半導(dǎo)體器件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明構(gòu)思的一些示例實施方式涉及半導(dǎo)體器件以及制造該半導(dǎo)體器件的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]作為一種用于提高半導(dǎo)體器件的密度的按比例縮小技術(shù)，已經(jīng)提出了一種多柵極晶體管。多柵極晶體管包括形成在襯底上的鰭形硅主體和形成在硅主體的表面上的柵極。
[0003]因為多柵極晶體管使用三維(3D)溝道，所以多柵極晶體管能夠更容易地被按比例縮小。此外，能夠改善電流控制能力而不需要增加多柵極晶體管的柵極長度。而且，可以有效地抑制短溝道效應(yīng)(SCE)，在短溝道效應(yīng)中溝道區(qū)的電勢受漏極電壓影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明構(gòu)思的一些示例實施方式提供一種半導(dǎo)體器件，在該半導(dǎo)體器件中多溝道有源圖案(mult1-channel active pattern)的一部分被制作得比場絕緣層和/或鰭間隔物進一步向上突出，以增加形成在多溝道有源圖案的突出部分上的源/漏區(qū)的體積，從而改善元件特性。
[0005]本發(fā)明構(gòu)思的其它示例實施方式提供一種制造半導(dǎo)體器件的方法。
[0006]然而，本發(fā)明構(gòu)思的示例實施方式不限于這里闡述的示例實施方式。對于本發(fā)明構(gòu)思所屬的領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員而言，通過參照以下給出的詳細(xì)描述，本發(fā)明構(gòu)思的示例實施方式的以上和其它的方面將變得更加明顯。
[0007]根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實施方式，一種半導(dǎo)體器件包括:第一多溝道有源圖案，由場絕緣層限定并沿著第一方向延伸，第一多溝道有源圖案包括第一部分以及在第一部分的兩側(cè)的第二部分，第一部分具有在向上方向上比場絕緣層的頂表面進一步突出的頂表面，第二部分具有在向上方向上比場絕緣層的頂表面進一步突出且在向上方向上比第一部分的頂表面突出得少的頂表面，第二部分具有連續(xù)輪廓的側(cè)壁；柵電極，在第一多溝道有源圖案的第一部分上，該柵電極沿著不同于第一方向的第二方向延伸；以及第一源/漏區(qū)，在第一多溝道有源圖案的第二部分上并接觸場絕緣層。
[0008]第一源/漏區(qū)可以形成于在向上方向上比場絕緣層的頂表面進一步突出的第二部分的頂表面和側(cè)壁上。在向上方向上比場絕緣層的頂表面進一步突出的第二部分的全部可以直接接觸第一源/漏區(qū)。第一源/漏區(qū)可以接觸場絕緣層的頂表面。
[0009]半導(dǎo)體器件還可以包括鰭間隔物，該鰭間隔物位于在向上方向上比場絕緣層的頂表面進一步突出的第二部分的側(cè)壁的一部分上。第二部分的一部分可以在向上方向上比鰭間隔物進一步突出。每個鰭間隔物可以包括與第二部分相鄰的內(nèi)側(cè)表面和面對內(nèi)側(cè)表面的外側(cè)表面，第一源/漏區(qū)可以沿著每個鰭間隔物的外側(cè)表面接觸每個鰭間隔物。第一源/漏區(qū)可以接觸場絕緣層的頂表面。
[0010]該半導(dǎo)體器件還可以包括:第二多溝道有源圖案，與第一多溝道有源圖案相鄰并沿著第一方向延伸，第二多溝道有源圖案包括第三部分和在第三部分的兩側(cè)的第四部分，第三部分具有在向上方向上比場絕緣層的頂表面進一步突出的頂表面，第四部分具有在向上方向上比場絕緣層的頂表面進一步突出并且在向上方向上比第三部分的頂表面突出得少的頂表面；以及第二源/漏區(qū)，在第二多溝道有源圖案的第四部分上并接觸場絕緣層，其中柵電極可以形成在第三部分上，第二源/漏區(qū)可以形成在柵電極的兩側(cè)。第二源/漏區(qū)可以接觸第一源/漏區(qū)。第一源/漏區(qū)和第二源/漏區(qū)的每個可以接觸場絕緣層的頂表面。
[0011]從場絕緣層的頂表面到第一部分的頂表面的高度可以是第一高度，從場絕緣層的頂表面到第二部分的頂表面的高度可以是第二高度，第一高度可以大于第二高度。第一源/漏區(qū)的外周邊表面可以具有菱形形狀、圓形形狀和矩形形狀中的至少一種。第一多溝道有源圖案可以是鰭型有源圖案。
[0012]根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一示例實施方式，一種半導(dǎo)體器件包括:多溝道有源圖案，由場絕緣層限定并沿著第一方向延伸，該多溝道有源圖案包括第一部分和在第一部分的兩側(cè)的第二部分，第一部分具有在向上方向上比場絕緣層的頂表面進一步突出的頂表面，第二部分在向上方向上比場絕緣層的頂表面進一步突出并在向上方向上比第一部分的頂表面突出得少；柵電極，在該多溝道有源圖案的第一部分上的，柵電極沿著不同于第一方向的第二方向延伸；鰭間隔物，位于在向上方向上比場絕緣層的頂表面進一步突出的第二部分的側(cè)壁的一部分上；以及源/漏區(qū)，覆蓋鰭間隔物的至少部分并接觸在向上方向上比鰭間隔物進一步突出的第二部分的頂表面和側(cè)壁。
[0013]源/漏區(qū)可以部分地覆蓋鰭間隔物。每個鰭間隔物可以包括與在向上方向上比場絕緣層的頂表面進一步突出的第二部分相鄰的內(nèi)側(cè)表面以及面對內(nèi)側(cè)表面的外側(cè)表面，鰭間隔物的外側(cè)表面的上部接觸源/漏區(qū)，并且鰭間隔物的外側(cè)表面的下部不接觸源/漏區(qū)。源/漏區(qū)可以接觸場絕緣層。
[0014]根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一示例實施方式，一種半導(dǎo)體器件包括:在襯底上的場絕緣層；第一多溝道有源圖案，由場絕緣層限定并沿著第一方向延伸，該第一多溝道有源圖案包括第一部分和在第一部分兩側(cè)的第二部分，第一部分具有在向上方向上比場絕緣層的頂表面進一步突出的頂表面，第二部分在向上方向上比場絕緣層的頂表面進一步突出且在向上方向上比第一部分的頂表面突出得少，第二部分具有連續(xù)輪廓的側(cè)壁；第一柵電極，在第一多溝道有源圖案的第一部分上，第一柵電極沿著不同于第一方向的第二方向延伸；第一源/漏區(qū)，圍繞在向上方向上比場絕緣層的頂表面進一步突出的第二部分；第二多溝道有源圖案，由場絕緣層限定并沿著第三方向延伸，第二多溝道有源圖案包括第三部分和在第三部分兩側(cè)的第四部分，第三部分具有在向上方向上比場絕緣層的頂表面進一步突出的頂表面，第四部分具有在向上方向上比場絕緣層的頂表面進一步突出并在向上方向上比第三部分的頂表面突出得少的頂表面；第二柵電極，在第二多溝道有源圖案的第三部分上，第二柵電極沿著不同于第三方向的第四方向延伸；鰭間隔物，在向上方向上比場絕緣層的頂表面進一步突出的第四部分的側(cè)壁的一部分上；以及第二源/漏區(qū)，接觸比鰭間隔物進一步突出的第四部分的頂表面和側(cè)壁。
[0015]第二源/漏區(qū)可以覆蓋鰭間隔物的至少一部分。
【附圖說明】
[0016]通過參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明構(gòu)思的示例實施方式，本發(fā)明構(gòu)思的以上和其它的方面及特征將變得更加明顯，附圖中:
[0017]圖1是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的第一示例實施方式的半導(dǎo)體器件的透視圖；
[0018]圖2、圖3和圖4分別是沿圖1的線A-A、B_B和C-C截取的半導(dǎo)體器件的截面圖；
[0019]圖5A-圖5B是分別示出圖1和現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體器件的效應(yīng)的視圖；
[0020]圖6至圖7B是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的第一示例實施方式的半導(dǎo)體器件的變形示例的截面圖；
[0021]圖8是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的第二示例實施方式的半導(dǎo)體器件的透視圖；
[0022]圖9是沿圖8的線C-C截取的截面圖；
[0023]圖10是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的第三示例實施方式的半導(dǎo)體器件的透視圖；
[0024]圖11是沿圖10的線C-C截取的截面圖；
[0025]圖12是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的第四示例實施方式的半導(dǎo)體器件的透視圖；
[0026]圖13是沿圖12的線C-C截取的截面圖；
[0027]圖14是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的第五示例實施方式的半導(dǎo)體器件的透視圖；
[0028]圖15是沿圖14的線Bl-Bl和B2-B2截取的截面圖；
[0029]圖16是沿圖14的線C-C截取的截面圖；
[0030]圖17是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的第六示例實施方式的半導(dǎo)體器件的截面圖；
[0031]圖18是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的第七示例實施方式的半導(dǎo)體器件的截面圖；
[0032]圖19是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的第八示例實施方式的半導(dǎo)體器件的截面圖；
[0033]圖20是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的第九示例實施方式的半導(dǎo)體器件的透視圖；
[0034]圖21A和圖21B是沿圖20的線A_A、B_B、C-C和D-D截取的截面圖；
[0035]圖22是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的第十示例實施方式的半導(dǎo)體器件的透視圖；
[0036]圖23A和圖23B是沿圖22的線A_A、B_B、C-C和D-D截取的截面圖；
[0037]圖24是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的第十一示例實施方式的半導(dǎo)體器件的透視圖；
[0038]圖25A和圖25B是沿圖24的線A_A、B_B、C-C和D-D截取的截面圖；
[0039]圖26是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的第十二示例實施方式的半導(dǎo)體器件的透視圖；
[0040]圖27A和圖27B是沿圖26的線A_A、B_B、C-C和D-D截取的截面圖；
[0041]圖28是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的第十三示例實施方式的半導(dǎo)體器件的透視圖；
[0042]圖29是沿圖28的線C-C和D-D截取的截面圖；
[0043]圖30是沿圖28的線E-E截取的截面圖；
[0044]圖31是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的第十四示例實施方式的半導(dǎo)體器件的截面圖；
[0045]圖32是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的第十五示例實施方式的半導(dǎo)體器件的透視圖；
[0046]圖33A和圖33B是沿圖32的線A_A、B_B、C-C和D-D截取的截面圖；
[0047]圖34是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的第十六示例實施方式的半導(dǎo)體器件的截面圖；
[0048]圖35是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的第十七示例實施方式的半導(dǎo)體器件的透視圖；
[0049]圖36A和圖36B是沿圖35的線A_A、B_B、C-C和D-D截取的截面圖；
[0050]圖37是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的第十八示例實施方式的半導(dǎo)體器件的透視圖；
[0051]圖38A和圖38B是沿圖37的線A_A、B_B、C-C和D-D截取的截面圖；
[0052]圖39至圖49是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例實施方式的制造半導(dǎo)體器件的方法的步驟的視圖；
[0053]圖50和圖51是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一示例實施方式的制造半導(dǎo)體器件的方法的步驟的視圖；
[0054]圖52是包括根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些示例實施方式的半導(dǎo)體器件的電子系統(tǒng)的方框圖；以及
[0055]圖53和圖54是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些示例實施方式的半導(dǎo)體器件能夠被應(yīng)用到其的半導(dǎo)體系統(tǒng)的示例的圖示。
【具體實施方式】
[0056]現(xiàn)在在下文將參照附圖更全面地描述本發(fā)明構(gòu)思，附圖中示出了本發(fā)明構(gòu)思的一些示例實施方式。然而，本發(fā)明構(gòu)思的實施方式可以以不同形式實施且不應(yīng)被理解為限于在此闡述的實施方式。而是，提供這些實施方式使得本公開將透徹和完整，并且將向本領(lǐng)域的技術(shù)人員全面?zhèn)鬟_本發(fā)明構(gòu)思的范圍。相同的附圖標(biāo)記在整個說明書中表示相同的部件。在圖中，為了清晰，夸大了層和區(qū)域的厚度。
[0057]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聯(lián)接到另一元件或?qū)樱蛘呖梢源嬖诰娱g元件或?qū)?。相反，?dāng)一元件被稱為“直接連接到”或“直接聯(lián)接到”另一元件或?qū)訒r，則沒有居間元件或?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”包括一個或多個相關(guān)列舉項目的任意和所有組合。
[0058]還將理解，當(dāng)一層被稱為在另一層或襯底“上”時，它可以直接在所述另一層或襯底上，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，則不存在居間元件。
[0059]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)。
[0060]在描述本發(fā)明構(gòu)思的文本中(尤其是在權(quán)利要求的文本中)使用的術(shù)語“一”和“所述”以及類似參考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與上下文明顯沖突。術(shù)語“包含”、“具有”、“包括”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。
[0061]除非另外地定義，在此使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語具有與本發(fā)明構(gòu)思所屬的領(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術(shù)語的使用僅旨在更好地說明本發(fā)明構(gòu)思，而不是對本發(fā)明構(gòu)思的范圍的限制，除非另作說明。此外，除非另外地限定，在通常使用的字典中定義的所有術(shù)語不能被過度地解釋。
[0062]現(xiàn)在將參照圖1至圖4描述根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的第一示例實施方式的半導(dǎo)體器件。
[0063]圖1是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的第一示例實施方式的半導(dǎo)體器件I的透視圖。圖2、圖3和圖4分別是沿圖1的線A-A、B-B和C-C截取的半導(dǎo)體器件I的截面圖。為了便于描述，在圖1中沒有示出層間絕緣膜150。
[0064]參照圖1至圖4，根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的第一示例實施方式的半導(dǎo)體器件I可以包括襯底100、場絕緣層103、第一多溝道有源圖案105、第一柵電極120、第一柵間隔物130、第一源/漏區(qū)140和層間絕緣膜150。
[0065]襯底100可以是例如塊體硅襯底或絕緣體上硅(SOI)襯底。另外地，襯底100可以是硅襯底，或可以是由其它材料諸如硅鍺、銻化銦、碲化鉛、砷化銦、磷化銦、砷化鎵或銻化鎵形成的襯底。可選地，襯底100可以由基底襯底和形成在基底襯底上的外延層組成。
[0066]第一多溝道有源圖案105可以從襯底100突出。場絕緣層103可以部分地覆蓋第一多溝道有源圖案105的側(cè)表面。因此，第一多溝道有源圖案105可以比形成在襯底100上的場絕緣層103進一步向上突出。第一多溝道有源圖案105由場絕緣層103限定。
[0067]第一多溝道有源圖案105可以沿第一方向Xl延伸。第一多溝道有源圖案105包括第一部分105a和第二部分105b。在第一方向Xl上，第一多溝道有源圖案105的第二部分105b設(shè)置在第一多溝道有源圖案105的第一部分105a的兩側(cè)。
[0068]第一多溝道有源圖案105的第二部分105b的頂表面105b_l和第一多溝道有源圖案105的第一部分105a的頂表面105a-l比場絕緣層103的頂表面103u進一步向上突出。也就是，第一多溝道有源圖案105的第一部分105a和第一多溝道有源圖案105的第二部分105b比場絕緣層103進一步向上突出。
[0069]第一多溝道有源圖案105的第二部分105b比第一多溝道有源圖案105的第一部分105a更凹進。換言之，第一多溝道有源圖案105的第二部分105b的頂表面105b_l比第一多溝道有源圖案105的第一部分105a的頂表面105a-l更靠近場絕緣層103的頂表面103u定位。假設(shè)從場絕緣層103的頂表面103u到第一多溝道有源圖案105的第一部分105a的頂表面105a-l的高度是第一高度hi并且從場絕緣層103的頂表面103u到第一多溝道有源圖案105的第二部分105b的頂表面105b-l的高度是第二高度h2，則第一高度hi大于第二高度h2。
[0070]為了便于描述，場絕緣層103的頂表面