本公開涉及一種半導(dǎo)體器件。
背景技術(shù):
作為提高半導(dǎo)體器件的密度的按比例縮小技術(shù)之一,已經(jīng)提出了多柵晶體管,在該多柵晶體管中,鰭形或納米線形的硅主體形成在基板上,然后柵極形成在硅主體的表面上。
因為多柵晶體管使用三維溝道,所以這種多柵晶體管允許容易的按比例縮小。此外,可以增強電流控制能力而不增加多柵晶體管的柵長度。此外,可以有效地抑制短溝道效應(yīng)(sce),該短溝道效應(yīng)是溝道區(qū)的電勢受漏極電壓影響的現(xiàn)象。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本公開的一個技術(shù)目的是提供一種具有改善的操作特性的半導(dǎo)體器件。
根據(jù)本公開的目的不限于以上闡述的那些,對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言,除了以上闡述的那些之外的目的將從以下描述被清楚地理解。
根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一方面,提供一種半導(dǎo)體器件,該半導(dǎo)體器件包含:包含第一區(qū)域和第二區(qū)域的基板;在第一區(qū)域中的第一和第二柵電極,在基板上彼此平行地延伸并且彼此間隔開第一距離;在第二區(qū)域中的第三和第四柵電極,在基板上彼此平行地延伸并且彼此間隔開大于第一距離的第二距離;在第一區(qū)域中的形成在基板上在第一和第二柵電極之間的第一凹槽;在第二區(qū)域中的形成在基板上在第三和第四柵電極之間的第二凹槽;填充第一凹槽的第一外延源極/漏極;以及填充第二凹槽的第二外延源極/漏極,其中第一外延源極/漏極的上表面的最高部分比第二外延源極/漏極的上表面的最高部分高。
根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一方面,提供一種半導(dǎo)體器件,該半導(dǎo)體器件包含:包含第一至第四區(qū)域的基板;在第一區(qū)域中的第一和第二柵電極,在基板上彼此平行地延伸并且彼此間隔開第一距離;在第二區(qū)域中的第三和第四柵電極;在基板上彼此平行地延伸并且彼此間隔開不同于第一距離的第二距離;在第三區(qū)域中的第五和第六柵電極,在基板上彼此平行地延伸并且彼此間隔開第一距離;在第四區(qū)域中的第七和第八柵電極,在基板上彼此平行地延伸并且彼此間隔開第二距離;在第一區(qū)域中的在基板上在第一和第二柵電極之間形成的第一凹槽;在第二區(qū)域中的在基板上在第三和第四柵電極之間形成的第二凹槽;在第三區(qū)域中的在基板上在第五和第六柵電極之間形成的第三凹槽;在第四區(qū)域中的在基板上在第七和第八柵電極之間形成的第四凹槽;以及分別填充第一至第四凹槽的第一至第四外延源極/漏極,其中第一和第二外延源極/漏極的上表面的高度彼此不同,第三和第四外延源極/漏極的上表面的高度彼此相等。
根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一方面,提供一種半導(dǎo)體器件,該半導(dǎo)體器件包含:包含第一區(qū)域和第二區(qū)域的基板;在第一和第二區(qū)域中的分別從基板伸出的第一和第二鰭型圖案;在第一鰭型圖案上交叉第一鰭型圖案的第一柵電極;在第二鰭型圖案上交叉第二鰭型圖案的第二柵電極;形成在第一柵電極的兩側(cè)的第一外延源極/漏極;以及形成在第二柵電極的兩側(cè)的第二外延源極/漏極,其中第一外延源極/漏極的寬度小于第二外延源極/漏極的寬度,第一外延源極/漏極的上表面比第二外延源極/漏極的上表面高。
根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一方面,提供一種半導(dǎo)體器件,該半導(dǎo)體器件包含:包含第一至第三區(qū)域的基板;分別形成在第一至第三區(qū)域中的第一至第三柵電極;形成在第一柵電極的兩側(cè)的第一外延源極/漏極;形成在第二柵電極的兩側(cè)的第二外延源極/漏極;以及形成在第三柵電極的兩側(cè)的第三外延源極/漏極,其中第一外延源極/漏極的寬度小于第二外延源極/漏極的寬度,第二外延源極/漏極的寬度小于第三外延源極/漏極的寬度,第一外延源極/漏極的上表面高于第二外延源極/漏極的上表面,第二外延源極/漏極的上表面高于第三外延源極/漏極的上表面。
根據(jù)本公開的一實施方式,一種半導(dǎo)體器件包含:包含第一和第二鰭型有源圖案的基板;分別形成在第一和第二鰭型有源圖案上的第一和第二柵電極;形成在第一和第二鰭型有源圖案之間的第一源極/漏極圖案;分別形成在第一和第二柵電極與第一和第二鰭型有源圖案之間的柵絕緣體層;以及形成在第一和第二柵電極與第一源極/漏極圖案之間的柵間隔物,其中第一源極/漏極圖案的頂表面的中心部分低于第一源極/漏極圖案的頂表面的邊緣部分,其中第一源極/漏極圖案的中心部分的深度小于第一源極/漏極圖案的高度的60%且大于第一源極/漏極圖案的高度的10%,其中第一源極/漏極圖案的高度是在截面圖中第一源極/漏極圖案的下表面的最低點與第一源極/漏極圖案的上表面的最高點之間的豎直距離,其中該中心部分的深度是在截面圖中第一源極/漏極圖案的上表面的中心部分的最低點與第一源極/漏極圖案的上表面的最高點之間的豎直距離。
根據(jù)本公開的一實施方式,一種半導(dǎo)體器件包含:形成在基板上的第一和第二鰭型有源圖案;分別形成在第一和第二鰭型有源圖案上的第一和第二柵電極;形成在第一和第二鰭型有源圖案之間的第一源極/漏極圖案;分別形成在第一和第二柵電極與第一和第二鰭型有源圖案之間的柵絕緣體層;以及形成在第一和第二柵電極與第一源極/漏極圖案之間的柵間隔物,其中第一源極/漏極圖案的頂表面的中心部分高于第一源極/漏極圖案的頂表面的邊緣部分,其中第一鰭型有源圖案的高度在第一源極/漏極圖案的高度的50%至90%之間,其中第一源極/漏極圖案的高度是在截面圖中第一源極/漏極圖案的下表面的最低點與第一源極/漏極圖案的上表面的最高點之間的豎直距離,其中第一鰭型有源圖案的高度是在截面圖中第一源極/漏極圖案的下表面的最低點與第一源極/漏極圖案的上表面的最高點之間的豎直距離。
附圖說明
對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言,通過參考附圖詳細(xì)描述本公開的示例性實施方式,本公開的以上和其它的目的、特征和優(yōu)點將變得更明顯,在圖中:
圖1是提供用來說明根據(jù)一些示例性實施方式的半導(dǎo)體器件的布局圖;
圖2是沿圖1的線a-a'和b-b'截取的截面圖;
圖3是沿圖1的線c-c'截取的截面圖;
圖4是沿圖1的線d-d'截取的截面圖;
圖5是提供用來說明根據(jù)一些示例性實施方式的半導(dǎo)體器件的布局圖;
圖6是沿圖5的線a-a'和b-b'截取的截面圖;
圖7是提供用來說明根據(jù)一些示例性實施方式的半導(dǎo)體器件的布局圖;
圖8是沿圖7的線a-a'和b-b'截取的截面圖;
圖9是提供用來說明根據(jù)一些示例性實施方式的半導(dǎo)體器件的比較截面圖;
圖10是提供用來說明根據(jù)一些示例性實施方式的半導(dǎo)體器件的比較截面圖;
圖11是提供用來說明根據(jù)一些示例性實施方式的半導(dǎo)體器件的截面圖;
圖12是提供用來說明根據(jù)一些示例性實施方式的半導(dǎo)體器件的截面圖;
圖13是提供用來說明根據(jù)一些示例性實施方式的半導(dǎo)體器件的截面圖;
圖14是提供用來說明根據(jù)一些示例性實施方式的半導(dǎo)體器件的擴(kuò)大截面圖;
圖15是提供用來說明根據(jù)一些示例性實施方式的半導(dǎo)體器件的擴(kuò)大截面圖;
圖16是提供用來說明根據(jù)一些示例性實施方式的半導(dǎo)體器件的截面圖;
圖17是提供用來說明在圖16的第二區(qū)域中的硅化物的形狀的放大圖;
圖18是提供用來說明在圖16的第四區(qū)域中的硅化物的形狀的放大圖;
圖19是提供用來說明在圖16的第六區(qū)域中的硅化物的形狀的放大圖;
圖20是包括依照根據(jù)示例性實施方式的半導(dǎo)體器件制造方法的半導(dǎo)體器件的系統(tǒng)上芯片(soc)系統(tǒng)的框圖;和
圖21是包括依照根據(jù)示例性實施方式的半導(dǎo)體器件制造方法的半導(dǎo)體器件的電子系統(tǒng)的框圖。
具體實施方式
現(xiàn)在,在下文中將參考附圖更全面地描述本發(fā)明構(gòu)思的示例實施方式的方面。然而,本發(fā)明可以以許多不同的形式實施且不應(yīng)被理解為限于此處闡述的實施方式。相反地,這些示例實施方式僅是示例而且不需要在此處提供的細(xì)節(jié)的許多實施例和變型是可能的。同時應(yīng)該強調(diào),本公開提供替代示例的細(xì)節(jié),但是這樣的替代物的列舉是不詳盡的。此外,在不同示例之間細(xì)節(jié)的任何一致性不應(yīng)被解釋為需要這種細(xì)節(jié)—列出在此處描述的每個特征的每種可能變化是不實際的。在確定本發(fā)明的必需物中,應(yīng)該引用權(quán)利要求的語言。貫穿整個說明書,相同的參考數(shù)字表示相同的組件。在附圖中,為了清楚,層和區(qū)域的厚度可以被夸大。
將理解,當(dāng)元件或?qū)颖环Q為“連接到”或“聯(lián)接到”另一元件或?qū)訒r,它可以直接連接到或直接聯(lián)接到另一元件或?qū)?,或者可以存在居間元件或?qū)?。相反,?dāng)元件被稱為“直接連接到”或“直接聯(lián)接到”另一元件或?qū)訒r,沒有居間元件或?qū)哟嬖?。相同的附圖標(biāo)記始終指代相同的元件。在此使用時,術(shù)語“和/或”包括一個或更多相關(guān)列舉項目的任意和所有組合。
還將理解,當(dāng)一層被稱為“在”另一層或基板“上”時,它可以直接在所述另一層或基板上,或者也可以存在居間層。相反,當(dāng)一元件被稱為“直接在”另一元件“上”時,不存在居間元件。
將理解,雖然術(shù)語第一、第二等可以在此使用以描述不同的元件,但是這些元件不應(yīng)受到這些術(shù)語限制。這些術(shù)語僅用于區(qū)分一個元件與另一元件。因而,例如,以下討論的第一元件、第一部件或第一部分可以被稱為第二元件、第二部件或第二部分,而不脫離本發(fā)明構(gòu)思的教導(dǎo)。
在描述本發(fā)明的文本中(特別是在權(quán)利要求的文本中)術(shù)語“一”和“所述”以及類似指示物的使用將被理解為涵蓋單數(shù)和復(fù)數(shù)二者,除非在此另有表示或者明顯與上下文矛盾。術(shù)語“包含”、“具有”、“包括”和“含有”將被理解為開放式術(shù)語(即,指的是“包括,但不限于”),除非另外說明。
除非另外限定,在此使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員通常理解的相同含義。注意到,在此提供的任何和所有示例或示例性術(shù)語的使用僅旨在更好地說明本發(fā)明,而不是對本發(fā)明范圍的限制,除非另作說明。此外,除非另外限定,在通用字典中定義的所有術(shù)語不能被過度地解釋。
在下文,根據(jù)一些示例性實施方式的半導(dǎo)體器件將參考圖1至10描述。
圖1是提供用來說明根據(jù)一些示例性實施方式的半導(dǎo)體器件的布局圖,圖2是沿圖1的線a-a'和b-b'截取的截面圖。圖3是沿圖1的線c-c'截取的截面圖,圖4是沿圖1的線d-d'截取的截面圖。圖5是提供用來說明根據(jù)一些示例性實施方式的半導(dǎo)體器件的布局圖,圖6是沿圖5的線a-a'和b-b'截取的截面圖。圖7是提供用來說明根據(jù)一些示例性實施方式的半導(dǎo)體器件的布局圖,圖8是沿圖7的線a-a'和b-b'截取的截面圖。圖9是提供用來說明根據(jù)一些示例性實施方式的半導(dǎo)體器件的比較截面圖,圖10是提供用來說明根據(jù)一些示例性實施方式的半導(dǎo)體器件的比較截面圖。
為了說明的方便,圖1、圖5和圖7均是第一區(qū)域i至第六區(qū)域vi的布局圖。此外,圖2至圖4、圖6和圖8均是圖1、圖5和圖7的截面圖。此外,為了比較每個區(qū)域,圖9顯示第一區(qū)域i、第三區(qū)域iii和第五區(qū)域v的比較截面圖,圖10顯示第二區(qū)域ii、第四區(qū)域iv和第六區(qū)域vi的比較截面圖。
首先,參考圖1至4,根據(jù)一些示例性實施方式的半導(dǎo)體器件可以包括基板10、第一鰭型圖案f1、第二鰭型圖案f2、第一至第六淺溝槽st1-st6、第一至第三溝槽t1-t3、第一層間絕緣膜20、第二層間絕緣膜30、第一柵電極200、第二柵電極300、第三柵電極201、第四柵電極301、柵絕緣膜130和140、柵間隔物160、第一源極/漏極e1、第二源極/漏極e2等等。
例如,基板10可以是體硅或絕緣體上硅(soi)。備選地,基板10可以是硅基板,或可以包括其它材料,諸如硅鍺、銦銻化物、鉛碲化物化合物、銦砷化物、銦磷化物、鎵砷化物或鎵銻化物。備選地,基板10可以是在其上形成有外延層的基底基板。
基板10可以包括第一區(qū)域i和第二區(qū)域ii。第一區(qū)域i和第二區(qū)域ii可以是彼此鄰近或彼此間隔開的區(qū)域。因此,在第一區(qū)域i中的第一鰭型圖案f1和在第二區(qū)域ii中的第二鰭型圖案f2可以沿彼此不同的方向延伸。然而,為了說明的方便,此處將說明在第一區(qū)域i中的第一鰭型圖案f1和在第二區(qū)域ii中的第二鰭型圖案f2在彼此相同的方向上延伸
不同導(dǎo)電類型的晶體管可以形成在第一區(qū)域i和第二區(qū)域ii中。例如,第一區(qū)域i可以是形成pmos的區(qū)域,第二區(qū)域ii可以是形成nmos的區(qū)域,盡管示例性實施方式不限于此。
第一區(qū)域i和第二區(qū)域ii可以由第一溝槽t1、第二溝槽t2和第三溝槽t3限定。第一溝槽t1可具有彼此相對的第一和第二側(cè)表面。第一溝槽t1可以在第一側(cè)表面處與第一區(qū)域i接觸,并且可以在第二側(cè)表面處與第二區(qū)域ii接觸。
第一區(qū)域i可以包括第一有源區(qū)act1,第二區(qū)域ii可以包括第二有源區(qū)act2。第一有源區(qū)act1和第二有源區(qū)act2可以彼此鄰近,或彼此間隔開。
第二溝槽t2可以與第一區(qū)域i接觸。例如,第一區(qū)域i可以位于第一溝槽t1和第二溝槽t2之間。第三溝槽t3可以與第二區(qū)域ii接觸。例如,第二區(qū)域ii可以位于第一溝槽t1和第三溝槽t3之間。
參考圖1,第一鰭型圖案f1和第二鰭型圖案f2可以在第一方向x上縱向延伸。如圖1所示,第一鰭型圖案f1和第二鰭型圖案f2可具有矩形形狀,盡管示例性實施方式不限于此。如果第一鰭型圖案f1和第二鰭型圖案f2是矩形形狀,則第一鰭型圖案f1和第二鰭型圖案f2可以包括在第一方向x上延伸的長邊和在第二方向y上延伸的短邊。在這種情況下,第二方向y可以是不平行于第一方向x而是交叉第一方向x的方向。
第一鰭型圖案f1可以是多個,而且第一鰭型圖案f1可以在第二方向y上互相間隔開。第二鰭型圖案f2可以是多個,而且第二鰭型圖案f2可以在第二方向y上互相間隔開。
多個第一鰭型圖案f1可以通過第一至第三淺溝槽st1-st3限定。此外,多個第二鰭型圖案f2可以通過第四至第六淺溝槽st4-st6限定。例如,在第一區(qū)域i中,第一鰭型圖案f1可以由第一溝槽t1、第二溝槽t2和第一至第三淺溝槽st1-st3限定,在第二區(qū)域ii中,第二鰭型圖案f2可以由第一溝槽t1、第三溝槽t3和第四至第六淺溝槽st4-st6限定。
第一至第六淺溝槽st1-st6的深度可以小于或等于第一至第三溝槽t1-t3的深度。然而,第一至第六淺溝槽st1-st6的寬度可以小于第一至第三溝槽t1-t3的寬度。因此,形成在第一至第三溝槽t1-t3中的第一層間絕緣膜20的體積可以大于形成在第一至第六淺溝槽st1-st6中的第一層間絕緣膜20的體積。
第一鰭型圖案f1和第二鰭型圖案f2可以通過蝕刻基板10的一部分形成,而且可以包括自基板10生長的外延層。第一鰭型圖案f1和第二鰭型圖案f2可以包括諸如例如硅或鍺的元素半導(dǎo)體材料。第一鰭型圖案f1和第二鰭型圖案f2可以包括諸如例如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,在第一和第二鰭型圖案f1和f2是iv-iv族化合物半導(dǎo)體的情況下,第一鰭型圖案f1和第二鰭型圖案f2可以是包括碳(c)、硅(si)、鍺(ge)和錫(sn)中的至少兩種或更多種的二元化合物或三元化合物,或用iv族元素?fù)诫s的這些化合物。
在例如第一和第二鰭型圖案f1和f2是iii-v族化合物半導(dǎo)體的情況下,第一鰭型圖案f1和第二鰭型圖案f2可以是由iii族元素和v族元素的組合形成的二元化合物、三元化合物和四元化合物中的一種。iii族元素可以是鋁(al)、鎵(ga)和銦(in)中的至少之一,v族元素可以是磷(p)、砷(as)和銻(sb)中的一種。
在根據(jù)示例性實施方式的半導(dǎo)體器件中,第一鰭型圖案f1和第二鰭型圖案f2可以包括硅。
第一層間絕緣膜20可以部分地填充第一至第六淺溝槽st1-st6和第一至第三溝槽t1-t3。第一層間絕緣膜20可以部分地圍繞第一和第二鰭型圖案f1和f2的側(cè)表面。
例如,第一層間絕緣膜20可以包括硅氧化物、硅氮化物、硅氮氧化物和具有比硅氧化物更小的介電常數(shù)的低k電介質(zhì)材料中的至少之一。例如,低k電介質(zhì)材料可以包括可流動的氧化物(fox)、tonen硅氮烷(tosz)、未摻雜的石英玻璃(usg)、硼硅酸鹽玻璃(bsg)、磷硅酸鹽玻璃(psg)、硼磷硅酸鹽玻璃(bpsg)、等離子體增強的正硅酸乙酯(peteos)、氟硅酸鹽玻璃(fsg)、碳摻雜的硅氧化物(cdo)、干凝膠、氣凝膠、非晶氟化碳、有機(jī)硅酸鹽玻璃(osg)、聚對二甲苯、二苯并環(huán)丁烯(bcb)、silk、聚酰亞胺、多孔聚合物材料或其組合,但是不限于此。
第一層間絕緣膜20可具有特定的應(yīng)力特性。例如,因為第一層間絕緣膜20的體積在沉積之后由于熱處理而收縮,所以第一層間絕緣膜20可具有張應(yīng)力特性。根據(jù)第一層間絕緣膜20的體積,第一和第二鰭型圖案f1和f2的坡度(slope)可以通過第一層間絕緣膜20的張應(yīng)力特性確定。例如,當(dāng)在兩個側(cè)表面上的第一層間絕緣膜20的體積彼此不同時,鰭型圖案會傾斜。例如,隨著在鰭型圖案的兩側(cè)之間的第一層間絕緣膜20的體積的差增加,鰭型圖案可以相對于豎直方向(例如,垂直于圖1的xy面的方向)傾斜得更大。例如,在數(shù)學(xué)術(shù)語中,隨著鰭型圖案的兩側(cè)之間的第一層間絕緣膜的體積的差增加,鰭型圖案的相對于與基板10的延伸方向(例如圖1的xy面)對應(yīng)的水平方向的坡度可以減小。這是因為更大體積的第一層間絕緣膜20的收縮率比更小體積的第一層間絕緣膜20的收縮率大。例如,更大體積的第一層間絕緣膜20收縮得比更小體積的第一層間絕緣膜20多。
例如,直接接觸第一溝槽t1和第二溝槽t2的第一鰭型圖案f1可以分別朝向第一溝槽t1和第二溝槽t2傾斜。
例如,直接接觸第一溝槽t1和第二溝槽t2的第一鰭型圖案f1相對于垂直于圖1的xy面的垂直方向的角度分別是朝向第一和第二溝槽t1和t2的第一角度θ1和第二角度θ2。
直接接觸第一溝槽t1和第三溝槽t3的第二鰭型圖案f2可以分別朝向第一溝槽t1和第三溝槽t3傾斜。
例如,直接接觸相應(yīng)的第一和第三溝槽t1和t3的第二鰭型圖案f2相對于所述垂直方向的角度分別是第三角度θ3和第四角度θ4。
第一至第四角度θ1-θ4可以是銳角。例如,第一鰭型圖案f1和第二鰭型圖案f2可以以銳角朝向更大的溝槽傾斜。
第一柵電極200和第二柵電極300可以彼此平行地延伸。第一柵電極200和第二柵電極300可以在第二方向y上延伸。第一柵電極200和第二柵電極300可以在第一方向x上彼此間隔開。第一柵電極200可以與第二柵電極300間隔開第一距離d1。
第三柵電極201和第四柵電極301可以彼此平行地延伸。第三柵電極201和第四柵電極301可以在第二方向y上延伸。第三柵電極201和第四柵電極301可以在第一方向x上彼此間隔開。第三柵電極201可以與第四柵電極301間隔開第一距離d1。例如,在第一區(qū)域i和第二區(qū)域ii中在兩個柵電極之間的間隔距離可以是相同的。
第一柵電極200和第三柵電極201可以在第二方向y上延伸。第一柵電極200可以交叉相應(yīng)的第一鰭型圖案f1。例如,第一柵電極200可以包括與所述多個間隔開的第一鰭型圖案f1交疊的部分。第一鰭型圖案f1可以分別包括交疊第一柵電極200的部分和不交疊第一柵電極200的另一部分。
第三柵電極201可以交叉相應(yīng)的第二鰭型圖案f2。例如,第三柵電極201可以包括與所述多個間隔開的第二鰭型圖案f2交疊的部分。第二鰭型圖案f2可以分別包括交疊第三柵電極201的部分和不交疊第三柵電極201的另一部分。
第二柵電極300和第四柵電極301可以在第二方向y上延伸。第二柵電極300可以交叉相應(yīng)的第一鰭型圖案f1。例如,第二柵電極300可以包括與所述多個間隔開的第一鰭型圖案f1交疊的部分。第一鰭型圖案f1可以分別包括交疊第二柵電極300的部分和不交疊第二柵電極300的另一部分。
第四柵電極301可以交叉相應(yīng)的第二鰭型圖案f2。例如,第四柵電極301可以包括與所述多個間隔開的第二鰭型圖案f2交疊的部分。第二鰭型圖案f2可以分別包括交疊第四柵電極301的部分和不交疊第四柵電極301的另一部分。
第一柵電極200和第三柵電極201可以或可以不彼此連接。同樣地,第二柵電極300和第四柵電極301可以或可以不彼此連接。
參考圖2和3,第一柵電極200可以包括第一功函數(shù)金屬210和第一填充金屬220。第一功函數(shù)金屬210起調(diào)整功函數(shù)的作用,第一填充金屬220起填充由第一功函數(shù)金屬210形成的空間的作用。第一功函數(shù)金屬210可以是例如n型功函數(shù)金屬、p型功函數(shù)金屬或其組合。
第二柵電極300可以包括第二功函數(shù)金屬310和第二填充金屬320。第二功函數(shù)金屬310起調(diào)整功函數(shù)的作用,第二填充金屬320起填充由第二功函數(shù)金屬310形成的空間的作用。第二功函數(shù)金屬310可以是例如n型功函數(shù)金屬、p型功函數(shù)金屬或其組合。
在一些示例性實施方式中,第一區(qū)域i可以是pmos區(qū)域,因此第一功函數(shù)金屬210和第二功函數(shù)金屬310可以是n型功函數(shù)金屬和p型功函數(shù)金屬的組合。例如,第一功函數(shù)金屬210和第二功函數(shù)金屬310可以包括tin、wn、tial、tialn、tan、tic、tac、tacn、tasin和其組合的至少之一,但是不限于此。第一填充金屬220和第二填充金屬320可以包括,例如w、al、cu、co、ti、ta、多晶硅、sige和金屬合金中的至少之一,但是不限于此。
第三柵電極201可以包括第三功函數(shù)金屬211和第三填充金屬221。第三功函數(shù)金屬211起調(diào)整功函數(shù)的作用,第三填充金屬221起填充由第三功函數(shù)金屬211形成的空間的作用。第三功函數(shù)金屬211可以是例如n型功函數(shù)金屬、p型功函數(shù)金屬或其組合。
第四電極301可以包括第四功函數(shù)金屬311和第四填充金屬321。第四功函數(shù)金屬311起調(diào)整功函數(shù)的作用,第四填充金屬321起填充由第四功函數(shù)金屬311形成的空間的作用。第四功函數(shù)金屬311可以是例如n型功函數(shù)金屬、p型功函數(shù)金屬或其組合。
在一些示例性實施方式中,第二區(qū)域ii可以是nmos區(qū)域,因此第三功函數(shù)金屬211和第四功函數(shù)金屬311可以是n型功函數(shù)金屬。第三功函數(shù)金屬211和第四功函數(shù)金屬311可以包括例如tin、wn、tial、tialn、tan、tic、tac、tacn、tasin和其組合的至少之一,但是不限于此。第三填充金屬221和第四填充金屬321可以包括例如w、al、cu、co、ti、ta、多晶硅、sige和金屬合金中的至少之一,但是不限于此。
例如,第一柵電極200、第二柵電極300、第三柵電極201和第四柵電極301可以通過置換工藝或后柵工藝形成,但是不限于此。
柵絕緣膜130和140可以分別形成在第一和第二鰭型圖案f1和f2與第一和第三柵電極200和201之間,以及在第一層間絕緣膜20與相應(yīng)的第一和第三柵電極200和201之間。
柵絕緣膜130和140可以分別形成在第一和第二鰭型圖案f1和f2與第二和第四柵電極300和301之間,以及在第一層間絕緣膜20與相應(yīng)的第二和第四柵電極300和301之間。
柵絕緣膜130和140可以包括界面膜130和高k電介質(zhì)膜140。
界面膜130可以通過氧化第一鰭型圖案f1和第二鰭型圖案f2的部分而形成。界面膜130可以沿從第一層間絕緣膜20的上表面向上伸出的第一鰭型圖案f1和第二鰭型圖案f2的輪廓形成。例如,界面膜130可以共形地形成在第一和第二鰭型圖案f1和f2上。當(dāng)?shù)谝祸捫蛨D案f1和第二鰭型圖案f2是包括硅的硅鰭型圖案時,界面膜130可以包括硅氧化物膜。
如圖3所示,界面膜130可以不沿第一層間絕緣膜20的上表面形成,但是示例性實施方式不限于此。根據(jù)形成界面膜130的方法,界面膜130可以沿第一層間絕緣膜20的上表面形成。
備選地,即使第一層間絕緣膜20包括硅氧化物,當(dāng)在第一層間絕緣膜20中包括的硅氧化物與界面膜130中包括的硅氧化物具有不同的性質(zhì)時,界面膜130可以沿第一層間絕緣膜20的上表面形成。
高k電介質(zhì)膜140可以形成在界面膜130與相應(yīng)的第一、第二、第三和第四柵電極200、300、201和301之間。高k電介質(zhì)膜140可以沿從第一層間絕緣膜20的上表面向上伸出的第一鰭型圖案f1和第二鰭型圖案f2的輪廊形成。例如,高k電介質(zhì)膜140可以共形地形成在第一和第二鰭型圖案f1和f2和柵間隔物160上。此外,高k電介質(zhì)膜140可以形成在相應(yīng)的第一和第二柵電極200和300與第一層間絕緣膜20之間,以及在相應(yīng)的第三和第四柵電極201和301與第一層間絕緣膜20之間。
高k電介質(zhì)膜140可以包括具有比硅氧化物膜更高的介電常數(shù)的高k電介質(zhì)材料。例如,高k電介質(zhì)膜140可以包括硅氮氧化物、硅氮化物、鉿氧化物、鉿硅氧化物、鑭氧化物、鑭鋁氧化物、鋯氧化物、鋯硅氧化物、鉭氧化物、鈦氧化物、鋇鍶鈦氧化物、鋇鈦氧化物、鍶鈦氧化物、釔氧化物、鋁氧化物、鉛鈧鉭氧化物和鈮酸鉛鋅中的一種或更多種,但是不限于此。
柵間隔物160可以設(shè)置在沿第二方向y延伸的第一至第四柵電極200、201、300和301的側(cè)壁上。柵間隔物160可以包括例如硅氮化物(sin)、硅氮氧化物(sion)、硅氧化物(sio2)、硅氧碳氮化物(siocn)和其組合中的至少之一。
如圖所示,例如,柵間隔物160可以是單一膜,但是柵間隔物160可以是在其中多個膜層疊的多個間隔物。根據(jù)制造工藝和用途,柵間隔物160的形狀和形成柵間隔物160的所述多個間隔物的各自的形狀可以是i形或l形或其組合。
參考圖2和4,第一源極/漏極e1可以形成在第一柵電極200和第二柵電極300的在第一方向x上的每側(cè)上,而且在相應(yīng)的第一鰭型圖案f1上。第一源極/漏極e1可以是在第一鰭型圖案f1上的相應(yīng)晶體管的源/漏區(qū)。
第二源極/漏極e2可以形成在第三柵電極201和第四柵電極301的在第一方向x上的每側(cè)上,而且在相應(yīng)的第二鰭型圖案f2上。第二源極/漏極e2可以是在第二鰭型圖案f2上的相應(yīng)晶體管的源/漏區(qū)。
第一源極/漏極e1和第二源極/漏極e2可以包括通過外延形成的外延層。例如,第一源極/漏極e1和/或第二源極/漏極e2可以是升高的源極/漏極。第一區(qū)域i可以是pmos區(qū)域而且第二區(qū)域ii可以是nmos區(qū)域。例如,第一源極/漏極e1可以是sige外延層。例如,第二源極/漏極e2可以是si外延層。在這時,第二源極/漏極e2可以包括重?fù)诫s磷p的si:p。
第一源極/漏極e1可以填充第一鰭型圖案f1的凹槽f1r。同樣地,第二源極/漏極e2可以填充第二鰭型圖案f2的凹槽f2r。因此,第一源極/漏極e1和第二源極/漏極e2可以具有沿凹槽f1r和f2r的底表面成u形的下部分。在一些示例性實施方式中,第一源極/漏極e1和第二源極/漏極e2可以根據(jù)凹槽f1r和f2r的形成而具有w形的下部分或具有一連串u形的uu形的下部分。
圖2是在第一方向x上的截面圖,圖4是在第二方向y上的截面圖。
首先參考圖2,在第一區(qū)域i中的第一源極/漏極e1可以形成為填充形成在第一鰭型圖案f1的上表面上的凹槽f1r。在這時,因為第一柵電極200和第二柵電極300形成在第一鰭型圖案f1的上表面上的在其中沒有形成凹槽f1r的部分中,所以第一源極/漏極e1可以形成在第一柵電極200和第二柵電極300之間。
第一源極/漏極e1可具有與第一鰭型圖案f1相同水平的上表面。例如,第一源極/漏極e1的上表面的高度可以等于第一鰭型圖案f1的上表面的高度。例如,第一源極/漏極e1的上表面和相鄰的第一鰭型圖案f1的上表面可以在關(guān)于基板10的延伸表面的相同水平。例如,第一源極/漏極e1的高度可以是從第一源極/漏極e1的最低點到源極/漏極e1的最高點的豎直距離。源極/漏極的其它高度可以類似地定義。第一源極/漏極e1的高度可以在25nm和45nm之間。第一源極/漏極e1的高度可以在30nm和40nm之間。第一源極/漏極e1的上表面可以是平的。例如,上表面的最高點的從上表面的最低水平起的高度可以小于5nm。在本公開中討論的高度可以是在兩點之間的豎直距離,該豎直距離在關(guān)于基板10的延伸表面的垂直方向上獲得。第一源極/漏極e1的上表面的一部分可以與柵間隔物160的下表面的一部分交疊。例如,第一源極/漏極e1的上表面的一部分可以與柵間隔物160的下表面的一部分接觸。
在第二區(qū)域ii中的第二源極/漏極e2可以形成為填充形成在第二鰭型圖案f2的上表面上的凹槽f2r。在這時,因為第三柵電極201和第四柵電極301形成在第二鰭型圖案f2的上表面上的沒有形成凹槽f2r的部分中,所以第二源極/漏極e2可以形成在第三柵電極201和第四柵電極301之間。
第二源極/漏極e2可具有比第二鰭型圖案f2的上表面高的上表面。例如,第二源極/漏極e2的上表面的高度可以大于第二鰭型圖案f2的上表面的高度。第二源極/漏極e2的上表面可具有凸起部分cv。第二源極/漏極e2的上表面的一部分可以與柵間隔物160的下表面的一部分交疊。例如,第二源極/漏極e2的上表面的一部分可以與柵間隔物160的下表面的一部分接觸。例如,第二源極/漏極e2的高度可以在30nm和60nm之間。第二源極/漏極e2的高度可以在40nm和50nm之間。
第二源極/漏極e2的上表面的凸起部分cv可以以第一高度h1從形成在第二鰭型圖案f2中的凹槽f2r的底表面凸地形成。第一高度h1可以大于第一源極/漏極e1的上表面與凹槽f1r的底表面間隔開的高度h0。例如,第一高度h1可以在30nm和60nm之間。第一高度h1可以在40nm和50nm之間。例如,h1與h0的比率可以在1.1:1和2:1之間。例如,h1與h0的比率可以在1.2:1和1.5:1之間。
參考圖4,第一源極/漏極e1和第二源極/漏極e2的外周可具有各種形狀。例如,第一源極/漏極e1和第二源極/漏極e2的外周可具有菱形、圓形和矩形形狀的至少之一。例如,圖4示出菱形形狀(或五邊形或六邊形形狀)。除非上下文另外表示,此處描述的形狀指的是元件(例如鰭、間隔物、源極/漏極等)的特殊的截面圖或視圖(例如俯視圖)的二維形狀。
因為根據(jù)示例性實施方式的半導(dǎo)體器件是在第一區(qū)域i中的pmos晶體管,所以第一源極/漏極e1可以包括壓應(yīng)力材料。例如,壓應(yīng)力材料可以是具有比si高的晶格常數(shù)的材料,諸如sige。例如,壓應(yīng)力材料可以通過在第一鰭型圖案f1(例如pmos晶體管的溝道區(qū))上施加壓應(yīng)力而增強溝道區(qū)中的載流子的遷移率。
當(dāng)根據(jù)示例性實施方式的半導(dǎo)體器件在第二區(qū)域ii中是nmos晶體管時,第二源極/漏極e2可以包括張應(yīng)力材料。例如,當(dāng)?shù)诙捫蛨D案f2是硅時,第二源極/漏極e2可以是具有比硅小的晶格常數(shù)的材料(例如sic)。例如,張應(yīng)力材料可以通過在第二鰭型圖案f2(例如nmos晶體管的溝道區(qū))上施加張應(yīng)力而增強溝道區(qū)中的載流子的遷移率。
參考圖4,在第一和第二區(qū)域中i和ii中的第一源極/漏極e1和第二源極/漏極e2的每個可以是凸起的多邊形形狀。如圖4所示,凸起的多邊形形狀可以是五邊形。
第一源極/漏極e1的截面可具有凸起的多邊形形狀。在這種情況下,多個第一源極/漏極e1的截面可具有彼此相同的形狀。在此處使用的表述“相同的”可以不僅包括彼此完全相同的形狀和尺寸,而且可以包括包含彼此具有相同內(nèi)角的不同尺寸的凸起的多邊形形狀的概念。
例如,第一源極/漏極e1可以均是左右對稱的。每個第一源極/漏極e1可以包括下部區(qū)域和形成在下部區(qū)域上的上部區(qū)域,而且下部區(qū)域可具有隨著其高度增加而增大的寬度,上部區(qū)域可具有隨著其高度增加而減小的寬度。
每個上部區(qū)域可以包括彼此對稱的第一外表面和第二外表面。在第一源極/漏極e1中第一外表面的法線方向可以彼此相同。在第一源極/漏極e1中第二外表面的法線方向可以彼此相同。
多個第一源極/漏極e1可具有彼此相同的內(nèi)角。在一些示例性實施方式中,內(nèi)角可以僅表示每個第一源極/漏極e1的不與第一鰭型圖案f1接觸的三個內(nèi)角。例如,第一源極/漏極e1的三個內(nèi)角可以根據(jù)晶體取向而具有恒定值。
因為第一區(qū)域i可以是pmos區(qū)域,所以第一源極/漏極e1可以包括sige,而且它的外延生長可以在直的晶體取向上進(jìn)行。因此,第一源極/漏極e1的截面可具有彼此相同的形狀。
參考圖4,在第二區(qū)域ii中的每個第二源極/漏極e2可以是凸起的多邊形形狀。如圖4所示,凸起的多邊形形狀可以是五邊形。在此使用時,因為“凸起的多邊形形狀”包括連接內(nèi)角的曲面,所以它不是僅指具有始終平面的圖形。內(nèi)角可具有有截然不同的特性的形狀。例如,如圖4所示,當(dāng)此處使用的“凸起的多邊形形狀”被描繪成具有如下面所示的示例內(nèi)角時,它也可以具有除示例內(nèi)角外的其它內(nèi)角,而且連接每個內(nèi)角的面可以不是平面。
第二源極/漏極e2可以是彼此不同的形狀。例如,第二源極/漏極e2可具有彼此不同的內(nèi)角。
因為第二區(qū)域ii可以是nmos區(qū)域,所以第二源極/漏極e2可以包括si或si:p,而且與第一區(qū)域i不同,它的外延生長可以在非直的晶體取向上進(jìn)行。因此,多個第二源極/漏極e2可具有彼此不同的形狀。
每個第二源極/漏極e2可以包括下部區(qū)域和形成在下部區(qū)域上的上部區(qū)域,而且下部區(qū)域可以具有隨著其高度增加而增大的寬度,上部區(qū)域可以具有隨著其高度增加而減小的寬度。
在第二源極/漏極e2中,每個上部區(qū)域可以包括彼此對稱的第三外表面和第四外表面,在第二源極/漏極e2中第三外表面的法線方向可以彼此不同。在第二源極/漏極e2中第四外表面的法線方向可以彼此不同。
在第一區(qū)域i中第一源極/漏極e1和第一鰭型圖案f1相接的界面的高度可以小于在第二區(qū)域ii中第二源極/漏極e2和第二鰭型圖案f2相接的界面的高度。例如,第一源極/漏極e1的上表面可以比第二源極/漏極e2的上表面低。
例如,在第一區(qū)域i中的第一鰭型圖案f1的凹陷深度比在第二區(qū)域中的第二鰭型圖案f2的凹陷深度更深。在第一區(qū)域i中,因為第一源極/漏極e1的形狀被規(guī)則地形成,所以第一源極/漏極e1的總體積可以根據(jù)第一鰭型圖案f1的凹槽f1r的角度確定。例如,鰭型圖案可以隨著從基板10起的距離增加而變窄。例如,凹陷的鰭型圖案的上表面的寬度可以隨著凹槽f1r的不斷增加的深度而變大。例如,因為第一源極/漏極e1可以沿晶體取向形成,所以每個第一源極/漏極e1的總體積可以根據(jù)暴露的鰭型圖案的上表面的寬度確定。例如,在如圖2所示的截面圖中第一源極/漏極e1的上表面的寬度可以在20nm和50nm之間。例如在截面圖中第一源極/漏極e1的上表面的寬度可以在30nm和40nm之間。例如,在如圖2所示的截面圖中第一源極/漏極e1的上表面的寬度可以是上表面的兩個端點之間的距離。
相反,因為在第二區(qū)域ii中第二源極/漏極e2的形狀是不規(guī)則的,所以暴露的鰭型圖案的上表面的寬度可以不影響第二源極/漏極e2的體積。例如,已經(jīng)生長的第二源極/漏極e2的長度可以決定第二源極/漏極e2的體積。因此,與在第一區(qū)域i中不同,在第二區(qū)域ii中將鰭型圖案的凹槽形成得淺可以是有利的。例如,第二源極/漏極e2的體積可以取決于第二源極/漏極e2已經(jīng)生長的時間。因此,在第一區(qū)域i中的鰭型圖案和外延圖案的界面的高度可以比在第二區(qū)域ii中的鰭型圖案和外延圖案的界面的高度低。
在第二區(qū)域ii中的第二鰭型圖案f2的上表面可以比在第一區(qū)域i中的第一鰭型圖案f1的上表面高。因而,在第二區(qū)域ii中的第二鰭型圖案f2的上表面的寬度可以小于在第一區(qū)域i中的第一鰭型圖案f1的上表面的寬度。例如,在如圖2所示的截面圖中第二源極/漏極e2的上表面的寬度可以在15nm和45nm之間。例如,在截面圖中第一源極/漏極e1的上表面的寬度可以在27nm和37nm之間。
在第二區(qū)域ii中的第二源極/漏極e2的一些可以彼此接觸。例如,第二源極/漏極e2的一些可以與相鄰的第二源極/漏極e2合并。
在第一區(qū)域i中的第一源極/漏極e1可以不彼此接觸,而是可以分別彼此間隔開。相反,第二源極/漏極e2中的至少之一可以彼此接觸。這是因為在第二區(qū)域ii中的第二源極/漏極e2的寬度可以生長得大于在第一區(qū)域i中的第一源極/漏極e1的寬度。
在根據(jù)一些示例性實施方式的半導(dǎo)體器件中,因為在第二區(qū)域ii中第二源極/漏極e2的部分彼此接觸,所以氣隙g可以形成在合并的第二源極/漏極e2下面。
氣隙g可以形成在兩個彼此接觸的第二源極/漏極e2之間。氣隙g可以形成在第一層間絕緣膜20上。氣隙g可以被兩個彼此接觸的第二源極/漏極e2覆蓋。
然后,根據(jù)一些示例性實施方式的半導(dǎo)體器件的另一區(qū)域?qū)⒖紙D5和6描述。在圖5和6中的區(qū)域可以包括第三鰭型圖案f3、第四鰭型圖案f4、第一至第六淺溝槽st1'-st6'、第一至第三溝槽t1'-t3'、第一層間絕緣膜20、第二層間絕緣膜30、第五柵電極200'、第六柵電極300'、第七柵電極201'、第八柵電極301'、柵絕緣膜130'和140'、柵間隔物160'、第三源極/漏極e3、第四源極/漏極e4等等。
第三區(qū)域iii和第四區(qū)域iv可具有與以上描述的第一區(qū)域i和第二區(qū)域ii類似的結(jié)構(gòu)。然而,在第三區(qū)域iii中的第五柵電極200'和第六柵電極300'之間的距離以及在第四區(qū)域iv中的第七柵電極201'和第八柵電極301'之間的距離可以是大于在第一區(qū)域i和第二區(qū)域ii中的第一距離d1的第二距離d2。
第五柵電極200'可以包括第五功函數(shù)金屬210'和第五填充金屬220'。第五功函數(shù)金屬210'起調(diào)整功函數(shù)的作用,第五填充金屬220'起填充由第五功函數(shù)金屬210'形成的空間的作用。第五功函數(shù)金屬210'可以是,例如,n型功函數(shù)金屬、p型功函數(shù)金屬或其組合。
第六柵電極300'可以包括第六功函數(shù)金屬310'和第六填充金屬320'。第六功函數(shù)金屬310'起調(diào)整功函數(shù)的作用,第六填充金屬320'起填充由第六功函數(shù)金屬310'形成的空間的作用。第六功函數(shù)金屬310'可以是,例如,n型功函數(shù)金屬、p型功函數(shù)金屬或其組合。
在一些示例性實施方式中,第三區(qū)域iii可以是pmos區(qū)域,因此第五功函數(shù)金屬210'和第六功函數(shù)金屬310'可以是n型功函數(shù)金屬和p型功函數(shù)金屬的組合。例如,第五功函數(shù)金屬210'和第六功函數(shù)金屬310'可以包括tin、wn、tial、tialn、tan、tic、tac、tacn、tasin和其組合中的至少之一,但是不限于此。第五填充金屬220'和第六填充金屬320'可以包括,例如w、al、cu、co、ti、ta、多晶硅、sige和金屬合金中的至少之一,但是不限于此。
第七柵電極201'可以包括第七功函數(shù)金屬211'和第七填充金屬221'。第七功函數(shù)金屬211'起調(diào)整功函數(shù)的作用,第七填充金屬221'起填充由第七功函數(shù)金屬211'形成的空間的作用。第七功函數(shù)金屬211'可以是,例如n型功函數(shù)金屬、p型功函數(shù)金屬或其組合。
第八柵電極301'可以包括第八功函數(shù)金屬311'和第八填充金屬321'。第八功函數(shù)金屬311'起調(diào)整功函數(shù)的作用,第八填充金屬321'起填充由第八功函數(shù)金屬311'形成的空間的作用。第八功函數(shù)金屬311'可以是例如n型功函數(shù)金屬、p型功函數(shù)金屬或其組合。
在一些示例性實施方式中,第四區(qū)域iv可以是nmos區(qū)域,因此第七功函數(shù)金屬211'和第八功函數(shù)金屬311'可以是n型功函數(shù)金屬。例如,第七功函數(shù)金屬211'和第八功函數(shù)金屬可以包括例如tin、wn、tial、tialn、tan、tic、tac、tacn、tasin和其組合中的至少之一,但是不限于此。第七填充金屬221'和第八填充金屬321'可以包括例如w、al、cu、co、ti、ta、多晶硅、sige和金屬合金中的至少之一,但是不限于此。
例如,第五柵電極200'、第六柵電極300'、第七柵電極301'和第八柵電極301'可以通過置換工藝或后柵工藝形成,但是不限于此。
第三源極/漏極e3可以形成在第五柵電極200'和第六柵電極300'在第一方向x上的兩側(cè),而且在相應(yīng)的第三鰭型圖案f3上。第三源極/漏極e3可以是在第三鰭型圖案f3上的相應(yīng)的晶體管的源/漏區(qū)。
第四源極/漏極e4可以形成在第七柵電極201'和第八柵電極301'在第一方向x上的兩側(cè),而且在相應(yīng)的第四鰭型圖案f4上。第四源極/漏極e4可以是在第四鰭型圖案f4上的相應(yīng)的晶體管的源/漏區(qū)。
第三源極/漏極e3和第四源極/漏極e4可以包括通過外延而形成的外延層。例如,第三源極/漏極e3和第四源極/漏極e4可以是升高的源極/漏極。第三區(qū)域iii可以是pmos區(qū)域以及第四區(qū)域iv可以是nmos區(qū)域,因此第三源極/漏極e3可以是例如sige外延層。第四源極/漏極e4可以是例如si外延層。在這時候,第四源極/漏極e4可以包括重?fù)诫s磷p的si:p。
第三源極/漏極e3可以填充第三鰭型圖案f3的凹槽f3r。同樣地,第四源極/漏極e4可以填充第四鰭型圖案f4的凹槽f4r。
圖6是在第一方向x上的截面圖。參考圖6,在第三區(qū)域iii中的第三源極/漏極e3可以形成為填充形成在第三鰭型圖案f3的上表面上的凹槽f3r。在這時候,因為第五柵電極200'和第六柵電極300'形成在第三鰭型圖案f3的上表面上的沒有形成凹槽f3r的部分中,所以第三源極/漏極e3可以形成在第五柵電極200'和第六柵電極300'之間。
第三源極/漏極e3可具有與第三鰭型圖案f3相同水平的上表面。例如,第三源極/漏極e3的上表面的高度可以等于第三鰭型圖案f3的上表面的高度。第三源極/漏極e3的上表面可以是平坦的。例如,上表面的最高點的從上表面的最低水平起的高度可以小于5nm。第三源極/漏極e3的上表面的一部分可以與柵間隔物160'的下表面的一部分交疊。例如,第三源極/漏極e3的上表面的一部分可以與柵間隔物160'的下表面的一部分接觸。
在第四區(qū)域iv中的第四源極/漏極e4可以形成為填充形成在第四鰭型圖案f4的上表面上的凹槽f4r。在這時候,因為第七柵電極201'和第八柵電極301'形成在第四鰭型圖案f4的上表面上的沒有形成凹槽f4r的部分中,所以第四源極/漏極e4可以形成在第七柵電極201'和第八柵電極301'之間。
第四源極/漏極e4可具有與第四鰭型圖案f4相同水平的上表面。例如,第四源極/漏極e4的上表面的高度可以等于第四鰭型圖案f4的上表面的高度。第四源極/漏極e4的上表面可以是平坦的。例如,上表面的最高點的從上表面的最低水平起的高度可以小于5nm。第四源極/漏極e4的上表面的一部分可以與柵間隔物160'的下表面的一部分交疊。例如,第四源極/漏極e4的上表面的一部分可以與柵間隔物160'的下表面的一部分接觸。
第四源極/漏極e4的上表面可以形成為與形成在第四鰭型圖案f4中的凹槽f4r的底表面隔開第二高度h2。第二高度h2可以大于高度h2',其中第三源極/漏極e3的上表面與凹槽f3r的底表面間隔開高度h2'。然而,示例性實施方式不限于以上給出的示例。第二高度h2可以在35nm和55nm之間。第二高度h2可以在40nm和50nm之間。第二高度h2'可以在25nm和45nm之間。第二高度h2'可以在30nm和40nm之間。例如,h2與h2'的比率可以在1.1:1和2:1之間。例如,h2與h2'的比率可以在1.2:1和1.5:1之間。
接著,根據(jù)一些示例性實施方式的半導(dǎo)體器件的另一區(qū)域?qū)⒖紙D7和8描述。圖7至8中的區(qū)域可以包括第五鰭型圖案f5、第六鰭型圖案f6、第一至第六淺溝槽st1"-st6"、第一至第三溝槽t1"-t3"、第一層間絕緣膜20、第二層間絕緣膜30、第九柵電極200"、第十柵電極300"、第十一柵電極201"、第十二柵電極301"、柵絕緣膜130"和140"、柵間隔物160"、第五源極/漏極e5、第六源極/漏極e6等。
第五區(qū)域v和第六區(qū)域vi可具有與以上描述的第三區(qū)域iii和第四區(qū)域iv類似的結(jié)構(gòu)。然而,在第五區(qū)域v中的第九柵電極200"和第十柵電極300"之間的距離以及在第六區(qū)域vi中的第十一柵電極201"和第十二柵電極301"之間的距離可以是大于在第三區(qū)域iii和第四區(qū)域iv中的第二距離d2的第三距離d3。
第九柵電極200"可以包括第九功函數(shù)金屬210"和第九填充金屬220"。第九功函數(shù)金屬210"起調(diào)整功函數(shù)的作用,第九填充金屬220"起填充由第九功函數(shù)金屬210"形成的空間的作用。第九功函數(shù)金屬210"可以是例如n型功函數(shù)金屬、p型功函數(shù)金屬或其組合。
第十柵電極300"可以包括第十功函數(shù)金屬310"和第十填充金屬320"。第十功函數(shù)金屬310"起調(diào)整功函數(shù)的作用,第十填充金屬320"起填充由第十功函數(shù)金屬310"形成的空間的作用。第十功函數(shù)金屬310"可以是例如n型功函數(shù)金屬、p型功函數(shù)金屬或其組合。
在一些示例性實施方式中,第五區(qū)域v可以是pmos區(qū)域,因此第九功函數(shù)金屬210"和第十功函數(shù)金屬310"可以是n型功函數(shù)金屬和p型功函數(shù)金屬的組合。例如,第九功函數(shù)金屬210"和第十功函數(shù)金屬310"可以包括tin、wn、tial、tialn、tan、tic、tac、tacn、tasin和其組合中的至少之一,但是不限于此。第九填充金屬220"和第十填充金屬320"可以包括例如w、al、cu、co、ti、ta、多晶硅、sige和金屬合金中的至少之一,但是不限于此。
第十一柵電極201"可以包括第十一功函數(shù)金屬211"和第十一填充金屬221"。第十一功函數(shù)金屬211"起調(diào)整功函數(shù)的作用,第十一填充金屬221"起填充由第十一功函數(shù)金屬211"形成的空間的作用。第十一功函數(shù)金屬211"可以是例如n型功函數(shù)金屬、p型功函數(shù)金屬或其組合。
第十二柵電極301"可以包括第十二功函數(shù)金屬311"和第十二填充金屬321"。第十二功函數(shù)金屬311"起調(diào)整功函數(shù)的作用,第十二填充金屬321"起填充由第十二功函數(shù)金屬311"形成的空間的作用。第十二功函數(shù)金屬311"可以是例如n型功函數(shù)金屬、p型功函數(shù)金屬或其組合。
在一些示例性實施方式中,第六區(qū)域vi可以是nmos區(qū)域,因此第十一功函數(shù)金屬211"和第十二功函數(shù)金屬311"可以是n型功函數(shù)金屬。第十一功函數(shù)金屬211"和第十二功函數(shù)金屬可以包括例如tin、wn、tial、tialn、tan、tic、tac、tacn、tasin和其組合中的至少一種,但是不限于此。第十一填充金屬221"和第十二填充金屬321"可以包括例如w、al、cu、co、ti、ta、多晶硅、sige和金屬合金中的至少一種,但是不限于此。
例如,第九柵電極200"、第十柵電極300"、第十一柵電極201"和第十二柵電極301"可以通過置換工藝或后柵工藝形成,但是不限于此。
第五源極/漏極e5可以形成在第九柵電極200"和第十柵電極300"在第一方向x上的兩側(cè)上,而且在相應(yīng)的第五鰭型圖案f5上。第五源極/漏極e5可以是在第五鰭型圖案f5上的相應(yīng)的晶體管的源/漏區(qū)。
第六源極/漏極e6可以分別形成在第十一柵電極201"和第十二柵電極301"在第一方向x上的兩側(cè),并且在第六鰭型圖案f6上。第六源極/漏極e6可以是在第六鰭型圖案f6上的相應(yīng)的晶體管的源/漏區(qū)。
第五源極/漏極e5和第六源極/漏極e6可以包括通過外延形成的外延層。例如,第五源極/漏極e5和第六源極/漏極e6可以是升高的源極/漏極。例如,第五區(qū)域v可以是pmos區(qū)域以及第六區(qū)域vi可以是nmos區(qū)域,因此第五源極/漏極e5可以是sige外延層。例如,第六源極/漏極e6可以是si外延層。在這時候,第六源極/漏極e6可以包括重?fù)诫s磷p的si:p。
第五源極/漏極e5可以填充第五鰭型圖案f5的凹槽f5r。同樣地,第六源極/漏極e6可以填充第六鰭型圖案f6的凹槽f6r。
圖8是在第一方向x上的截面圖。參考圖8,在第五區(qū)域v中的第五源極/漏極e5可以形成為填充形成在第五鰭型圖案f5的上表面上的凹槽f5r。在這時候,因為第九柵電極200"和第十柵電極300"形成在第五鰭型圖案f5的上表面上的不形成凹槽f5r的部分中,所以第五源極/漏極e5可以形成在第九柵電極200"和第十柵電極300"之間。
第五源極/漏極e5可具有與第五鰭型圖案f5的相同水平的上表面。例如,第五源極/漏極e5的上表面的高度可以等于第五鰭型圖案f5的上表面的高度。第五源極/漏極e5的上表面可以是平坦的。例如,上表面的最高點的從上表面的最低水平起的高度可以小于5nm。第五源極/漏極e5的上表面的一部分可以交疊柵間隔物160"的下表面的一部分。例如,第五源極/漏極e5的上表面的一部分可以與柵間隔物160"的下表面的一部分接觸。
在第六區(qū)域vi中的第六源極/漏極e6可以形成為填充形成在第六鰭型圖案f6的上表面上的凹槽。在這時候,因為第十一柵電極201"和第十二柵電極301"形成在第六鰭型圖案f6的上表面上的沒有形成凹槽f6r的部分中,所以第六源極/漏極e6可以形成在第十一柵電極201"和第十二柵電極301"之間。
第六源極/漏極e6可具有比第六鰭型圖案f6高的上表面。例如,第六鰭型圖案f6的上表面的高度可以小于第六源極/漏極e6的上表面的高度。第六源極/漏極e6的上表面可以包括凹進(jìn)部分cc。第六源極/漏極e6的上表面的一部分可以交疊柵間隔物160"的下表面的一部分。例如,第六源極/漏極e6的上表面的一部分可以與柵間隔物160"的下表面的一部分接觸。
第六源極/漏極e6的上表面的凹進(jìn)部分cc可以比第六源極/漏極e6和柵間隔物160"相接的點低地形成。第一凸起部分cv1和第二凸起部分cv2可以形成在凹進(jìn)部分cc的兩側(cè)。第一凸起部分cv1可以是柵間隔物160"之一和第六源極/漏極e6之一相接的點。然而,示例性實施方式不限于以上給出的示例。第二凸起部分cv2可以與柵間隔物160"之一和第六源極/漏極e6之一相接的點間隔開預(yù)定距離。然而,示例性實施方式不限于以上給出的示例。例如,凸起部分的位置可以或可以不是與柵間隔物160"接觸的位置。
凹進(jìn)部分cc可以形成為與從第六鰭型圖案f6中形成的凹槽f6r的底表面起的第三高度h3一樣高。第三高度可以大于第五源極/漏極e5的上表面與凹槽f5r的底表面間隔開的高度。然而,示例性實施方式不限于以上給出的示例。例如,第三高度h3可以在20nm和40nm之間。例如,第三高度h3可以在25nm和35nm之間。
第六源極/漏極e6的上表面的最低部分可以定位得高于第六鰭型圖案f6。例如,第六源極/漏極e6的上表面的最低部分是凹進(jìn)部分cc的上表面的最低部分。凹進(jìn)部分cc的上表面的最低部分可以形成得比第六鰭型圖案的上表面高第四高度h4。例如,第四高度h4可以是第六鰭型圖案f6的上表面的高度和第六源極/漏極e6的上表面的凹進(jìn)部分的最低部分的高度之差。例如,第四高度h4可以小于20nm。例如,第四高度h4可以小于10nm。例如,h4小于h3的50%。例如,h4小于h3的30%。
然后,第一區(qū)域i、第三區(qū)域iii和第五區(qū)域v將參考圖9比較,第二區(qū)域ii、第四區(qū)域iv和第六區(qū)域vi將參考圖10比較。
首先,參考圖9,根據(jù)一些示例性實施方式的半導(dǎo)體器件的第一區(qū)域i、第三區(qū)域iii和第五區(qū)域v將在下面比較。
在第一區(qū)域i、第三區(qū)域iii和第五區(qū)域v中,柵電極之間的距離可以逐漸增加。例如,在第一區(qū)域i中的第一柵電極200和第二柵電極300之間的距離可以是第一距離d1,在第三區(qū)域iii中的第五柵電極200'和第六柵電極300'之間的距離可以是第二距離d2,在第五區(qū)域v中的第九柵電極200"和第十柵電極300"之間的距離可以是第三距離d3。第一距離d1可以小于第二距離d2,第二距離d2可以小于第三距離d3。
因為在第一區(qū)域i、第三區(qū)域iii和第五區(qū)域ⅴ中的柵電極之間的距離逐漸增加,所以第三源極/漏極e3的寬度可以大于第一源極/漏極e1的寬度,并且第五源極/漏極e5的寬度可以大于第三源極/漏極e3的寬度。例如,在如圖6所示的截面圖中的第三源極/漏極e3的上表面的寬度可以在30nm和60nm之間。例如在所述截面圖中的第三源極/漏極e3的上表面的寬度可以在40nm和50nm之間。例如在如圖8所示的截面圖中的第五源極/漏極e5的上表面的寬度可以在50nm和120nm之間。例如在所述截面圖中的第五源極/漏極e5的上表面的寬度可以在65nm和85nm之間。
相反地,第一源極/漏極e1、第三源極/漏極e3和第五源極/漏極e5的上表面的高度可以全部相等。第一區(qū)域i、第三區(qū)域iii和第五區(qū)域v的每個可以是pmos區(qū)域。因此,因為第一源極/漏極e1、第三源極/漏極e3和第五源極/漏極e5可以包括sige并且生長得在(111)面中十分飽和,所以凹槽f1r、f3r和f5r可以隨時間被全部填充。因此,第一源極/漏極e1、第三源極/漏極e3和第五源極/漏極e5可以被完全填充至相同高度。
然后,參考圖10,根據(jù)一些示例性實施方式的半導(dǎo)體器件的第二區(qū)域ii、第四區(qū)域iv和第六區(qū)域vi將在下面比較。
在第二區(qū)域ii,第四區(qū)域iv和第六區(qū)域vi中,柵電極之間的距離可以逐漸增加。例如,在第二區(qū)域ii中的第三柵電極201和第四柵電極301之間的距離可以是第一距離d1,在第四區(qū)域iv中的第七柵電極201'和第八柵電極301'之間的距離可以是第二距離d2,在第六區(qū)域vi中的第十一柵電極201"和第十二柵電極301"之間的距離可以是第三距離d3。第一距離d1可以小于第二距離d2,第二距離d2可以小于第三距離d3。
因為在第二區(qū)域ii、第四區(qū)域iv和第六區(qū)域vi中的柵電極之間的距離逐漸增加,第四源極/漏極e4的寬度可以大于第二源極/漏極e2的寬度,第六源極/漏極e6的寬度可以大于第四源極/漏極e4的寬度。例如,在如圖6所示的截面圖中的第四源極/漏極e4的上表面的寬度可以在30nm和60nm之間。例如在所述截面圖中的第四源極/漏極e4的上表面的寬度可以在40nm和50nm之間。例如在如圖8所示的截面圖中的第六源極/漏極e6的上表面的寬度可以在50nm和120nm之間。例如,在所述截面圖中的第六源極/漏極e6的上表面的寬度可以在65nm和85nm之間。
第二源極/漏極e2的上表面可以包括凸起部分cv。第四源極/漏極e4的上表面可以是平坦的。例如,上表面的最高點的從上表面的最低水平起的高度可以小于5nm。第六源極/漏極e6的上表面可以包括凹進(jìn)部分cc。例如,因為柵電極之間的距離增加,所以源極/漏極的上表面的形狀可以從向上凸變?yōu)橄蛳峦埂?/p>
這可能是因為以高濃度的磷p摻雜的si:p的外延生長速度根據(jù)柵電極之間的距離(即,開口空間)變化而發(fā)生的。外延生長根據(jù)生長面的方向可具有不同的速度。例如,(100)面方向可具有最高的生長速度,(110)面方向可具有第二高的生長速度。在(100)面和(110)面相接的(111)面方向上的生長速度可以最慢。
當(dāng)凹槽f2r、f4r和f6r的底表面被平坦地形成時,源極/漏極的上表面可以根據(jù)在底表面的(100)面中的生長速度、在側(cè)表面的(110)面中的生長速度以及在(111)面中的生長速度而被平坦地形成,其中(111)面作為底表面的(100)面和側(cè)表面的(110)面相接的交疊部分。例如,凹槽f2r、f4r和f6r的平坦的底表面的每個可具有從底表面的最高點的從底表面的最低水平起的高度可以小于5nm的粗糙度。
在某些實施方式中,凹槽f2r、f4r和f6r的底表面可以不是平坦的,而且沒有許多純(100)面。在某些實施方式中,(100)面、(110)面和(111)面中的至少兩個彼此交疊,生長速度的分布可以根據(jù)凹槽f2r、f4r和f6r的面而變化。因此,源極/漏極的形狀在nmos區(qū)域中可以變化。例如,在底表面中的生長速度可以減小。因此,側(cè)表面的生長速度可以相對地增大。
在某些實施方式中,盡管外延生長在底表面和側(cè)表面的表面開始,但是si原子沿絕緣膜的側(cè)壁擴(kuò)散。例如,在凹槽f2r、f4r和f6r的與絕緣膜的側(cè)壁連接的側(cè)壁上si的外延生長可以大于在凹槽f2r、f4r和f6r的底表面上si的外延生長。
例如,當(dāng)柵電極的距離從第一距離d1逐漸增加到第二距離d2,并且然后增加到第三距離d3時,可以導(dǎo)致在nmos區(qū)域中的源極/漏極的形狀的變化。
例如,當(dāng)柵電極的距離較短時,第二源極/漏極e2的上表面可以包括像第二區(qū)域ii那樣的凸起部分cv。例如,當(dāng)柵電極的距離變得稍大時,第四源極/漏極e4的上表面可以像第四區(qū)域iv那樣變平。例如,第四源極/漏極e4的上表面的最高點的從第四源極/漏極的上表面的最低水平起的高度可以小于5nm。同樣在這時候,根據(jù)以上描述的原因,多個第四源極/漏極e4可以是非限定的形狀,而是可具有不規(guī)則的形狀。例如,第四源極/漏極e4可以不是平坦的,而是具有包括細(xì)小彎曲的上表面。例如,第四源極/漏極e4的上表面可具有不平坦的表面。
當(dāng)柵電極之間的距離增大時,第六源極/漏極e6的上表面可以包括像第六區(qū)域vi一樣的凹進(jìn)部分cc。例如,因為源極/漏極e6的外延生長在凹槽f6r的側(cè)壁中發(fā)生得更多,所以所得的形狀可以在中部凹入。例如,源極/漏極e6在凹槽f6r的側(cè)壁中的外延生長可以比在凹槽f6r的底部的外延生長更快,而且源極/漏極e6的上表面可具有凹入形狀。這可能是根據(jù)用于在包括高濃度磷p的nmos區(qū)域中制造具有高效率的操作特性的半導(dǎo)體器件的方法導(dǎo)致的形狀。當(dāng)凹進(jìn)部分cc可以形成在第六源極/漏極e6的中心時,相對凸起的第一凸起部分cv1和第二凸起部分cv2可以形成在凹進(jìn)部分cc的兩側(cè)中。
例如,源極/漏極的上表面的中心可以低于源極/漏極的上表面的側(cè)部分。上表面的側(cè)部分可以是源極/漏極的上表面接觸柵間隔物的部分。上表面的側(cè)部分可以是在源極/漏極的上表面的中心與上表面接觸柵間隔物的點之間的部分。在某些實施方式中,上表面的側(cè)部分可以是源極/漏極的上表面接觸柵極表面的點。源極/漏極的上表面可以是源極/漏極接觸以上描述的第二層間絕緣膜30的邊界面。
例如,凹進(jìn)部分cc的深度可以是在第六源極/漏極e6的凹進(jìn)部分cc的上表面的最低點和第六源極/漏極e6的凸起部分cv1和cv2的最高點之間的豎直距離。凹進(jìn)部分cc的深度可以小于50nm。例如,凹進(jìn)部分cc的深度可以小于30nm。例如,第六源極/漏極的高度可以是在第六源極/漏極e6的下表面的最低點與凸起部分cv1和cv2的最高點之間的豎直距離。第六源極/漏極e6的高度可以在35nm和100nm之間。例如,第六源極/漏極e6的高度可以在40nm和70nm之間。例如,第六源極/漏極e6的凹進(jìn)部分cc的深度可以在第六源極/漏極e6的高度的10%和60%之間。例如,第六源極/漏極e6的凹進(jìn)部分cc的深度可以在第六源極/漏極e6的高度的10%和45%之間。例如,第六源極/漏極e6的凹進(jìn)部分cc的深度可以在第六源極/漏極e6的高度的15%和30%之間。
所述高度可以全部相等。例如,第一區(qū)域i、第三區(qū)域iii和第五區(qū)域v的每個可以是pmos區(qū)域。例如,因為第一源極/漏極e1、第三源極/漏極e3和第五源極/漏極e5可以包括sige并且在(111)面中完全飽和地生長,所以凹槽f1r、f3r和f5r可以隨時間被全部填充。例如,第一源極/漏極e1、第三源極/漏極e3和第五源極/漏極e5可以被全部填充至相同高度。
在下文,根據(jù)一些示例性實施方式的半導(dǎo)體器件將參考圖1和11描述。為了簡潔起見,與以上描述的一些示例性實施方式重疊的元件或操作將被盡可能地簡要地提及或被省略。
圖11是提供用于說明根據(jù)一些示例性實施方式的半導(dǎo)體器件的截面圖。圖11是沿圖1的線a-a'和b-b'截取的截面圖。
參考圖1和11,在第一區(qū)域i中,根據(jù)一些示例性實施方式的半導(dǎo)體器件的凹槽f1r和源極/漏極e1的下部分可以是u形。例如,第一源極/漏極e1的下部分可以不平坦地形成,而是形成為在截面圖中曲線交疊的形狀。第一源極/漏極e1的下部分可具有曲面交疊的形狀。例如,在如上所述的pmos的情況下,即使凹槽f1r的下部分不是平坦的以使得外延生長的生長速度隨著時間根據(jù)面而改變,第一源極/漏極e1也可以形成完全填充凹槽flr的形式。
例如,凹槽f1r和源極/漏極e1的下部分的每個可以是源極/漏極接觸以上描述的基板10的分界面的下部分。這些表述可以類似地應(yīng)用于在本公開中的其它凹槽和源極/漏極的下部分。當(dāng)源極/漏極的底表面是平坦的或是不平坦的時,在pmos區(qū)域中的源極/漏極的頂表面可以是平坦的。例如,頂表面的最高點的從頂表面的最低水平起的高度可以小于5nm。源極/漏極的頂表面可以是源極/漏極接觸以上描述的第二層間絕緣膜30的分界面。源極/漏極的底表面可以是源極/漏極接觸以上描述的基板10的分界面。
在第二區(qū)域ii中,凹槽f2r和第二源極/漏極e2的下部分可以是u形。例如,第二源極/漏極e2的下部分可以形成得不平坦,而是形成為在截面圖中曲線交疊的形狀。如上所述,因為與pmos不同,磷p在nmos以高濃度摻雜,而且彼此交疊的面的生長速度不同,所以外延生長層的形狀可以是不規(guī)則的。例如,第二源極/漏極e2的上表面可以是不規(guī)則的。
盡管未示出,但是在第三至第六區(qū)域iii-vi中的凹槽f3r-f6r也可以具有像圖11中的凹槽f1r和f2r一樣的u形下部分。
在下文,根據(jù)一些示例性實施方式的半導(dǎo)體器件將參考圖7和12描述。為了簡潔起見,與以上描述的某些示例性實施方式重疊的元件或操作將被盡可能簡要地提及或被省略。
圖12是提供用于說明根據(jù)一些示例性實施方式的半導(dǎo)體器件的截面圖。圖12是沿圖7的線a-a'和b-b'截取的截面圖。
參考圖7和12,根據(jù)一些示例性實施方式的半導(dǎo)體器件的第六源極/漏極e6的上表面的凹進(jìn)部分cc的最低部分可以定位得低于第六鰭型圖案f6的上表面。例如,第六鰭型圖案f6的上表面可以定位得比凹進(jìn)部分cc的最低部分高第四高度h4。例如,第四高度h4可以是第六鰭型圖案f6的上表面的高度和第六源極/漏極e6的上表面的凹進(jìn)部分的最低部分的高度之差。例如,第四高度h4可以小于20nm。例如,第四高度h4可以小于10nm。例如,h4小于h3的50%。例如,h4小于h3的30%。例如,第六鰭型圖案f6的上表面可以是第六鰭型圖案f6接觸柵絕緣膜130的界面。這個表述也可以應(yīng)用于本公開中描述的鰭型圖案的其它上表面。
因為在第十一柵電極201"和第十二柵電極301"之間的距離增大到第三距離d3,所以第六源極/漏極e6的上表面的凹進(jìn)部分cc可以比第六鰭型圖案f6的上表面進(jìn)一步地降低。例如,第十一柵電極201"和第十二柵電極301"之間的距離可以是第三距離d3,第六源極/漏極e6的上表面的凹進(jìn)部分cc可以低于第六鰭型圖案f6的上表面。
在下文,根據(jù)一些示例性實施方式的半導(dǎo)體器件將參考圖1和13描述。為了簡潔起見,與以上描述的一些示例性實施方式重疊的元件或操作將被盡可能簡要地提及或被省略。
圖13是提供用于說明根據(jù)一些示例性實施方式的半導(dǎo)體器件的截面圖。
參考圖13,根據(jù)一些示例性實施方式的半導(dǎo)體器件可以包括蓋膜150以及分別在第一源極/漏極e1和第二源極/漏極e2上的第一硅化物s1和第二硅化物s2。
蓋膜150可以形成在高k電介質(zhì)膜140和第一柵電極200上。例如,蓋膜150可以包括sin。蓋膜150可以與柵間隔物160的內(nèi)壁接觸。蓋膜150的上表面可以在與柵間隔物160的上表面相同的水平上,但是不限于此。蓋膜150的上表面可以高于柵間隔物160的上表面。
第一和第二硅化物s1和s2可以形成在第一源極/漏極e1和第二源極/漏極e2上。硅化物s1和s2可以形成為第一源極/漏極e1和第二源極/漏極e2的每個的一部分。例如,硅化物s1和s2可以通過第一和第二源極/漏極e1和e2的變形形成。硅化物s1和s2可以包括金屬。金屬可以包括,例如,ni、co、pt、ti、w、hf、yb、tb、dy、er、pd和其金屬合金中的至少之一。
接觸孔ch1和ch2可以透過第二層間絕緣膜30和第三層間絕緣膜40以暴露第一和第二硅化物s1和s2的至少一部分。阻擋層l1和l2可以沿接觸孔ch1和ch2的側(cè)表面和底表面共形地形成,并且接觸c1和c2可以形成在阻擋層l1和l2上以填充接觸孔ch1和ch2。
在這種情況下,第一源極/漏極e1和第二源極/漏極e2可以包括從基板10伸出的突起。例如,突起可以從第一鰭型圖案f1和第二鰭型圖案f2的表面伸出以圍繞第一和第二硅化物s1和s2的兩側(cè)。例如,在平面圖中硅化物s1和s2可以被第一和第二源極/漏極e1和e2分別圍繞。例如,在平面圖中第一和第二硅化物s1和s2的最外表面與第一和第二源極/漏極e1和e2接觸。
如圖13所示,突起可以是隨著從基板10的表面起的增大的距離而具有減小的寬度這樣的形狀。
例如,在截面圖中,突起可以是圍繞第一和第二硅化物s1和s2的豎直長度的至少1/2這樣的形狀。在圖中,突起被示為圍繞第一和第二硅化物s1和s2的整個側(cè)表面的形狀,但是不限于此。
例如,在第一源極/漏極e1和第二源極/漏極e2的表面的至少一部分中,可以不形成第一和第二硅化物s1和s2。例如,如圖13所示,在平面圖或截面圖中,在第一和第二硅化物s1和s2與第一至第四柵電極200、300、201和301之間的區(qū)域中,可以有第一源極/漏極e1和第二源極/漏極e2的非硅化物表面。
如圖13所示,第一和第二硅化物s1和s2的每個可以是反轉(zhuǎn)的圓錐形。例如,窄的尖端區(qū)域可以向下(朝向基板10)定位,底表面可以向上(基板10的相反方向)變寬地定位。在截面圖中,尖端區(qū)域可以是硅化物s1和s2的每個的最低點或區(qū)域。例如,因為第一和第二硅化物s1和s2的每個可具有下部分較窄而且隨著向上走而變寬的結(jié)構(gòu),所以側(cè)表面可以傾斜預(yù)定角度θ。例如預(yù)定角度可以是30°至70°,但是不限于此。更具體而言,預(yù)定角度可以是40°或更大和60°,但是不限于此。側(cè)表面的角度可以是關(guān)于水平面的平均角度。水平面可以平行于基板10的延伸表面。
例如,第一和第二硅化物s1和s2的尖端區(qū)域可以定位得高于基板10的表面。通過這樣做,有助于實現(xiàn)晶體管的足夠的溝道長度,而且提高了晶體管的操作特性。
第一硅化物s1可以形成在第一源極/漏極e1上。例如,第一硅化物s1的上表面可以是平坦的。例如,第一硅化物s1的上表面的最高點的從第一硅化物s1的上表面的最低水平起的高度可以小于5nm。然而,凹槽可以形成在第一硅化物s1的一部分中。第一接觸c1和第一阻擋層l1可以形成在第一硅化物s1的凹入部分中。例如,第一硅化物s1的上表面可以通過除第一接觸c1和第一阻擋層l1形成在其中的部分之外的第一源極/漏極e1而變平坦。
例如,除第一接觸c1和第一阻擋層l1形成在其上的部分之外,第一硅化物s1的上表面可以是平坦的。在某些實施方式中,第一硅化物s1可以形成在第一源極/漏極e1的平坦表面上。例如,第一源極/漏極e1的頂表面可以是平坦的。在某些實施方式中,第一硅化物s1可以嵌入到具有平坦頂表面的第一源極/漏極e1中,而且可以與第一源極/漏極e1共用頂表面。例如,第一硅化物s1和第一源極/漏極e1的頂表面處于相同的水平。
第一接觸孔ch1可以形成在第一硅化物s1的上部分的一部分中。例如,凹槽可以形成在第一硅化物s1的上部分的所述部分中。凹槽可以是如圖13所示的矩形形狀。然而,示例性實施方式不限于以上給出的示例。
第二硅化物s2可以形成在第二源極/漏極e2上。例如,第二硅化物s2的上表面可以向上凸起。然而,凹槽可以形成在第二硅化物s2的一部分中。第二接觸c2和第二阻擋層l2形成在第二硅化物s2中。例如,除第二接觸c2和第二阻擋層l2形成在其中的部分之外,第二硅化物s2的上表面由于第二源極/漏極e2可以是向上凸起的。
例如,除第二接觸c2和第二阻擋層l2形成在其上的部分之外,第二硅化物s2的上表面可以向上伸出。例如,在截面圖中,第二硅化物s2的頂表面的中心部分比第二硅化物s2的頂表面的邊緣部分高。在某些實施方式中,第二硅化物s2可以形成在第二源極/漏極e2的伸出表面上。例如,第二源極/漏極e2的頂表面可以向上伸出。例如,第二源極/漏極e2的頂表面的中心部分可以高于第二源極/漏極e2的頂表面的邊緣部分。在某些實施方式中,第二硅化物s2可以嵌入具有伸出的頂表面的第二源極/漏極e2中。
第二接觸孔ch2可以形成在第二硅化物s2的上部分的一部分中。例如,凹槽可以形成在第二硅化物s2的上部分的所述部分中。凹槽可以是如圖13所示的矩形形狀。然而,示例性實施方式不限于以上給出的示例。
在下文,根據(jù)一些示例性實施方式的半導(dǎo)體器件將參考圖1、13和14描述。為了簡潔起見,與以上描述的一些示例性實施方式重疊的元件或操作將被盡可能簡要地提及或被省略。
圖14是提供用于說明根據(jù)一些示例性實施方式的半導(dǎo)體器件的擴(kuò)大截面圖。圖14是顯示了一示例實施方式的擴(kuò)大的截面圖,該示例實施方式在圖13的矩形標(biāo)示部分j方面與圖13的實施方式具有不同的結(jié)構(gòu)。
參考圖14,第一硅化物s1-1可以形成在第一源極/漏極e1上。由于第一源極/漏極e1的上部分變化,可以形成第一硅化物s1-1。例如,第一硅化物s1-1可以嵌入具有平坦頂表面的第一源極/漏極e1的上部分中。第一硅化物s1-1的下部分可以是u形。然而,示例性實施方式不限于任何特別的示例。因此,可以根據(jù)硅化工藝考慮不同的形狀。第一接觸孔ch1-1可以形成在第一硅化物s1-1的上部分上。第一接觸孔ch1-1可以穿透第二層間絕緣膜30,而且可以通過蝕刻第一硅化物s1-1的上部分的一部分形成。
第一硅化物s1-1的上部分可以包括凹槽。凹槽的形狀可以是如圖14所示的u形。然而,實施方式不限于上面給出的任何示例。根據(jù)硅化工藝和第一源極/漏極e1的材料,各種形狀是可能的。
在下文,根據(jù)一些示例性實施方式的半導(dǎo)體器件將參考圖1、13和15描述。為了簡潔起見,與以上描述的一些示例性實施方式重疊的元件或操作將被盡可能簡要地提及或省略。
圖15是提供用于說明根據(jù)一些示例性實施方式的半導(dǎo)體器件的擴(kuò)大截面圖。圖15是顯示了一示例實施方式的擴(kuò)大的截面圖,該示例實施方式在圖13的矩形標(biāo)示部分j方面具有與圖13中顯示的實施方式不同的結(jié)構(gòu)。
參考圖15,第一硅化物s1-2可以形成在第一源極/漏極e1上。由于第一源極/漏極e1的上部分變化,所以第一硅化物s1-2可以被形成。例如,第一硅化物s1-2可以嵌入具有平坦頂表面的第一源極/漏極e1的上部分中。例如,在本公開中描述的平坦表面可具有該表面的最高點的從該表面的最低水平起的高度,該高度可以是小于5nm。第一硅化物s1-2的下部分可以是u形。然而,示例性實施方式不限于任何特別的示例。因此,可以根據(jù)硅化工藝考慮各種形狀。第一接觸孔ch1-2可以形成在第一硅化物s1-2的上部分上。第一接觸孔ch1-2可以穿透第二層間絕緣膜30,并且暴露第一硅化物s1-2的上表面。
第一硅化物s1-2的上表面可以不通過第一接觸孔ch1-2被凹進(jìn)。例如,第一硅化物s1-2的上表面可以形成為平的。使得第一接觸孔ch1-2與第一硅化物s1-2接觸可以導(dǎo)致第一阻擋層l1-2和第一接觸c1-2與第一硅化物s1-2接觸。因此,第一硅化物s1-2的上表面可以保持平坦形狀。
在下文,根據(jù)一些示例性實施方式的半導(dǎo)體器件將參考圖1、5、7和16至19描述。為了簡潔起見,與以上描述的一些示例性實施方式重疊的元件或操作將被盡可能簡要地提及或被省略。
圖16是提供用來說明根據(jù)一些示例性實施方式的半導(dǎo)體器件的截面圖,圖17是提供用來說明在圖16的第二區(qū)域中的硅化物的形狀的放大圖。圖18是提供用來說明在圖16的第四區(qū)域中的硅化物的形狀的放大圖,圖19是提供用來說明在圖16的第六區(qū)域中的硅化物的形狀的放大圖。圖16是在圖1、5和7的b-b'上截取的截面圖,圖17至19是圖16的硅化物的放大圖,其中為方便起見,接觸c2-c6和阻擋層l2-l6的圖示被省略。
參考圖1、5、7和16至19,根據(jù)一些示例性實施方式的半導(dǎo)體器件包括第二硅化物s2、第四硅化物s4、第六硅化物s6、接觸孔ch2-ch6、阻擋層l2-l6和接觸c2-c6。
首先,參考圖16和17,在第二區(qū)域ii中的第二硅化物s2可以包括第一凹槽r1、第三凸起部分cv3和第四凸起部分cv4。因為第二源極/漏極e2的上表面向上凸起地形成,所以除第一凹槽r1之外,第二硅化物s2的上表面可以是向上凸起的形狀。
第一凹槽r1可以是第二接觸孔ch2形成在其中的部分。例如,第一凹槽r1可以是第二阻擋層l2和第二接觸c2形成的位置。
例如,第三凸起部分cv3和第四凸起部分cv4可以形成在第一凹槽r1的兩側(cè)。因為第二源極/漏極e2的上表面是凸起的,所以第三凸起部分cv3和第四凸起部分cv4可以通過第一凹槽r1的形成而形成。
接著,參考圖16和18,在第四區(qū)域iv中的第四硅化物s4可以包括第二凹槽r2。因為第四源極/漏極e4的上表面形成為平坦形狀,所以除第二凹槽r2之外,第四硅化物s4的上表面可以是平坦形狀。
第二凹槽r2可以是第四接觸孔ch4形成在其中的部分。例如,第二凹槽r2可以是第四阻擋層l4和第四接觸c4形成的位置。
參考圖16和19,在第六區(qū)域vi中的第六硅化物s6可以包括第三凹槽r3和兩個梯狀部分st。因為第六源極/漏極e6的上表面是向下凸地形成,所以包括第三凹槽r3的第六硅化物s6的上表面可以是向下凸的形狀。
第三凹槽r3可以是第六接觸孔ch6形成在其中的部分。例如,第三凹槽r3可以是第六阻擋層l6和第六接觸c6形成的位置。
例如,梯狀部分st可以形成在第三凹槽r3的兩側(cè)。梯狀部分st可以是在其中斜度由于第三凹槽r3而急劇地變化的部分。例如,因為當(dāng)?shù)诹礃O/漏極e6的上表面向下凸時,第三凹槽的斜度更急劇地向下凸,所以梯狀部分可以被形成。然而,示例性實施方式不限于任何特別的示例。例如,第六接觸c6和第六阻擋層l6也可以在沒有凹槽的情況下形成。
圖20是包括根據(jù)示例性實施方式的半導(dǎo)體器件的soc系統(tǒng)的框圖。
參考圖20,soc系統(tǒng)1000包括應(yīng)用處理器1001和動態(tài)隨機(jī)存取存儲器(dram)1060。
應(yīng)用處理器1001可以包括中央處理器(cpu)1010、多媒體系統(tǒng)1020、多級互連總線(也被稱為總線)1030、存儲系統(tǒng)1040和外圍電路(也被稱為外圍)1050。
cpu1010可以執(zhí)行用于soc系統(tǒng)1000的驅(qū)動所必需的算術(shù)運算。在一些示例性實施方式中,cpu1010可以配置在包括多個芯的多芯環(huán)境上。
多媒體系統(tǒng)1020可以用于在soc系統(tǒng)1000上執(zhí)行各種多媒體功能。多媒體系統(tǒng)1020可以包括3d引擎模塊、視頻編解碼器、顯示系統(tǒng)、照相機(jī)系統(tǒng)和后處理器等。
總線1030可以用于在cpu1010、多媒體系統(tǒng)1020、存儲系統(tǒng)1040和外圍電路1050之間交換數(shù)據(jù)通信。在本公開的一些示例性實施方式中,總線1030可具有多層結(jié)構(gòu)。例如,總線1030可以是多層高級高性能總線(ahb)或多層高級可擴(kuò)展接口(axi),盡管示例性實施方式不限于此。
存儲系統(tǒng)1040可以為應(yīng)用處理器1001提供連接到外存儲器(例如,dram1060)并執(zhí)行高速操作所需的環(huán)境。在本公開的一些示例性實施方式中,存儲系統(tǒng)1040可以包括用于控制外存儲器(例如,dram1060)的分離的控制器(例如,dram控制器)。
外圍電路1050可以為soc系統(tǒng)1000提供無縫連接到外部裝置(例如,主板)所需的環(huán)境。例如,外圍電路1050可以包括各種接口以允許與連接到soc系統(tǒng)1000的外部裝置的兼容操作。
dram1060可以用作應(yīng)用處理器1001的操作所需的操作存儲器。在一些示例性實施方式中,如圖20所示,dram1060可以設(shè)置到應(yīng)用處理器1001外部。例如,dram1060可以與應(yīng)用處理器1001封裝為層疊封裝(pop)型。
soc系統(tǒng)1000的上述組件中的至少之一可以包括根據(jù)以上說明的示例性實施方式的半導(dǎo)體器件的至少之一。
圖21是包括根據(jù)示例性實施方式的半導(dǎo)體器件的電子系統(tǒng)的框圖。
參考圖21,根據(jù)一示例性實施方式的電子系統(tǒng)1100可以包括控制器1110、輸入/輸出(i/o)器件1120、存儲器件1130、接口1140和總線1150??刂破?110、i/o器件1120、存儲器件1130和/或接口1140可以經(jīng)由總線1150彼此聯(lián)接??偩€1150對應(yīng)于數(shù)據(jù)通過其傳輸?shù)穆窂健?/p>
控制器1110可以包括微處理器、數(shù)字信號處理器、微控制器、和能夠執(zhí)行與以上提及的那些功能類似的功能的邏輯器件中的至少之一。i/o器件1120可以包括鍵區(qū)、鍵盤、顯示裝置等等。存儲器件1130可以存儲數(shù)據(jù)和/或指令等等。接口1140可以執(zhí)行傳輸數(shù)據(jù)到通信網(wǎng)絡(luò)或從通信網(wǎng)絡(luò)接收數(shù)據(jù)的功能。接口1140可以是有線或無線形式。例如,接口1140可以包括天線或有線/無線收發(fā)器。
盡管未示出,但是電子系統(tǒng)1100可以另外包括配置為增強控制器1110的操作的操作存儲器,諸如高速動態(tài)隨機(jī)存取存儲器(dram)和/或靜態(tài)隨機(jī)存取存儲器(sram)。
根據(jù)以上描述的示例性實施方式之一的半導(dǎo)體器件可以設(shè)置在存儲器件1130內(nèi),或設(shè)置為控制器1110,i/o器件1120等的一部分。
電子系統(tǒng)1100可應(yīng)用于個人數(shù)字助理(pda)、便攜式計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)本、無線電話、移動式電話、數(shù)字音樂播放器、存儲卡、或能夠在無線環(huán)境中傳輸和/或接收數(shù)據(jù)的幾乎所有的電子產(chǎn)品。
雖然已經(jīng)參考本發(fā)明構(gòu)思的示例性實施方式特別顯示并描述了本發(fā)明構(gòu)思,但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將理解,可以在形式和細(xì)節(jié)中進(jìn)行各種改變而不脫離由權(quán)利要求限定的本發(fā)明構(gòu)思的精神和范圍。因此,期望本實施方式在各方面都被理解為示例性的而非限制性的,參考權(quán)利要求而不是上述描述來表示本發(fā)明的范圍。
本申請要求享有2015年12月3日在韓國知識產(chǎn)權(quán)局提交的第10-2015-0171393號韓國專利申請和2016年1月28日在韓國知識產(chǎn)權(quán)局提交的第10-2016-0010593號韓國專利申請的優(yōu)先權(quán),以及由其產(chǎn)生的所有權(quán)益,上述韓國專利申請的內(nèi)容通過引用整體合并于此。