[發明專利]半導體器件和制造半導體器件的方法

有效

• 申請號: 201610149691.0
• 申請日: 2016-03-16
• 公開（公告）號: CN105990232B
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發明（設計）人: 金柱然;姜尚廷;安智煥
• 申請（專利權）人: 三星電子株式會社
• 主分類號: H01L21/8234
• 分類號: H01L21/8234;H01L27/088;H01L21/8238;H01L27/092
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 張帆;張青

本發明提供了一種半導體器件以及制造半導體器件的方法。所述半導體器件包括半導體襯底上的至少一個第一柵極結構和至少一個第二柵極結構。所述至少一個第一柵極結構具有在第一方向上延伸的平坦上表面和在垂直于第一方向的第二方向上的第一寬度。所述至少一個第二柵極結構具有在第一方向上延伸的凸上表面和在第二方向上的第二寬度，第二寬度大于第一寬度。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2015年3月17日在韓國知識產權局提交的韓國專利申請No.10-2015-0036761的權益，該申請的公開以引用方式并入本文中。

技術領域

本發明構思的示例實施例涉及一種半導體器件，具體地，涉及一種包括柵極結構的半導體器件和制造該半導體器件的方法。

背景技術

利用多晶硅的金屬氧化物半導體(MOS)晶體管廣泛已知作為柵電極的示例。多晶硅在相對高溫下比大多數金屬更耐用，從而多晶硅以及源極和漏極區可在相對高溫下退火。多晶硅可在完成柵極圖案化之后用于形成自對準源極和漏極結構。然而，因為多晶硅與大多數金屬材料相比具有相對高的電阻，所以多晶硅柵電極的操作速度比金屬柵電極的操作速度更慢。作為補償多晶硅的相對高的電阻的方法，可使用將多晶硅柵電極替換為金屬柵電極的方法。可利用置換金屬柵極(RMG)工藝執行這種方法。在多晶硅存在于半導體襯底上時，可執行相對高溫的工藝，然后，可通過去除多晶硅并將其替換為金屬來形成金屬柵極。

發明內容

本發明構思的示例實施例提供了一種具有改進的操作性能的半導體器件以及一種制造該半導體器件的方法。

根據本發明構思的示例實施例，一種半導體器件包括：半導體襯底上的至少一個第一柵極結構，所述至少一個第一柵極結構具有在第一方向上延伸的平坦上表面，并且具有在垂直于第一方向的第二方向上的第一寬度；以及半導體襯底上的至少一個第二柵極結構，所述至少一個第二柵極結構具有在第一方向上延伸的凸上表面，并且具有在第二方向上的第二寬度，第二寬度大于第一寬度。

根據本發明構思的示例實施例，一種半導體器件包括：半導體襯底，其限定了第一區和第二區；至少第一鰭和第二鰭，其從半導體襯底突出，所述至少第一鰭和第二鰭在第一方向上延伸；至少一個第一柵極結構，其位于半導體襯底的第一區上，并且覆蓋第一鰭的上表面和側表面，所述至少一個第一柵極結構具有在垂直于第一方向的第二方向上延伸的平坦上表面并且具有在第一方向上的第一寬度；以及至少一個第二柵極結構，其位于半導體襯底的第二區上，并且覆蓋第二鰭的上表面和側表面，所述至少一個第二柵極結構具有在垂直于第一方向的第二方向上延伸的凸上表面并且具有在第一方向上的大于第一寬度的第二寬度。

根據本發明構思的示例實施例，一種制造半導體器件的方法，所述方法包括步驟：在半導體襯底上形成在第一方向上延伸的多個偽柵極結構，所述多個偽柵極結構中的每一個包括偽柵極絕緣膜和偽柵電極；在所述多個偽柵極結構的側壁上形成間隔件；形成覆蓋半導體襯底的層間絕緣膜；將層間絕緣膜平面化，以使得所述多個偽柵極結構的上表面暴露出來；去除所述多個偽柵極結構；在層間絕緣膜上和在半導體襯底的去除了所述多個偽柵極結構的部分上形成第一絕緣膜和金屬膜；以及通過將第一絕緣膜和金屬膜平面化以暴露出層間絕緣膜的上表面來形成多個柵極結構，所述多個柵極結構中的每一個包括柵極絕緣膜和金屬柵電極，所述多個柵極結構包括：至少一個第一柵極結構，其具有平坦上表面，所述至少一個第一柵極結構具有在垂直于第一方向的第二方向上的第一寬度，以及至少一個第二柵極結構，其具有凸上表面，所述至少一個第二柵極結構具有在第二方向上的大于第一寬度的第二寬度。