半導(dǎo)體裝置及其制造方法
【專利說明】半導(dǎo)體裝置及其制造方法
[0001]本專利申請要求于2014年8月25日提交的第62/041，473號美國臨時專利申請和于2015年1月30日提交的第10-2015-0014806號韓國專利申請的優(yōu)先權(quán)，這些申請的全部內(nèi)容通過引用包含于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明構(gòu)思的代表性的實施例涉及半導(dǎo)體裝置和制造該半導(dǎo)體裝置的方法。具體地，涉及一種鰭式場效應(yīng)晶體管和一種制造該鰭式場效應(yīng)晶體管的方法。
【背景技術(shù)】
[0003]為了實現(xiàn)高度集成的半導(dǎo)體裝置，必須形成精細圖案。例如，每個圖案應(yīng)當(dāng)形成為具有盡可能小的面積或占用面積(footprint)，使得每一給定的區(qū)域可以設(shè)置越來越多的器件。具體地，應(yīng)當(dāng)以最小化多個圖案中的相鄰的圖案之間的間隔與圖案的寬度之和或圖案的節(jié)距的方式來形成圖案。然而，通常利用光刻來形成這樣的圖案。當(dāng)半導(dǎo)體裝置的設(shè)計規(guī)則已經(jīng)變得大幅度地變小時，在可以獲得的分辨率方面，光刻被拉伸到極限。因此，當(dāng)半導(dǎo)體裝置的圖案的節(jié)距變得更精細以遵守較小的設(shè)計規(guī)則時，變得越來越難于形成圖案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思，提供了制造半導(dǎo)體裝置的方法的代表性實施例，所述方法包括:提供橫跨所述裝置的第一區(qū)、第二區(qū)和第三區(qū)的基板；在基板上形成第一初始有源圖案和第二初始有源圖案，使得第一初始有源圖案和第二初始有源圖案從基板突出，第一初始有源圖案從第一區(qū)延伸到第三區(qū)中以與第三區(qū)中的基板疊置，第二初始有源圖案從第二區(qū)延伸到第三區(qū)中，從而也與第三區(qū)中的基板疊置；在第一區(qū)和第二區(qū)中的基板上形成掩模圖案，而不在第三區(qū)中形成掩模圖案，從而使基板在第三區(qū)中暴露；利用掩模圖案作為蝕刻掩模來執(zhí)行包括蝕刻第一初始有源圖案和第二初始有源圖案的第一蝕刻工藝，以分別由第一初始有源圖案和第二初始有源圖案形成第一有源圖案和第二有源圖案；以及形成與第一有源圖案交叉的第一柵極結(jié)構(gòu)和與第二有源圖案交叉的第二柵極結(jié)構(gòu)。第一有源圖案形成為在第一方向上縱向延伸并且在與第一方向交叉的第二方向上彼此分隔開。第二有源圖案形成為沿第一方向延伸并且在第二方向上彼此分隔開。第一方向是跨過第一區(qū)、第二區(qū)和第三區(qū)延伸的方向。此外，第一有源圖案中的相鄰的第一有源圖案之間在第二方向上的距離與第二有源圖案中的相鄰的第二有源圖案之間在第二方向上的距離不同。
[0005]根據(jù)發(fā)明構(gòu)思，還提供了制造半導(dǎo)體裝置的方法的代表性實施例，所述方法包括:將基板圖案化以形成限定第一初始有源圖案和第二初始有源圖案的第一溝槽，第一初始有源圖案沿第一方向縱向延伸并且在與第一方向交叉的第二方向上彼此分隔開，第二初始有源圖案沿第一方向縱向延伸，在第一方向上與第一初始有源圖案分隔開并且在第二方向上彼此分隔開；在基板上形成暴露第一初始有源圖案和第二初始有源圖案的端部的掩模圖案；執(zhí)行去除第一初始有源圖案的端部和第二初始有源圖案的端部并且分別由此形成第一有源圖案和第二有源圖案的蝕刻工藝，在所述蝕刻工藝中將掩模圖案用作蝕刻掩模；以及在基板上形成與第一有源圖案交叉的第一柵極結(jié)構(gòu)和與第二有源圖案交叉的第二柵極結(jié)構(gòu)。此外，有源圖案形成為使得第一初始有源圖案中的相鄰的第一初始有源圖案之間的在第二方向上的距離與第二初始有源圖案中的相鄰的第二初始有源圖案之間的在第二方向上的距離不同。此外，第一初始有源圖案的端部在第一方向上與第二初始有源圖案的端部整體上分開。此外，蝕刻工藝形成具有設(shè)置在比第一溝槽的底部低的水平處的底部的第二溝槽，并且使得第二溝槽在第一方向上的寬度等于所有第一有源圖案的集合與所有第二有源圖案的集合之間在第一方向上的距離。
[0006]根據(jù)發(fā)明構(gòu)思，還提供了制造半導(dǎo)體裝置的方法的代表性實施例，所述方法包括:在基板上形成犧牲層；執(zhí)行光刻工藝以在犧牲層上形成圖案化的光刻膠層，所述圖案化的光刻膠層包括第一光刻膠圖案和第二光刻膠圖案，第一光刻膠圖案中的至少一個光刻膠圖案從存儲單元區(qū)延伸到第三區(qū)中，第二光刻膠圖案中的至少一個第二光刻膠圖案從外圍電路區(qū)延伸到第三區(qū)中；利用圖案化的光刻膠層作為蝕刻掩模來蝕刻犧牲層以在存儲單元區(qū)、外圍電路區(qū)和第三區(qū)中形成圖案化的犧牲材料層；沿圖案化的犧牲材料層的側(cè)表面形成側(cè)壁表面間隔部；去除圖案化的犧牲材料層并利用所述間隔部作為蝕刻掩模蝕刻基板，以使基板在存儲單元區(qū)、外圍電路區(qū)和第三區(qū)中圖案化；在基板上形成掩模，所述掩模覆蓋基板的在存儲單元區(qū)和外圍電路區(qū)兩者中圖案化的部分，同時暴露基板的在第三區(qū)中圖案化的部分；利用所述掩模作為蝕刻掩模，蝕刻第三區(qū)中的基板，以去除基板的在第三區(qū)中圖案化的部分，從而形成基板的在存儲單元區(qū)中的多個第一有源區(qū)和基板的在外圍電路區(qū)中的多個第二有源區(qū)；形成與第一有源區(qū)交叉延伸的第一柵極；以及形成與第二有源區(qū)交叉延伸的第二柵極。
[0007]根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思，還提供了一種半導(dǎo)體裝置的代表性實施例，所述半導(dǎo)體裝置包括:基板，在第一區(qū)、第二區(qū)和位于第一區(qū)和第二之間的第三區(qū)延伸；第一有源圖案，從基板的第一區(qū)向上突出，沿跨過第一區(qū)至第三區(qū)的第一方向延伸，并且在與第一方向交叉的第二方向上彼此分隔開；第二有源圖案，從基板的第二區(qū)向上突出，沿第一方向延伸，并且在第二方向上彼此分隔開，第一有源圖案中的相鄰的第一有源圖案之間在第二方向上的距離與第二有源圖案中的相鄰的第二有源圖案之間在第二方向上的距離不同；與第一有源圖案交叉的第一柵極結(jié)構(gòu)；以及與第二有源圖案交叉的第二柵極結(jié)構(gòu)。第三區(qū)由溝槽來限定，所述溝槽在第一區(qū)和第二區(qū)之間的基板中。第一有源圖案的側(cè)壁表面在第一區(qū)和第三區(qū)之間的邊界沿第二方向?qū)R，第二有源圖案的側(cè)壁表面在第二區(qū)和第三區(qū)之間的邊界沿第二方向?qū)R。
【附圖說明】
[0008]通過下面結(jié)合附圖的詳細說明，本發(fā)明構(gòu)思和發(fā)明構(gòu)思的目的、特征和優(yōu)點將被更清楚地理解。附圖示出了非限制性的實施例，即，代表性的實施例。
[0009]圖1A、圖2A、圖3A、圖4A、圖5A、圖6A、圖7A和圖8A示出了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的代表性實施例的制造半導(dǎo)體裝置的方法，并且均是裝置在其制造過程中的平面圖。
[0010]圖1B、圖2B、圖3B、圖4B、圖5B、圖6B、圖7B和圖8B均是分別沿圖1A至圖8A的線Ι-Γ、ΙΙ-ΙΓ和ΙΙΙ-ΙΙΓ截取的復(fù)合剖視圖。
[0011]圖9A是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的制造半導(dǎo)體裝置的方法的代表性實施例中可以形成的第一和第二光刻膠圖案的平面圖。
[0012]圖9B是沿圖9A的線IV-1V’、V-V’和V1-VI’截取的復(fù)合剖視圖。
[0013]圖10是包括根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思制造的半導(dǎo)體裝置的電子系統(tǒng)的示例的示意性框圖。
[0014]圖11是電子系統(tǒng)可應(yīng)用于其的移動電話的透視圖。
[0015]應(yīng)該注意到，這些附圖意圖示出在某些代表性實施例中使用的方法、結(jié)構(gòu)和/或材料的一般特性，并且意圖對下面提供的書面描述進行補充。然而，這些附圖不必按比例繪制并且可以不精確地反映任意給出的實施例的精確結(jié)構(gòu)或性能特性，并且不應(yīng)被解釋為限定或限制代表性實施例所包含的性質(zhì)或值的范圍。例如，為了清楚起見可以減小或夸大分子、層、區(qū)域和/或結(jié)構(gòu)元件的相對厚度和位置。在各個附圖中相似或相同的附圖標(biāo)記的使用意圖指示存在相似或相同的元件或特征。
【具體實施方式】
[0016]現(xiàn)在將參照附圖更充分地描述本發(fā)明構(gòu)思的代表性實施例，在附圖中示出了代表性實施例。然而，本發(fā)明構(gòu)思的代表性實施例可以以許多不同的形式來實施，并且不應(yīng)被解釋為限制于這里闡述的實施例；相反，提供這些實施例，使得該公開將是徹底的且完整的，并向本領(lǐng)域普通技術(shù)人員充分地傳達代表性實施例的構(gòu)思。在附圖中，為了清楚起見夸大了層和區(qū)域的厚度。在附圖中同樣的附圖標(biāo)記表示同樣的元件，因此將省略對它們的描述。
[0017]將理解的是，當(dāng)元件被稱為“連接”或“結(jié)合”到另一元件時，該元件可以直接連接或結(jié)合到所述另一元件，或者可以存在中間元件。相反，當(dāng)元件被稱為“直接連接”或“直接結(jié)合”到另一元件時，則不存在中間元件。同樣的標(biāo)記始終表示同樣的元件。如這里使用的，術(shù)語“和/或”包括一個或更多個相關(guān)所列項目的任意和所有組合。用于描述元件或?qū)又g的關(guān)系的其他詞語應(yīng)以相似的方式(例如，“在……之間”與“直接在……之間”、“鄰近”與“直接鄰近”、“在……上”與“直接在……上”)來解釋。
[0018]將理解的是，盡管這里可以使用術(shù)語“第一”、“第二”等來描述各個元件、組件、區(qū)域、層和/或部分，但是這些元件、組件、區(qū)域、層和/或部分不應(yīng)受這些術(shù)語限制。這些術(shù)語僅用于將一個元件、組件、區(qū)域、層或部分與另一元件、組件、區(qū)域、層或部分區(qū)分開。因此，在不脫離代表性實施例的教導(dǎo)的情況下，可以將下面討論的第一元件、組件、區(qū)域、層或部分可稱為第二元件、組件、區(qū)域、層或部分。
[0019]為了易于描述，這里可以使用諸如“在……下面”、“在……下方”、“下面的”、“在……上方”和“上面的”等空間相對術(shù)語，以描述如附圖中示出的一個元件或特征與其他元件或特征的關(guān)系。將理解的是，除了附圖中描繪的方位以外，空間相對術(shù)語還意圖包含裝置在使用或操作中的不同方位。例如，如果附圖中的裝置翻轉(zhuǎn)，則描述為“在”其他元件或特征“下方”或“下面”的元件隨后將被定位“在”所述其他元件或特征“上方”。因此，示例性術(shù)語“在……下方”可以包含在……上方和在……下方兩種方位。器件可以被另外定位(旋轉(zhuǎn)90度或者在其他方位)并且相應(yīng)地解釋這里使用的空間相對描述語。
[0020]這里使用的術(shù)語僅出于描述具體實施例的目的，并不意圖限制代表性實施例。除非上下文另外明確指出，否則如這里所使用的，單數(shù)形式的“一個”、“一種”、“該”和“所述”也意圖包括復(fù)數(shù)形式。進一步將理解的是，如果這里使用術(shù)語“包括”、“包含”和/或“具有”，則說明存在陳述的特征、整體、步驟、操作、元件和/或組件，但不排除存在或添加一個或更多個其他特征、整體、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組。
[0021]在這里參照作為代表性實施例中的理想化的實施例(和中間結(jié)構(gòu))的示意性示圖的剖視圖來描述本發(fā)明構(gòu)思的代表性實施例。這樣，預(yù)計將出現(xiàn)例如由制造技術(shù)和/或公差引起的圖示的形狀的