多方向沟道晶体管和包括多方向沟道晶体管的半导体器件制造技术

提供了具有多方向沟道和拥有增加的有效宽度的栅极的多方向沟道晶体管、以及包括该多方向沟道晶体管的半导体器件，其中该多方向沟道晶体管包括：至少一个鳍，在衬底上的有源区上，并且与在第一方向上延伸的凹陷相邻设置；栅线，在交叉第一方向的第二方向上延伸，并且覆盖所述至少一个鳍和凹陷的至少一部分；源/漏区，在栅线两侧处的有源区上；以及沟道区，在源/漏区之间在栅线下方的有源区中，其中第一方向与第二方向斜交，并且栅线下方的电介质膜在所述至少一个鳍和凹陷两者上具有基本相同的厚度。

【技术实现步骤摘要】
多方向沟道晶体管和包括多方向沟道晶体管的半导体器件
本专利技术构思涉及半导体器件，更具体地，涉及包括与凹陷相邻设置的鳍的晶体管和包括该晶体管的半导体器件。
技术介绍
随着电子技术的发展，近来半导体器件的按比例缩小正在迅速发展。近来，为了提高操作速度以及关于操作的精度，已经进行了各种研究以优化半导体器件中的晶体管的结构。
技术实现思路
本专利技术构思提供了包括多方向沟道和具有增加的有效宽度的栅极的多方向沟道晶体管、以及包括该多方向沟道晶体管的半导体器件。根据本专利技术构思的一些示例实施方式，提供了一种多方向沟道晶体管，其包括：至少一个鳍，在衬底上的有源区上，并且与在第一方向上延伸的凹陷相邻设置；第一栅线，覆盖所述至少一个鳍和凹陷的至少一部分，并且在交叉第一方向的第二方向上延伸；源/漏区，在栅线两侧处的有源区中；以及沟道区，在源/漏区之间在栅线下方的有源区中，其中第一方向是相对于第二方向的斜交方向，并且栅线下方的电介质膜在所述至少一个鳍和凹陷两者上具有基本相同的厚度。根据本专利技术构思的一些示例实施方式，提供了一种多方向沟道晶体管，其包括第一晶体管和第二晶体管，第一晶体管包括在衬底上的第一有源区上并且与在第一方向上延伸的第一凹陷相邻设置的至少一个第一鳍、以及在交叉第一方向的第二方向上延伸同时覆盖所述至少一个第一鳍和第一凹陷的至少一部分的第一栅线，第二晶体管包括在衬底上的第二有源区上并且与在第三方向上延伸的第二凹陷相邻设置的至少一个第二鳍、以及在第四方向上延伸并且覆盖所述至少一个第二鳍和第二凹陷的至少一部分的第二栅线，其中，在第一有源区中第一方向是与第二方向垂直的方向，在第二有源区上第三方向是与第四方向斜交的方向。根据本专利技术构思的一些示例实施方式，提供了一种半导体器件，其包括：衬底，该衬底包括单元区和外围区，单元区包括多个单元，外围区与单元区相邻设置，外围区包括至少一个第一晶体管，其中所述至少一个第一晶体管包括至少一个第一鳍和第一栅线，所述至少一个第一鳍形成在外围区上的第一有源区上并且与在第一方向上延伸的第一凹陷相邻设置，第一栅线在交叉第一方向的第二方向上延伸并且覆盖所述至少一个第一鳍和第一凹陷的至少一部分，在第一有源区上第一方向与第二方向斜交，第一栅线下方的电介质膜在所述至少一个第一鳍和第一凹陷两者上具有基本相同的厚度。附图说明本专利技术构思的一些示例实施方式将由以下结合附图的详细描述被更清楚地理解，附图中：图1是根据本专利技术构思的一些示例实施方式的多方向沟道晶体管的俯视图；图2A至图2D是分别沿图1的线I-I'、II-II'、III-III'和IV-IV'截取的剖视图；图3A至图3D是根据本专利技术构思的一些示例实施方式的多方向沟道晶体管的俯视图；图4是根据本专利技术构思的一些示例实施方式的多方向沟道晶体管的剖视图；图5A是根据本专利技术构思的一些示例实施方式的多方向沟道晶体管的俯视图；图5B是沿图5A的线V-V'截取的剖视图；图6和图7是根据本专利技术构思的一些示例实施方式的多方向沟道晶体管的俯视图；图8是根据本专利技术构思的一些示例实施方式的包括多方向沟道晶体管的半导体器件的俯视图；以及图9A至图9F是用于描述根据本专利技术构思的一些示例实施方式的制造图1的多方向沟道晶体管的工艺的剖视图。具体实施方式在下文中，将参照附图详细描述本专利技术构思的一些实施方式。相同的附图标记用于附图中相同的构成元件，并且将省略其重复描述。图1是根据本专利技术构思的一些示例实施方式的多方向沟道晶体管的俯视图。图2A至图2D是分别沿图1的线I-I'、II-II'、III-III'和IV-IV'截取的剖视图。参照图1和图2A至图2D，根据本专利技术构思的一些示例实施方式的多方向沟道晶体管100可以包括衬底101、有源区Act、鳍Fn、栅线110和/或接触140。衬底101可以包括硅(Si)，例如，单晶硅、多晶硅和/或非晶硅。然而，衬底101的材料不限于硅。例如，在一些示例实施方式中，衬底101可以包括：IV族半导体，诸如锗等；IV-IV族化合物半导体，诸如硅锗(SiGe)、硅碳化物(SiC)等；和/或III-V族化合物半导体，诸如镓砷化物(GaAs)、铟砷化物(InAs)、铟磷化物(InP)等。衬底101可以包括基于硅体衬底的衬底或基于绝缘体上硅(SOI)衬底的衬底。衬底101不限于硅体衬底或SOI衬底，并且可以包括基于外延晶片、抛光晶片、退火晶片等的衬底。取决于所掺杂的杂质离子的类型，衬底101可以被归类为P型衬底或N型衬底。此外，衬底101可以包括各种结构，例如，诸如用杂质掺杂的阱区的导电结构和诸如器件隔离区的绝缘结构。有源区Act可以形成在衬底101上。有源区Act可以与器件隔离区150相邻设置，并且当从上方观察时在俯视图上可以具有矩形形状，如图1所示。然而，有源区Act的形状不限于矩形。器件隔离区150可以形成为在衬底101中具有预定的(或者作为选择地给定的)深度，并且可以包括绝缘材料。例如，器件隔离区150可以包括氧化物膜、氮化物膜和氮氧化物膜当中的任何一种。源/漏区120和沟道区130可以形成在有源区Act中。源/漏区120可以通过用杂质离子掺杂栅线110两侧的有源区Act的上部而形成。或者，源/漏区120可以包括用杂质离子重且深地掺杂的重掺杂区、以及用杂质离子轻且浅地掺杂的轻掺杂区。沟道区130可以在栅线110下方形成在源/漏区120之间。与凹陷Re相邻设置的至少一个鳍Fn可以形成在有源区Act的上部中。如图2D所示，一个鳍Fn可以通过两个凹陷Re形成在有源区Act的上部中。当形成在器件隔离区150中的凹陷Re被一起考虑时，三个鳍Fn可以形成在有源区Act上。凹陷Re的数量以及因此鳍Fn的数量不限于上述数量。例如，三个或更多个凹陷Re可以形成在有源区Act上，因此可以形成两个或更多个鳍Fn。凹陷Re可以形成为在相对于栅线110的斜交方向上延伸遍及有源区Act的结构。取决于这种凹陷Re的结构，有源区Act上的鳍Fn也可以形成为在相对于栅线110的斜交方向上延伸遍及有源区Act的结构。关于凹陷Re和鳍Fn的斜交方向，这些将在以下对凹陷Re和鳍Fn的延伸方向与栅线110的延伸方向之间的第一角度θ1的说明中被更详细地描述。如图2D所示，凹陷Re可以包括形成在有源区Act上的有源区凹陷Rea和/或形成在器件隔离区150上的隔离区凹陷Rei。取决于示例实施方式，隔离区凹陷Rei可以被省略。此外，隔离区凹陷Rei可以基本上在与有源区凹陷Rea相同的方向上形成。因此，凹陷Re可以形成在有源区Act和器件隔离区150两者中。凹陷Re的延伸方向将在以下对沟道的方向和栅线110的宽度的说明中被更详细地描述。栅线110可以在第二方向(Y方向)上延伸。例如，栅线110可以在第二方向(Y方向)上延伸，同时覆盖鳍Fn的顶表面和侧表面以及凹陷Re的底表面。栅线110的具体结构将在以下对图9F的说明中被更详细本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多方向沟道晶体管，包括：/n至少一个鳍，在衬底上的有源区上并且与在第一方向上延伸的凹陷相邻设置；/n栅线，覆盖所述至少一个鳍和所述凹陷的至少一部分，并且在交叉所述第一方向的第二方向上延伸；/n源/漏区，在所述栅线的两侧的所述有源区中；以及/n沟道区，在所述源/漏区之间在所述栅线下方的所述有源区中，/n其中所述第一方向是相对于所述第二方向的斜交方向，以及/n所述栅线下方的电介质膜在所述至少一个鳍和所述凹陷两者上具有基本相同的厚度。/n

【技术特征摘要】
20190319 KR 10-2019-00314731.一种多方向沟道晶体管，包括：
至少一个鳍，在衬底上的有源区上并且与在第一方向上延伸的凹陷相邻设置；
栅线，覆盖所述至少一个鳍和所述凹陷的至少一部分，并且在交叉所述第一方向的第二方向上延伸；
源/漏区，在所述栅线的两侧的所述有源区中；以及
沟道区，在所述源/漏区之间在所述栅线下方的所述有源区中，
其中所述第一方向是相对于所述第二方向的斜交方向，以及
所述栅线下方的电介质膜在所述至少一个鳍和所述凹陷两者上具有基本相同的厚度。


2.根据权利要求1所述的多方向沟道晶体管，
其中所述鳍仅在所述栅线下方，或者所述鳍延伸到所述栅线的两侧之外。


3.根据权利要求1所述的多方向沟道晶体管，其中，
接触形成在所述源/漏区上，以及
所述鳍延伸到所述接触。


4.根据权利要求3所述的多方向沟道晶体管，其中，
所述接触的下表面比所述凹陷的底表面深，以及
所述鳍与所述接触的侧表面接触。


5.根据权利要求1所述的多方向沟道晶体管，其中，
所述有源区与器件隔离区相邻设置，以及
所述鳍在所述第一方向上延伸遍及整个所述有源区。


6.根据权利要求5所述的多方向沟道晶体管，其中，
所述鳍延伸到所述器件隔离区。


7.根据权利要求1所述的多方向沟道晶体管，其中，
所述有源区与器件隔离区相邻设置，
所述凹陷包括形成在所述有源区上的有源区凹陷和形成在所述器件隔离区上的隔离区凹陷，以及
所述隔离区凹陷比所述有源区凹陷深。


8.根据权利要求1所述的多方向沟道晶体管，其中，
所述第一方向相对于所述第二方向具有30°至70°的角度。


9.根据权利要求1所述的多方向沟道晶体管，其中，
所述多方向沟道晶体管的沟道具有取决于所述凹陷的方向确定的方向。


10.一种多方向沟道晶体管，包括：
第一晶体管，包括：
至少一个第一鳍，在衬底上的第一有源区上，并且与在第一方向上延伸的第一凹陷相邻设置，和
第一栅线，在交叉所述第一方向的第二方向上延伸，并且覆盖所述至少一个第一鳍和所述第一凹陷的至少一部分；以及
第二晶体管，包括：
至少一个第二鳍，在所述衬底上的第二有源区上，并且与在第三方向上延伸的第二凹陷相邻设置，和
第二栅线，在第四方向上延伸，并且覆盖所述至少一个第二鳍和所述第二凹陷的至少一部分，
其中所述第一方向是与所述第二方向垂直的方向，所述第三方向是相对于所述第四方向的斜交方向。


11.根据权利要求10所述的多方向沟道晶体管，其中，
所述第一栅线下方的第一电介质膜在所述至少一个第一鳍和所述第一凹陷两者上具有基本相同的厚度，以及
所述第二栅线下方的第二电介质膜在所述至少一个第二鳍和所述第二凹陷两者上具有基本相同的厚度。


12.根据权利要求11所...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁海仁，郑文泳，韩俊，山田悟，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR