[發明專利]半導體器件及其制造方法

在審

• 申請號: 201810654945.3
• 申請日: 2018-06-22
• 公開（公告）號: CN109119420A
• 公開（公告）日: 2019-01-01
• 發明（設計）人: 李東洙;鄭元根;羅勛奏;裵洙瀯;宋在烈;李鐘漢;丁炯碩;玄尚鎮
• 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;H01L21/8238
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 王新華

公開了半導體器件及其制造方法。半導體器件包括在基板上的第一晶體管和在基板上的第二晶體管。第一晶體管和第二晶體管的每個包括豎直地堆疊在基板上且彼此豎直地間隔開的多個半導體圖案以及填充半導體圖案之間和所述基板與所述多個半導體圖案中的最下面的半導體圖案之間的空間的柵極電介質圖案和功函數圖案。第一晶體管的功函數圖案包括第一功函數金屬層，第二晶體管的功函數圖案包括第一功函數金屬層和第二功函數金屬層，第一晶體管和第二晶體管中的每個的第一功函數金屬層具有比第二功函數金屬層的功函數大的功函數，并且第一晶體管具有比第二晶體管的閾值電壓小的閾值電壓。

技術領域

發明構思涉及半導體，更具體地，涉及包括環繞柵極型晶體管(gate-all-aroundtype transistor)的半導體器件及其制造方法。

背景技術

半導體器件由于尺寸小、多功能性和/或低制造成本而被認為是電子產業中的重要因素。半導體器件可以分類為存儲數據和/或機器可讀指令的半導體存儲器件、處理邏輯數據的操作的半導體邏輯器件以及具有存儲元件和邏輯元件兩者的混合半導體器件。隨著電子產業的先進發展，半導體器件已經越來越希望(或可選地要求)高的集成。例如，半導體器件已經日益要求高可靠性、高速度和/或多功能性。半導體器件已經逐漸復雜化和集成以滿足這些所需的特性。

發明內容

發明構思的某些實施方式提供包括具有各種閾值電壓的環繞柵極型晶體管的半導體器件。

發明構思的某些實施方式提供一種制造半導體器件的方法，該半導體器件包括具有各種閾值電壓的環繞柵極型晶體管。

根據發明構思的某些示例實施方式，一種半導體器件可以包括在基板上的第一晶體管和在基板上的第二晶體管。第一晶體管和第二晶體管的每個包括豎直地堆疊在基板上且彼此豎直地間隔開的多個半導體圖案以及填充半導體圖案之間和所述基板與所述多個半導體圖案中的最下面的半導體圖案之間的空間的柵極電介質圖案和功函數圖案。第一晶體管的功函數圖案包括第一功函數金屬層，第二晶體管的功函數圖案包括第一功函數金屬層和第二功函數金屬層，第一晶體管和第二晶體管的每個的第一功函數金屬層具有比第二功函數金屬層的功函數大的功函數，并且第一晶體管具有比第二晶體管的閾值電壓小的閾值電壓。

根據發明構思的某些示例實施方式，一種半導體器件可以包括在基板上的第一晶體管和在基板上的第二晶體管。第一晶體管和第二晶體管的每個包括豎直地堆疊在基板上且彼此豎直地間隔開的多個半導體圖案以及填充半導體圖案之間和所述基板與所述多個半導體圖案中的最下面的半導體圖案之間的空間的柵極電介質圖案和功函數圖案。第一晶體管的空間具有與第二晶體管的空間的尺寸相同的尺寸，第一晶體管的功函數圖案包括第一功函數金屬層，第二晶體管的功函數圖案包括第一功函數金屬層和第二功函數金屬層，并且第一晶體管具有與第二晶體管的閾值電壓不同的閾值電壓。

根據發明構思的某些示例實施方式，一種制造半導體器件的方法可以包括：形成交替且重復地堆疊在基板上的犧牲層和半導體層；形成跨越犧牲層和半導體層且在一個方向上延伸的犧牲柵極圖案；去除犧牲柵極圖案以形成暴露半導體層和犧牲層的第一溝槽和第二溝槽；選擇性去除暴露到第一溝槽和第二溝槽的犧牲層；在第一溝槽中形成填充半導體層之間以及基板與最下面的半導體層之間的第一空間的第一功函數圖案；以及在第二溝槽中形成填充半導體層之間以及基板與最下面的半導體層之間的第二空間的第二功函數圖案。第一功函數圖案包括第一功函數金屬層，第二功函數圖案包括第一功函數金屬層和第二功函數金屬層，第一空間和第二空間具有彼此相同的尺寸，并且第一功函數圖案和第二功函數圖案具有彼此不同的功函數。

附圖說明

圖1示出平面圖，其示出根據發明構思的某些示例實施方式的半導體器件。

圖2A示出沿著圖1的線A-A'剖取的截面圖。

圖2B示出沿著圖1的線B-B'剖取的截面圖。