵極絕緣膜130、140和柵電極G的示意。

參照?qǐng)D12,在根據(jù)一些示例實(shí)施例的半導(dǎo)體器件中,襯底10包括第一區(qū)I和第二區(qū)II。第一區(qū)Ⅰ和第二區(qū)Ⅱ可為在同一半導(dǎo)體器件中彼此鄰近或彼此間隔開(kāi)的區(qū)。

像圖6的半導(dǎo)體器件一樣,半導(dǎo)體器件可在第一區(qū)I中包括第一鰭式圖案F1、第二鰭式圖案F2、淺溝槽ST、第一深溝槽DT、器件隔離膜155、平滑圖案SP、第一凹進(jìn)部分CP1、第二凹進(jìn)部分CP2等。

半導(dǎo)體器件可在第二區(qū)Ⅱ中包括第七鰭式圖案F7、第八鰭式圖案F8、第三淺溝槽ST3、第四淺溝槽ST4、第五淺溝槽ST5、第二深溝槽DT2和尖銳圖案SP'。

像第一鰭式圖案F1和第二鰭式圖案F2一樣,第七鰭式圖案F7和第八鰭式圖案F8可在第一方向X1上縱長(zhǎng)地延伸。然而,示例實(shí)施例不限于上面提供的示例。在第一區(qū)I和第二區(qū)II中的鰭式圖案延伸方向可彼此不同。本文假設(shè)第一區(qū)Ⅰ中的鰭式圖案和第二區(qū)Ⅱ中的鰭式圖案在相同方向上延伸。

第七鰭式圖案F7和第八鰭式圖案F8可在第二方向Y1上彼此間隔開(kāi)。第七鰭式圖案F7和第八鰭式圖案F8可通過(guò)第三淺溝槽ST3至第五淺溝槽ST5和第二深溝槽DT2限定。具體地說(shuō),第七鰭式圖案F7和第八鰭式圖案F8可通過(guò)第三淺溝槽ST3彼此間隔開(kāi)。第三淺溝槽ST3可形成在第七鰭式圖案F7的面對(duì)第八鰭式圖案F8的側(cè)表面上。第四淺溝槽ST4可形成在相對(duì)于第七鰭式圖案F7不面對(duì)第三淺溝槽ST3的側(cè)表面上。第五淺溝槽ST5可形成在相對(duì)于第八鰭式圖案F8不面對(duì)第三淺溝槽ST3的側(cè)表面上。

第二深溝槽DT2可與第四淺溝槽ST4接觸。也就是說(shuō),第四淺溝槽ST4可形成在第二深溝槽DT2與第七鰭式圖案F7之間。在這種情況下,第四淺溝槽ST4可被鰭切割處理去除一個(gè)側(cè)壁。也就是說(shuō),第四淺溝槽ST4可以第七鰭式圖案F7的側(cè)壁作為一側(cè),并且在另一側(cè)與第二深溝槽DT2接觸。

另一第二深溝槽DT2可與第五淺溝槽ST5接觸。也就是說(shuō),第五淺溝槽ST5可形成在第二深溝槽DT2與第八鰭式圖案F8之間。在這種情況下,第五淺溝槽ST5可被鰭切割處理去除一個(gè)側(cè)壁。也就是說(shuō),第五淺溝槽ST5可以第八鰭式圖案F8的側(cè)壁作為一側(cè),并且在另一側(cè)與第二深溝槽DT2接觸。

第二區(qū)Ⅱ中的第二深溝槽DT2可形成得比第一區(qū)Ⅰ中的第一深溝槽DT更深。第一區(qū)Ⅰ中的淺溝槽ST可與第二區(qū)Ⅱ中的第三淺溝槽ST3和第四淺溝槽ST4具有相同深度。本文所用的術(shù)語(yǔ)“相同”深度可指通過(guò)在彼此不同的時(shí)間點(diǎn)但按照彼此相同的方式執(zhí)行的蝕刻處理形成的深度,并且可包括根據(jù)相同處理的一定深度的細(xì)微臺(tái)階部分。

器件隔離膜140P可填充第二區(qū)Ⅱ中的第三淺溝槽ST3至第五淺溝槽ST5。器件隔離膜140P可填充第二區(qū)Ⅱ中的第三淺溝槽ST3至第五淺溝槽ST5的一部分。也就是說(shuō),器件隔離膜140P可暴露出第七鰭式圖案F7至第八鰭式圖案F8的上表面。

第二器件隔離膜145可填充第二區(qū)Ⅱ中的第二深溝槽DT2。第二器件隔離膜145可與第一器件隔離膜140P接觸。具體地說(shuō),第二器件隔離膜145可與形成在第四淺溝槽ST4中的第一器件隔離膜140P接觸。此外,第二器件隔離膜145可與形成在第五淺溝槽ST5中的第一器件隔離膜140P接觸。

第二器件隔離膜145可與第一器件隔離膜140P包括相同材料。然而,示例實(shí)施例不限于上面提供的任何示例。第二器件隔離膜145和第一器件隔離膜140P可包括彼此不同的材料。例如,包括在第一器件隔離膜140P中的材料可比包括在第二器件隔離膜145中的材料具有更好的間隙填充能力。

第一器件隔離膜140P和第二器件隔離膜145可與器件隔離膜155包括相同的材料。然而,示例實(shí)施例不限于上面提供的示例。例如,第一器件隔離膜140P和第二器件隔離膜145可包括二氧化硅、氮化硅、氧氮化硅或者介電常數(shù)小于二氧化硅的介電常數(shù)的低k介電材料中的至少一個(gè)。例如,低k介電材料可包括可流動(dòng)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(qiáng)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(jī)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。

尖銳圖案SP'可形成在第二區(qū)Ⅱ中。尖銳圖案SP'可形成在第二深溝槽DT2與第四淺溝槽ST4之間。除此之外或者可替換地,尖銳圖案SP'可形成在第二深溝槽DT2與第五淺溝槽ST5之間。

尖銳圖案SP'的上表面可包括上表面的斜率不連續(xù)的點(diǎn)。也就是說(shuō),尖銳圖案SP'可包括尖銳且抬升的部分。尖銳圖案SP'的上表面可比第一區(qū)Ⅰ中的平滑圖案SP的上表面更高。尖銳圖案SP'的最上部分的高度可形成為比平滑圖案SP的最上部分高出預(yù)定高度S。

下文中,將參照?qǐng)D13描述根據(jù)一些示例實(shí)施例的半導(dǎo)體器件。同時(shí),為了簡(jiǎn)明起見(jiàn),將簡(jiǎn)單提及或省略提及與參照?qǐng)D1至圖12的元件或操作重復(fù)的元件或操作。

圖13是提供用于解釋根據(jù)一些示例實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的概念圖。

參照?qǐng)D13,根據(jù)示例實(shí)施例的半導(dǎo)體器件可包括邏輯區(qū)210和SRAM形成區(qū)220。用于半導(dǎo)體器件的操作的邏輯器件可形成在邏輯區(qū)210中,并且SRAM可形成在SRAM形成區(qū)220中。

在一些示例實(shí)施例中,根據(jù)上述示例實(shí)施例的半導(dǎo)體器件中的任一個(gè)可布置在SRAM形成區(qū)220中。此外,在其它示例實(shí)施例中,根據(jù)上述示例實(shí)施例的半導(dǎo)體器件中的任一個(gè)可在SRAM形成區(qū)220中與另一個(gè)組合布置。

在一些示例實(shí)施例中,圖12的第一區(qū)Ⅰ可形成在邏輯區(qū)210中,圖12的第二區(qū)Ⅱ可形成在SRAM形成區(qū)220中。

雖然圖13例示了邏輯區(qū)210和SRAM形成區(qū)220,但是示例實(shí)施例不限于此。例如,本公開(kāi)也可應(yīng)用于邏輯區(qū)210以及形成有其它存儲(chǔ)器(例如,DRAM、MRAM、RRAM、PRAM等)的區(qū)。

圖14是包括根據(jù)示例實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的SoC系統(tǒng)的框圖。

參照?qǐng)D14,SoC系統(tǒng)1000包括應(yīng)用處理器1001和DRAM 1060。

應(yīng)用處理器1001可包括中央處理單元(CPU)1010、多媒體系統(tǒng)1020、多級(jí)互連總線1030、存儲(chǔ)器系統(tǒng)1040和外圍電路1050。

CPU 1010可執(zhí)行用于驅(qū)動(dòng)SoC系統(tǒng)1000的算術(shù)操作。在一些示例實(shí)施例中,可在包括多個(gè)核的多核環(huán)境上構(gòu)造CPU 1010。

在示例實(shí)施例中,CPU 1010可包括具有例如SRAM的高速緩存。高速緩存可包括L1高速緩存、L2高速緩存等。根據(jù)上述一些示例實(shí)施例,可采用半導(dǎo)體器件作為例如這種高速緩存的一個(gè)組件。

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。例如,多媒體系統(tǒng)1020可包括3D引擎模塊、視頻編解碼器、顯示系統(tǒng)、相機(jī)系統(tǒng)、后處理器等。

多級(jí)互連總線1030可用于在CPU 1010、多媒體系統(tǒng)1020、存儲(chǔ)器系統(tǒng)1040與外圍電路1050之間交換數(shù)據(jù)通信。在本公開(kāi)的一些示例實(shí)施例中,多級(jí)互連總線1030可具有多層結(jié)構(gòu)。具體地說(shuō),多級(jí)互連總線1030的示例可為多層先進(jìn)高性能總線(AHB)或者多層先進(jìn)可擴(kuò)展接口(AXI),但是示例實(shí)施例不限于此。

存儲(chǔ)器系統(tǒng)1040可提供用于應(yīng)用處理器1001連接至外部存儲(chǔ)器(例如,DRAM 1060)以及執(zhí)行高速操作的環(huán)境。在本公開(kāi)的一些示例實(shí)施例中,存儲(chǔ)器系統(tǒng)1040可包括用于控制外部存儲(chǔ)器(例如,DRAM 1060)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(wú)縫連接的環(huán)境。因此,外圍電路1050可包括用于允許與連接至SoC系統(tǒng)1000的外部裝置的可兼容操作的多種接口。

DRAM 1060可用作用于應(yīng)用處理器1001的操作的操作存儲(chǔ)器。在一些示例實(shí)施例中,DRAM 1060可如圖所示地布置在應(yīng)用處理器1001外部。具體地說(shuō),DRAM 1060可與應(yīng)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(gè)可包括根據(jù)上面解釋的示例實(shí)施例的半導(dǎo)體器件中的至少一個(gè)。

圖15是包括根據(jù)示例實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的電子系統(tǒng)的框圖。

參照?qǐng)D15,根據(jù)示例實(shí)施例的電子系統(tǒng)1100可包括控制器1110、輸入/輸出(I/O)裝置1120、存儲(chǔ)器裝置1130、接口1140和總線1150。控制器1110、I/O裝置1120、存儲(chǔ)器裝置1130和/或接口1140可經(jīng)總線1150彼此結(jié)合??偩€1150對(duì)應(yīng)于數(shù)據(jù)傳輸?shù)穆窂健?/p>

控制器1110可包括微處理器、數(shù)字信號(hào)處理器、微控制器或能夠執(zhí)行與上述這些功能相似的功能的邏輯裝置中的至少一個(gè)。I/O裝置1120可包括鍵區(qū)、鍵盤或顯示裝置。存儲(chǔ)器裝置1130可存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和/或命令。接口1140可執(zhí)行將數(shù)據(jù)發(fā)送至通信網(wǎng)絡(luò)或從通信網(wǎng)絡(luò)接收數(shù)據(jù)的功能。接口1140可為有線形式或無(wú)線形式。例如,接口1140可包括天線或者有線/無(wú)線收發(fā)器。

雖然未示出,但是電子系統(tǒng)1100可額外包括諸如高速動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM)和/或靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(SRAM)的操作存儲(chǔ)器,其被構(gòu)造為改進(jìn)控制器1110的操作。例如,當(dāng)電子系統(tǒng)1100包括高速SRAM時(shí),可在這種高速SRAM中采用根據(jù)上述示例實(shí)施例的半導(dǎo)體器件。

此外,根據(jù)示例實(shí)施例的半導(dǎo)體器件可設(shè)置在存儲(chǔ)器裝置1130中,或者設(shè)置作為控制器1110、I/O裝置1120等的一部分。

電子系統(tǒng)1100可應(yīng)用于或用于個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、便攜式計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)平板、無(wú)線電話、移動(dòng)電話、數(shù)字音樂(lè)播放器、存儲(chǔ)卡或者能夠在無(wú)線環(huán)境中發(fā)送和/或接收數(shù)據(jù)的任何電子產(chǎn)品中。

下文中,將參照?qǐng)D5、圖6以及圖16至圖26描述根據(jù)一些示例實(shí)施例的制造半導(dǎo)體器件的方法。在以下描述中,為了簡(jiǎn)明起見(jiàn),將不描述或簡(jiǎn)單描述上面已經(jīng)描述了的半導(dǎo)體器件的示例實(shí)施例。

圖16至圖26是示出制造的中間階段的示圖,提供它們以用于解釋根據(jù)一些示例實(shí)施例的制造半導(dǎo)體器件的方法。

參照?qǐng)D16,在襯底10上形成硬掩模層20,并且在硬掩模層20上形成犧牲圖案30。

襯底10例如可為體硅或絕緣體上硅(SOI)。襯底10可為硅襯底,或者可包括諸如硅鍺、銻化銦、碲化鉛化合物、砷化銦、磷化銦、砷化鎵或銻化鎵的其它材料。襯底10可為其上形成有外延層的底部襯底。

硬掩模層20可被構(gòu)造為多層。所述層中的一個(gè)或多個(gè)可由含硅材料(諸如二氧化硅(SiOx)、氧氮化硅物(SiON)、氮化硅(SixNy)、正硅酸乙酯(TEOS)或多晶硅等)、含碳材料(諸如非晶碳層(ACL)或旋涂硬掩模(SOH))或者金屬中的至少一個(gè)形成。所述多個(gè)層的下層可由例如氮化硅形成,并且所述下層可在氮化硅下方額外包括薄二氧化硅。中間層可由二氧化硅形成。上層可由多晶硅形成。然而,示例實(shí)施例不限于上面提供的示例。

犧牲圖案30用于在后續(xù)工藝(見(jiàn)圖17)中形成間隔件圖案30S。犧牲圖案30可包括犧牲膜31和防反射膜32。

犧牲膜31可被圖案化并且形成在硬掩模層20上。犧牲膜31可包括多晶硅、ACL或SOH中的任一個(gè)。

防反射膜32可形成在犧牲膜31上。防反射膜32可包括在光刻工藝中減少或防止光相對(duì)于下面的層反射的層。防反射膜32可由氧氮化物膜(SiON)形成。

例如,可通過(guò)諸如原子層沉積(ALD)、化學(xué)氣相沉積(CVD)、旋涂等的工藝形成硬掩模層20、犧牲膜31和防反射膜32,并且根據(jù)使用的材料,可添加烘烤工藝或固化工藝。

參照?qǐng)D17,間隔件圖案30S可形成在犧牲圖案30的側(cè)壁上。

具體地說(shuō),可形成共形地覆蓋犧牲圖案30的間隔件材料層,隨后可執(zhí)行回蝕工藝,從而在犧牲圖案30的側(cè)壁上形成間隔件圖案30S??赏ㄟ^(guò)考慮最終形成的鰭式圖案之間的間距來(lái)確定間隔件圖案30S的寬度。最終形成的鰭式圖案之間的間距可比商業(yè)攝影裝置的分辨極限更窄。鄰近的間隔件圖案30S之間的間距在一些實(shí)施例中可基本均勻。

間隔件圖案30S的材料可由相對(duì)于犧牲圖案30具有蝕刻選擇性的材料形成。例如,當(dāng)犧牲圖案由多晶硅、非晶碳層(ACL)或旋涂硬掩模(SOH)形成時(shí),間隔件材料層可由二氧化硅或者氮化硅形成。間隔件材料層可通過(guò)原子層沉積(ALD)形成。在這種情況下,間隔件圖案30S的深度或?qū)挾萒1至T4可為均勻的。也就是說(shuō),通過(guò)利用原子層沉積使間隔件圖案30S的深度或?qū)挾萒1至T4相等,可在后續(xù)工藝中形成相同寬度的鰭式圖案。

上述形成間隔件圖案30S的工藝可為雙重圖案化技術(shù)(DPT)或四重圖案化技術(shù)(QPT)的處理的一部分。因此,對(duì)應(yīng)的間隔件圖案30S之間的間距可為恒定或均勻的。然而,示例實(shí)施例不限于上面提供的示例。

參照?qǐng)D18,去除犧牲圖案30,并且利用間隔件圖案30S作為掩模對(duì)硬掩模層20進(jìn)行蝕刻,以形成掩模圖案20P。

由于間隔件圖案30S在特定蝕刻條件下相對(duì)于犧牲圖案具有蝕刻選擇性,因此可選擇性地去除犧牲圖案。通過(guò)去除犧牲圖案30,可形成余留具有線形的間隔件圖案30S。

通過(guò)利用間隔件圖案30S作為掩模各向異性地蝕刻硬掩模層20,可在襯底上形成掩模圖案20P。

參照?qǐng)D19,可在襯底10上形成覆蓋掩模圖案20P和間隔件圖案30S的阻擋膜40。

阻擋膜40可覆蓋襯底10的上表面、掩模圖案20P的側(cè)表面以及間隔件圖案30S的上表面和側(cè)表面全部。

參照?qǐng)D20,可在阻擋膜50上形成感光膜50。

感光膜50可包括光致抗蝕劑(PR)。可針對(duì)光刻處理形成感光膜50。

參照?qǐng)D21,圖案膜60可形成為暴露出感光膜50的一部分,并且可執(zhí)行光刻處理。

圖案膜60可為在光刻處理中光不能通過(guò)的膜??赏ㄟ^(guò)光刻來(lái)軟化感光膜50被圖案膜60暴露的部分。因此,可根據(jù)圖案膜60的形狀在稍后的階段去除感光膜50的暴露的部分。然而,暴露的部分可根據(jù)感光膜50的類型而固化。在這種情況下,將被去除的部分可被圖案膜60覆蓋。

此時(shí),可將間隔件圖案30S劃分為真實(shí)間隔件圖案31S和偽(dummy)間隔件圖案32S。也就是說(shuō),在間隔件圖案30S中,與圖案膜60重疊的間隔件圖案30S可歸為真實(shí)間隔件圖案31S。相反,在間隔件圖案30S中,不與圖案膜60重疊的間隔件圖案30S可歸為偽間隔件圖案32S。

此外,掩模圖案20P可分為真實(shí)掩模圖案21P和偽掩模圖案22P。也就是說(shuō),在掩模圖案20P中,與圖案膜60重疊的掩模圖案20P可歸為真實(shí)掩模圖案21P。相反,在掩模圖案20P中,不與圖案膜60重疊的掩模圖案20P可歸為偽掩模圖案22P。

參照?qǐng)D22,可去除感光膜50的一部分以形成感光膜圖案50P。

感光膜圖案50P可轉(zhuǎn)變?yōu)閳D案膜60的相同形狀,或者可轉(zhuǎn)變?yōu)閳D案膜60的相反形狀。因此,如圖所示,可暴露出阻擋膜40的一部分。

參照?qǐng)D23,可去除阻擋膜40(通過(guò)感光膜圖案50P暴露)的一部分、偽間隔件圖案32S和偽掩模圖案22P。

根據(jù)阻擋膜40通過(guò)感光膜圖案50P暴露的所述一部分、偽間隔件圖案32S和偽掩模圖案的去除,可形成第一溝槽T1。根據(jù)阻擋膜40的暴露的部分、偽間隔件圖案32S和偽掩模圖案的去除,可蝕刻襯底10的一部分。結(jié)果,襯底10的上表面可稍稍降低。因此,與未去除阻擋膜40的部分相比,第一溝槽T1的底表面可降低了第一深度D1。

此時(shí),可將阻擋膜40、偽間隔件圖案32S和偽掩模圖案22P按次序或一次性去除。也就是說(shuō),去除阻擋膜40、偽間隔件圖案32S和偽掩模圖案22P的方式不限于任何特定示例。

參照?qǐng)D24,隨后可去除阻擋膜40。

因此,第一溝槽T1可變?yōu)樾纬稍谝r底10中的第二溝槽T2。第二溝槽T2的深度可為第一深度D1。

此時(shí),可在形成了第二溝槽T2的部分上以及未蝕刻的襯底的上表面上形成第一尖銳圖案SP1。第一尖銳圖案SP1可為形成在將襯底10未蝕刻的上表面與被蝕刻的第二溝槽T2連接的部分上的突出部分。尖銳圖案SP'的上表面可包括斜率不連續(xù)的點(diǎn)。

參照?qǐng)D25,可利用掩模圖案21P作為掩模對(duì)襯底10進(jìn)行蝕刻,以形成預(yù)淺溝槽ST'和第一預(yù)深溝槽DT1'。

形成淺溝槽ST的處理包括多個(gè)處理而非一個(gè)處理。因此,預(yù)溝槽ST'、DT1'可首先形成為如圖示的預(yù)定深度,隨后可額外執(zhí)行氧化工藝,以修復(fù)襯底10的表面上的缺陷。

因此,可將預(yù)淺溝槽ST'蝕刻至第二深度D2,并且可將第一預(yù)深溝槽DT1'蝕刻至比第二深度D2更深的第三深度D3。

此時(shí),可在第一預(yù)深溝槽DT1'的側(cè)壁上形成第二尖銳圖案SP2。第二尖銳圖案SP2可比第一尖銳圖案SP1形成得更深。像第一尖銳圖案SP1一樣,第二尖銳圖案SP2仍然可包括上表面的斜率不連續(xù)的點(diǎn)。

然而,由于第二尖銳圖案SP2可比第一尖銳圖案SP1經(jīng)受更多的蝕刻處理和氧化處理,因此其表面可稍稍平滑和柔軟。此外,在蝕刻處理中,可去除間隔件圖案30S的至少一部分。

參照?qǐng)D26,可通過(guò)進(jìn)一步增大預(yù)淺溝槽ST'和第一預(yù)深溝槽DT1'的深度來(lái)形成淺溝槽ST和第一深溝槽DT。

如上所述,隨著預(yù)淺溝槽ST'通過(guò)多個(gè)蝕刻處理和氧化處理進(jìn)一步加深,預(yù)淺溝槽ST'可變?yōu)闇\溝槽ST(本文中還稱作第一溝槽)。類似地,第一預(yù)深溝槽DT1'也可進(jìn)一步加深成為最終形式的第一深溝槽DT(本文中還稱作第二溝槽)。

淺溝槽ST可具有比第二深度D2更深的第四深度D4,并且第一深溝槽DT可具有比第三深度D3更深的第五深度D5。第五深度D5可比第四深度D4更深。淺溝槽ST的寬度W1可小于第一深溝槽DT的寬度W2。

根據(jù)淺溝槽ST和第一深溝槽DT的形成,也可形成第一鰭式圖案F1和第二鰭式圖案F2。向上凸的平滑圖案SP可形成在第一深溝槽DT的底表面與第二鰭式圖案F2之間。

平滑圖案SP可形成得比上述第二尖銳圖案SP2更平滑。平滑圖案SP的上表面的斜率可為整體連續(xù)的。此外,第一凹進(jìn)部分CP1和第二凹進(jìn)部分CP2可分別形成在平滑圖案SP的相對(duì)的側(cè)部上。

可通過(guò)形成淺溝槽ST和第一深溝槽DT的處理去除間隔件圖案30S的至少一部分。

參照?qǐng)D5和圖6,器件隔離膜155可形成在淺溝槽ST和第一深溝槽DT中,然后可去除掩模圖案20P。

根據(jù)一些示例實(shí)施例的制造半導(dǎo)體器件的方法可將淺溝槽ST和第一深溝槽DT一起形成,因此減少或最小化處理過(guò)程中的浪費(fèi),并且降低制造成本。而且,半導(dǎo)體器件可通過(guò)減少或防止鬼鰭式圖案的形成而具有提高的可靠性。而且,溝道區(qū)的漏電流可隨著鰭式圖案F的下部的寬度通過(guò)平滑圖案SP增大而減小。

下文中,將參照?qǐng)D27至圖32描述根據(jù)一些示例實(shí)施例的制造半導(dǎo)體器件的方法。在以下描述中,為了簡(jiǎn)明起見(jiàn),將不描述或?qū)⒑?jiǎn)單描述上面已經(jīng)描述了的圖16至圖26的半導(dǎo)體器件的示例實(shí)施例和制造半導(dǎo)體器件的方法的示例實(shí)施例。

圖27至圖32是示出提供用于解釋根據(jù)一些示例實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的中間制造階段的示圖。

參照?qǐng)D27,可在襯底10上的第一區(qū)Ⅰ中形成第一間隔件圖案30S和第一掩模圖案20P,可在第二區(qū)Ⅱ中形成第二間隔件圖案130S和第二掩模圖案120P。

形成第一間隔件圖案30S、第二間隔件圖案130S、第一掩模圖案20P和第二掩模圖案120P的處理可為雙重圖案化處理技術(shù)或者四重圖案化技術(shù)的一部分。因此,對(duì)應(yīng)的第一間隔件圖案30S和第二間隔件圖案130S之間的間距可恒定或均勻。然而,示例實(shí)施例不限于上面提供的示例。

第一間隔件圖案30S和第二間隔件圖案130S可由二氧化硅或氮化硅形成。第一掩模圖案20P和第二掩模圖案120P可被構(gòu)造為多個(gè)層。所述多個(gè)層各自可由含硅材料(諸如二氧化硅(SiOx)、氧氮化硅(SiON)、氮化硅(SixNy)、正硅酸乙酯(TEOS)或者多晶硅等)、含碳材料(諸如非晶碳層(ACL)或旋涂硬掩模(SOH))或者金屬中的至少一個(gè)形成。

參照?qǐng)D28,第三淺溝槽ST3至第七淺溝槽ST7可形成在第二區(qū)Ⅱ中,并且阻擋膜40可形成在第一區(qū)Ⅰ中。

在第二區(qū)Ⅱ中,可利用第二掩模圖案120P作為掩模對(duì)襯底10進(jìn)行蝕刻,以形成第三淺溝槽ST3至第七淺溝槽ST7。第三淺溝槽ST3至第七淺溝槽ST7可形成在多個(gè)鰭式圖案F之間。此時(shí),可去除第二間隔件圖案130S的至少一部分。

然后,可形成填充淺溝槽的第一器件隔離膜140。第一器件隔離膜140可在第二掩模圖案120P和鰭式圖案F上延伸,或者完全覆蓋第二掩模圖案120P和鰭式圖案F。

覆蓋掩模圖案20P和間隔件圖案30S的阻擋膜40可形成在第一區(qū)Ⅰ中的襯底10上。阻擋膜40可在襯底10的上表面、掩模圖案20P的側(cè)表面以及間隔件圖案30S的上表面和側(cè)表面上延伸,或者完全覆蓋襯底10的上表面、掩模圖案20P的側(cè)表面以及間隔件圖案30S的上表面和側(cè)表面。

另外,在第二區(qū)Ⅱ中,可形成覆蓋第一器件隔離膜140的第二阻擋膜150。第二阻擋膜150可在第一器件隔離膜140的上表面上延伸或者完全覆蓋第一器件隔離膜140的上表面。

參照?qǐng)D29,感光膜50可形成在第一區(qū)Ⅰ和第二區(qū)Ⅱ中。

感光膜50可形成在第一區(qū)Ⅰ中的第一阻擋膜40上,以將第一阻擋膜40的一部分暴露出來(lái)。此外,感光膜50可形成在第二區(qū)Ⅱ中的第二阻擋膜150上,以將第二阻擋膜150的一部分暴露出來(lái)。感光膜50可包括光致抗蝕劑(PR)。感光膜50可針對(duì)光刻處理形成。

可在第一區(qū)Ⅰ和第二區(qū)Ⅱ中同時(shí)形成感光膜圖案50P。也就是說(shuō),可通過(guò)在第一區(qū)Ⅰ和第二區(qū)Ⅱ中完整地形成感光膜50以及對(duì)它們完整地圖案化來(lái)形成感光膜圖案50P。圖案化感光膜50的步驟可包括將第一區(qū)I和第二區(qū)II部分或全部地暴露出來(lái)的處理。

此時(shí),第一間隔件圖案30S可包括真實(shí)間隔件圖案31S和偽間隔件圖案32S。也就是說(shuō),在第一間隔件圖案30S中,與感光膜圖案50P重疊的第一間隔件圖案30S可歸為真實(shí)間隔件圖案31S。相反,在第一間隔件圖案30S中,不與感光膜圖案50P重疊的第一間隔件圖案30S可歸為偽間隔件圖案32S。

此外,第一掩模圖案20P可分為真實(shí)掩模圖案21P和偽掩模圖案22P。也就是說(shuō),在第一掩模圖案20P中,與感光膜圖案50P重疊的第一掩模圖案20P可歸為真實(shí)掩模圖案21P。相反,在第一掩模圖案20P中,不與感光膜50重疊的第一掩模圖案20P可歸為偽掩模圖案22P。

在第二區(qū)Ⅱ中,第一鰭式圖案F可分為真實(shí)鰭式圖案F和偽鰭式圖案F。也就是說(shuō),在鰭式圖案F中,與感光膜圖案50P重疊的鰭式圖案F可歸為真實(shí)鰭式圖案F。相反,在鰭式圖案F中,不與感光膜50重疊的鰭式圖案F可歸為偽鰭式圖案F。

參照?qǐng)D30,在第一區(qū)Ⅰ中可去除第一阻擋膜40的一部分、偽間隔件圖案32S和偽掩模圖案22P,并且可沿著第二區(qū)Ⅱ中的感光膜圖案50P將第二阻擋膜150圖案化。

根據(jù)對(duì)阻擋膜40被感光膜圖案50P暴露的部分、鬼間隔件圖案32S和偽掩模圖案22P的去除,可形成第一溝槽T1。根據(jù)對(duì)暴露的第一阻擋膜40的部分、偽間隔件圖案32S和偽掩模圖案22P的去除,可蝕刻襯底10的一部分。結(jié)果,襯底10的上表面可稍降低。因此,與未去除第一阻擋膜40的部分相比,第一溝槽T1的底表面可降低了第一深度D1。

此時(shí),可按次序或一次性地去除第一阻擋膜40、偽間隔件圖案32S和偽掩模圖案22P。也就是說(shuō),去除第一阻擋膜40、偽間隔件圖案32S和偽掩模圖案22P的方式不限于任何特定示例。

參照?qǐng)D31,利用第一掩模圖案20P作為掩模對(duì)襯底10進(jìn)行蝕刻,以在第一區(qū)Ⅰ中形成淺溝槽ST和第一深溝槽DT1,并且去除偽鰭式圖案F以在第二區(qū)Ⅱ中形成第二深溝槽DT2。

根據(jù)第一區(qū)Ⅰ中的淺溝槽ST和第一深溝槽DT1的形成,也可形成第一鰭式圖案F1和第二鰭式圖案F2。向上凸的平滑圖案SP3可形成在第一深溝槽DT1的底表面與第二鰭式圖案F2之間。

平滑圖案SP3可形成得比上述第二尖銳圖案SP2更平滑。平滑圖案SP3的上表面的斜率可為整體連續(xù)的。此外,第一凹進(jìn)部分CP1和第二凹進(jìn)部分CP2可分別形成在平滑圖案SP3的相對(duì)的側(cè)部上。

可通過(guò)形成淺溝槽ST和第一深溝槽DT1的處理去除間隔件圖案30S的至少一部分。

在第二區(qū)Ⅱ中,第六淺溝槽ST6和第七淺溝槽ST7可與偽鰭式圖案F一起被去除。第四淺溝槽ST4和第五淺溝槽ST5可被部分地去除。

第二區(qū)Ⅱ中的真實(shí)鰭式圖案F可包括第七鰭式圖案F7和第八鰭式圖案F8。

第二區(qū)Ⅱ中的第二深溝槽DT2可形成得比第一區(qū)Ⅰ中的第一深溝槽DT1更深。第一區(qū)Ⅰ中的淺溝槽ST可與第二區(qū)Ⅱ中的第三淺溝槽ST3和第四淺溝槽ST4具有相同深度。本文所用的術(shù)語(yǔ)“相同”深度可指通過(guò)在彼此不同的時(shí)間點(diǎn)但按照彼此相同的方式執(zhí)行的蝕刻處理形成的深度,并且可包括根據(jù)相同處理的一定深度的細(xì)微臺(tái)階部分。

尖銳圖案SP4可形成在第二區(qū)Ⅱ中。尖銳圖案SP4可形成在第二深溝槽DT2與第四淺溝槽ST4之間。尖銳圖案SP4可形成在第二深溝槽DT2與第五淺溝槽ST5之間。

尖銳圖案SP4的上表面可包括上表面的斜率不連續(xù)的點(diǎn)。也就是說(shuō),尖銳圖案SP4可包括尖銳且抬升的部分。尖銳圖案SP4的上表面可高于第一區(qū)Ⅰ中的平滑圖案SP3的上表面。尖銳圖案SP4的最上部分的高度可形成為比平滑圖案SP3的最上部分高出預(yù)定高度S。

參照?qǐng)D32,器件隔離膜155可形成在第一區(qū)Ⅰ中,第二器件隔離膜145可形成在第二區(qū)Ⅱ中。

然后,可利用第一掩模圖案20P和第二掩模圖案120P作為蝕刻停止膜來(lái)執(zhí)行平面化處理。因此,第一掩模圖案20P、第二掩模圖案120P、器件隔離膜155、第一器件隔離膜140P和/或第二器件隔離膜145的上表面可具有相同平面(即,可共面)。

參照?qǐng)D32,可去除第一掩模圖案20P和第二掩模圖案120P以暴露出第一鰭式圖案F1和第二鰭式圖案F2以及第七鰭式圖案F7和第八鰭式圖案F8的上部。然后,可在器件隔離膜155、第一器件隔離膜140P和第二器件隔離膜145上形成柵電極。

雖然已經(jīng)參照本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例具體示出和描述了本發(fā)明構(gòu)思,但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該理解,在不脫離由權(quán)利要求限定的本發(fā)明構(gòu)思的精神和范圍的情況下,可在其中做出各種形式和細(xì)節(jié)上的改變。因此,期望當(dāng)前實(shí)施例在所有方面被看作是示出性而非限制性的,應(yīng)該參照權(quán)利要求而非以上描述來(lái)指出本發(fā)明的范圍。

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