[發明專利]半導體裝置及其制造方法

有效

• 申請號: 201010623026.3
• 申請日: 2010-12-31
• 公開（公告）號: CN102130125A
• 公開（公告）日: 2011-07-20
• 發明（設計）人: 林夏珍;金明宣;鄭會晟;都晉昈;金元洪;宋文均;朱大權
• 申請（專利權）人: 三星電子株式會社
• 主分類號: H01L27/092
• 分類號: H01L27/092;H01L29/78;H01L29/06;H01L29/04;H01L21/336;H01L21/8238
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 韓明星;羅延紅

技術領域

本發明涉及半導體裝置及其制造方法，更具體地說，涉及包括具有最優化的溝道區的MOS晶體管的半導體裝置及其制造方法。

背景技術

MOS晶體管作為有源裝置(例如開關裝置)廣泛地用在半導體裝置中。具體地說，包括NMOS晶體管和PMOS晶體管的CMOS集成電路廣泛地用于提高作為半導體裝置的電特性之一的待機電流特性。

通常，CMOS電路可以包括具有各種溝道寬度的MOS晶體管。例如，NMOS晶體管和PMOS晶體管可以具有等于相對光刻工藝的分辨率限度的最小特征尺寸的窄溝道寬度。

同時，為了提高CMOS電路的工作特性，可以在電流驅動能力方面改善NMOS晶體管和PMOS晶體管。可以通過減小MOS晶體管的閾值電壓來提高電流驅動能力。最近，為了減小NMOS晶體管的閾值電壓，使用將含有鑭的層設置在柵電極和溝道區之間的技術。然而，如果在具有窄溝道寬度的NMOS晶體管中形成含有鑭的層，則具有窄溝道寬度的NMOS晶體管的閾值電壓會高于具有相對寬的溝道寬度的NMOS晶體管的閾值電壓。因此，對于提高包括具有窄溝道寬度的NMOS晶體管的半導體裝置的電特性具有局限性。

發明內容

因此，實施例涉及基本上克服了由于現有技術的局限性和缺點帶來的一個或多個問題的半導體裝置及其制造方法。

因此，實施例的特征在于提供包括MOS晶體管的半導體裝置及其制造方法，與可比較的傳統裝置和方法相比，所述MOS晶體管包括最優化的溝道區。

因此，實施例的另一特征在于提供半導體裝置，與可比較的傳統裝置相比，所述半導體裝置可以有效地改善MOS晶體管的窄溝道寬度效果。

因此，實施例的另一特征在于提供一種制造半導體裝置的方法，與可比較的傳統裝置相比，所述方法能夠提高MOS晶體管的窄溝道寬度效果。

以上和其它特征及優點中的至少一個可以通過提供一種半導體裝置來實現，所述半導體裝置包括：裝置隔離層，布置在半導體基底的預定區域上，以限定有源區，所述有源區包括(100)晶面的中央頂表面和從所述中央頂表面延伸到所述裝置隔離層的傾斜邊緣表面；半導體圖案，覆蓋所述有源區的所述中央頂表面和所述傾斜邊緣表面，所述半導體圖案包括(100)晶面的與所述有源區的所述中央頂表面平行的平坦頂表面和與所述平坦頂表面基本上和/或完全地垂直的側壁；柵極圖案，與所述半導體圖案疊置。

半導體基底可以包括(100)晶面的主表面。

與所述傾斜邊緣表面和所述裝置隔離層的接觸部分相比，所述中央頂表面和所述傾斜邊緣表面的接觸部分可處于更高的高度。

所述傾斜邊緣表面可以包括(110)晶面。

所述傾斜邊緣表面可以包括圓形輪廓形狀。

所述半導體圖案的所述側壁可以包括(100)晶面。

所述柵極圖案可以包括順序地堆疊的柵極絕緣層和柵電極。

所述柵極絕緣層可以包括鑭。

所述有源區、所述柵極圖案和所述半導體圖案分別對應于第一有源區、第一柵極圖案和第一半導體圖案，所述半導體裝置還包括與所述第一有源區相鄰的第二有源區，所述第二有源區由所述裝置隔離層限定，第二半導體圖案包括順序地堆疊在所述第二有源區上的下半導體圖案和上半導體圖案，其中，所述下半導體圖案和所述上半導體圖案可以具有不同的帶隙能，第二柵極圖案與所述上半導體圖案疊置。

所述下半導體圖案和所述上半導體圖案中的一個可以包括與所述第一半導體圖案的硅圖案相同的硅圖案，所述下半導體圖案和所述上半導體圖案中的另一個包括硅鍺圖案。

以上和其它特征及優點中的至少一個可以通過提供一種制造半導體裝置的方法來實現，所述方法包括以下步驟：在半導體基底的預定區域上形成裝置隔離層，以限定有源區，其中，所述有源區包括(100)晶面的中央頂表面和從所述中央頂表面延伸到所述裝置隔離層的傾斜邊緣表面；在所述有源區的所述中央頂表面和所述傾斜邊緣表面上形成半導體圖案，其中，所述半導體圖案包括(100)晶面的與所述有源區的所述中央頂表面平行的平坦頂表面和與所述平坦頂表面基本上垂直的側壁；形成與所述半導體圖案疊置的柵極圖案。

所述傾斜邊緣表面可以包括(110)晶面。

形成半導體圖案的步驟可以包括執行選擇性外延生長技術，使得所述半導體圖案包括(100)晶面。

所述柵極圖案可以包括順序地堆疊的柵極絕緣層和柵電極。

所述柵極絕緣層可以包括鑭。