[發明專利]具有納米線的半導體器件及制造其的方法

有效

• 申請號: 201710762460.1
• 申請日: 2017-08-30
• 公開（公告）號: CN107799516B
• 公開（公告）日: 2023-06-27
• 發明（設計）人: 金宰中;蔡榮錫;金相溶;羅勛奏;玄尚鎮
• 申請（專利權）人: 三星電子株式會社
• 主分類號: H01L27/02
• 分類號: H01L27/02
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 張波

一種半導體器件可以包括襯底、第一納米線、第二納米線、第一柵極絕緣層、第二柵極絕緣層、第一金屬層和第二金屬層。第一柵極絕緣層可以沿著第一納米線的周界。第二柵極絕緣層可以沿著第二納米線的周界。第一金屬層可以沿著第一納米線的周界在第一柵極絕緣層的頂表面上。第一金屬層可以具有第一晶粒尺寸。第二金屬層可以沿著第二納米線的周界在第二柵極絕緣層的頂表面上。第二金屬層可以具有不同于第一晶粒尺寸的第二晶粒尺寸。

技術領域

在此公開的本發明構思的實施方式涉及半導體器件，更具體地，涉及具有多柵晶體管的半導體器件及制造其的方法。

背景技術

已經提出了作為用于增加半導體器件的密度的縮放技術之一的多柵晶體管，在多柵晶體管中，成鰭形狀或納米線形狀的硅體形成在襯底上，然后柵極形成在硅體的表面上。

包括三維溝道的多柵晶體管可以允許改善的縮放。此外，電流控制能力能被增強而無需多柵晶體管的增加的柵長度。此外，可以有效地減少或抑制短溝道效應(SCE)，短溝道效應是溝道區的電位受漏電壓影響的現象。

發明內容

本發明構思的一些實施方式可以提供具有改善的操作特性的半導體器件。

本發明構思的一些實施方式可以提供制造具有改善的操作特性的半導體器件的方法。

根據本發明構思的一些實施方式，提供了半導體器件。一種半導體器件可以包括襯底、第一納米線、第二納米線、第一柵極絕緣層、第二柵極絕緣層、第一金屬層和第二金屬層。襯底可以包括第一區域和第二區域。第一納米線可以在第一方向上延伸并在第一區域中與襯底間隔開。第二納米線可以在第二方向上延伸并在第二區域中與襯底間隔開。第一柵極絕緣層可以沿著第一納米線的周界。第二柵極絕緣層可以沿著第二納米線的周界。第一金屬層可以沿著第一納米線的周界在第一柵極絕緣層的頂表面上，并且可以具有第一晶粒尺寸。第二金屬層可以沿著第二納米線的周界形成在第二柵極絕緣層的頂表面上，并且可以具有不同于第一晶粒尺寸的第二晶粒尺寸。

根據本發明構思的一些實施方式，提供了半導體器件。一種半導體器件可以包括襯底、第一納米線、第二納米線、第一柵極絕緣層、第二柵極絕緣層、第一金屬層、第一填充金屬和第二填充金屬。襯底可以包括第一區域和第二區域。第一納米線可以在第一方向上延伸并在第五方向上與襯底間隔開。第二納米線可以在第二方向上延伸并在第六方向上與襯底間隔開。第一柵極絕緣層可以沿著第一納米線的周界。第二柵極絕緣層可以沿著第二納米線的周界。第一金屬層可以沿著第一納米線的周界在第一柵極絕緣層的頂表面上并且具有第一晶粒尺寸。第一填充金屬可以沿著第一納米線的周界在第一金屬層的頂表面上并在交叉第一方向的第三方向上延伸。第二填充金屬可以沿著第二納米線的周界在第二柵極絕緣層的頂表面上并且可以在交叉第二方向的第四方向上延伸。

根據本發明構思的一些實施方式，可以提供制造半導體器件的方法。一種制造半導體器件的方法可以包括：提供包括第一區域和第二區域的襯底；分別在第一區域和第二區域中形成第一納米線和第二納米線；形成沿著第一納米線的第一柵極絕緣層和沿著第二納米線的第二柵極絕緣層；形成覆蓋第一區域并暴露第二區域的阻擋層；執行第二納米線的表面處理；去除阻擋層；以及形成沿著第一納米線的第一金屬層和沿著第二納米線的第二金屬層。第一金屬層的晶粒尺寸和第二金屬層的晶粒尺寸彼此不同。

根據本發明構思的一些實施方式，提供了半導體器件。一種半導體器件可以包括襯底、第一晶體管和第二晶體管。第一晶體管可以在襯底上。第一晶體管可以包括第一納米線溝道區、沿著第一納米線溝道區的第一柵極以及在第一納米線溝道區與第一柵極之間的第一柵極絕緣層。第一柵極可以包括沿著第一納米線溝道區的第一金屬層，并且第一金屬層可以包括第一晶粒尺寸。第二晶體管可以在襯底上。第二晶體管可以包括第二納米線溝道區、沿著第二納米線溝道區的第二柵極以及在第二納米線溝道區與第二柵極之間的第二柵極絕緣層。第二柵極可以包括沿著第二納米線溝道區的第二金屬層，并且第二金屬層可以包括不同于第一晶粒尺寸的第二晶粒尺寸。

附圖說明