发明名称 半导体元件以及其制造方法
摘要
申请公布号 申请公布日期 2011.08.21
申请号 TW096110334 申请日期 2007.03.26
申请人 三星电子股份有限公司 发明人 姜载禄;吉田诚;张世明
分类号 H01L21/334 主分类号 H01L21/334
代理机构 代理人 詹铭文 台北市中正区罗斯福路2段100号7楼之1;萧锡清 台北市中正区罗斯福路2段100号7楼之1
主权项 一种半导体元件,包括:基板,具有胞区域、核心区域以及周边区域;隔离层,在所述胞区域、所述核心区域以及所述周边区域内分别界定第一、第二以及第三主动区;以及第一、第二以及第三闸极结构,分别延伸在所述第一、第二以及第三主动区上,其中所述第一闸极结构配置于所述第一主动区之至少一第一侧面与所述隔离层之间,其中所述第二主动区包括上表面与至少一第二侧面,其中所述上表面具有一槽界定于其中,其中所述第二闸极结构覆盖至少所述第二主动区之所述上表面的一部分,且配置于至少一所述第二侧面与所述隔离层之间,以及其中所述第三闸极结构配置于所述第三闸极结构的上表面上。一种半导体元件,包括:基板,包括胞区域以及核心区域;隔离结构,在所述基板内;所述胞区域内的第一主动区以及所述核心区域内的第二主动区,其中所述第一及第二主动区是由所述隔离结构来界定;以及多个闸极结构,延伸在所述第一及核心区域的所述第一及第二主动区以及所述隔离结构上,其中所述第一主动区的第一部分是鳍形主动区,且所述第二主动区是实质上为平面的主动区,以及其中所述第一及第二主动区之上表面与所述隔离结构之上表面为实质上共面。如申请专利范围第2项所述之半导体元件,其中所述多个闸极结构之一的一部分配置于所述隔离结构与所述第一主动区之间。如申请专利范围第2项所述之半导体元件,其中所述第一主动区之第二部分是实质上为平面的主动区。如申请专利范围第2项所述之半导体元件,其中所述基板更包括周边区域,且在所述周边区域中所述隔离结构界定第三主动区,且其中所述第三主动区是双鳍形主动区。一种制造半导体元件的方法,包括:在基板上形成隔离层,所述隔离层界定多个主动区;在所述基板上形成胞区域、核心区域以及周边区域,所述胞区域、所述核心区域以及所述周边区域分别包括第一、第二以及第三主动区;形成第一、第二以及第三闸极结构,分别在所述第一、第二以及第三主动区上,其中所述第一闸极结构配置于所述第一主动区的至少一第一侧面与所述隔离层之间,其中所述第二主动区包括上表面与至少一第二侧面,其中所述上表面具有一槽界定于其中,其中所述第二闸极结构覆盖所述第二主动区之所述上表面的至少一部分,且配置于至少一所述第二侧面与所述隔离层之间,以及其中所述第三闸极结构配置于所述第三闸极结构之上表面上。如申请专利范围第6项所述之制造半导体元件的方法,其中在所述基板上形成所述隔离层包括:在所述基板上形成遮罩氮化层;使用所述遮罩氮化层作为遮罩在所述基板内形成隔离槽;在所述隔离槽之侧壁上形成衬底氮化层;形成第一隔离氧化层,埋没所述隔离槽;以及使用所述遮罩氮化层作为停止层来平坦化所述第一隔离氧化层。如申请专利范围第7项所述之制造半导体元件的方法,更包括在所述基板与所述遮罩氮化层之间形成垫氧化层。如申请专利范围第7项所述之制造半导体元件的方法,更包括在所述隔离槽之侧壁与所述衬底氮化层之间形成衬底氮化氧化层。如申请专利范围第7项所述之制造半导体元件的方法,更包括藉由高密度电浆化学气相沈积来形成所述第一隔离氧化层。如申请专利范围第6项所述之制造半导体元件的方法,其中形成所述胞区域、所述核心区域以及所述周边区域包括:在所述隔离层上形成光阻图案,所述光阻图案曝露所述第一隔离氧化层的一部分,曝露所述光罩氮化层的第一部分,以及覆盖所述遮罩氮化层的第二部分;部分消除所述第一隔离氧化层被曝露的部分以曝露所述衬底氮化层的一部分;部分消除所述光罩氮化层的所述第一部分;消除所述光阻图案;消除所述遮罩氮化层的所述第一部分以及所述衬底氮化层被曝露的部分;以及在所述第一隔离氧化层与所述衬底氮化层的剩余部分上形成第二隔离氧化层。如申请专利范围第11项所述之制造半导体元件的方法,其中所述光阻图案曝露所述第一主动区之第一边缘以及跟所述第一主动区之所述第一边缘相邻的所述隔离层的一部分。如申请专利范围第12项所述之制造半导体元件的方法,其中所述光阻图案覆盖所述第一主动区之第二边缘以及跟所述第一主动区之所述第二边缘相邻的所述隔离层的一部分。如申请专利范围第11项所述之制造半导体元件的方法,其中所述光阻图案覆盖所述第二主动区以及跟所述第二主动区相邻的所述隔离层的一部分。如申请专利范围第11项所述之制造半导体元件的方法,其中所述光阻图案完全地曝露整个所述第三主动区。如申请专利范围第11项所述之制造半导体元件的方法,更包括去除所述光阻图案,然后再去除所述遮罩氮化层之所述第一部分以及所述衬底氮化层被曝露的部分。如申请专利范围第11项所述之制造半导体元件的方法,更包括使用磷酸溶液来去除所述遮罩氮化层之所述第一部分以及所述衬底氮化层被曝露的部分。如申请专利范围第11项所述之制造半导体元件的方法,更包括使用高密度电浆化学气相沈积制程来形成所述第二隔离氧化层。如申请专利范围第11项所述之制造半导体元件的方法,更包括使用所述遮罩氮化层之所述第二部分作为所述停止层来平坦化所述第二隔离氧化层。如申请专利范围第11项所述之制造半导体元件的方法,其中形成所述胞区域、所述核心区域以及所述周边区域包括:形成所述第二隔离氧化层之后,去除剩余的所述第二部分遮罩氮化层;以及去除所述遮罩氮化层之所述第二部分之后,形成氧化层,所述氧化层至少部分填充所述遮罩氮化层之所述第二部分所占据的间隔。如申请专利范围第20项所述之制造半导体元件的方法,其中形成所述氧化层包括:完全填充所述胞区域中被所述遮罩氮化层之所述第二部分所占据的间隔;以及形成间隔物,所述间隔物部分填充所述核心区域中被所述遮罩氮化层之所述第二部分所占据的间隔。如申请专利范围第20项所述之制造半导体元件的方法,其中所述氧化层包括MTO氧化物。如申请专利范围第20项所述之制造半导体元件的方法,其中形成所述胞区域、所述核心区域以及所述周边区域包括选择性地蚀刻所述基板上被所述核心区域中之所述间隔物所曝露的部分。如申请专利范围第23项所述之制造半导体元件的方法,其中形成所述胞区域、所述核心区域以及所述周边区域更包括:选择性地蚀刻完所述基板之所述部分之后,对所述第一隔离氧化层、所述第二隔离氧化层以及所述氧化层执行回蚀刻制程以曝露所述半导体基板之上表面,从而曝露所述衬底氮化层的一部分;去除所述衬底氮化层被曝露的部分,从而在所述第一隔离氧化层与所述基板之间形成一间隔;以及蚀刻被所述间隔曝露的所述第一隔离氧化层,从而将所述间隔扩大预定宽度。如申请专利范围第24项所述之制造半导体元件的方法,其中形成所述胞区域、所述核心区域以及所述周边区域更包括:用导电材料填入被扩大的所述间隔;以及图案化所述导电层以形成闸极结构。如申请专利范围第25项所述之制造半导体元件的方法,其中所述导电层包括多晶矽、矽化钨以及钨的至少其中之一。一种制造半导体元件的方法,包括:提供具有胞区域与核心区域的基板;在所述基板内形成隔离结构;在所述胞区域内形成第一主动区且在所述核心区域内形成第二主动区,其中所述第一及第二主动区是由所述隔离结构来界定;以及形成多个闸极结构,在所述胞区域及所述核心区域中的所述第一及第二主动区以及所述隔离结构上,其中所述第一主动区之第一部分是鳍形主动区,且所述第二主动区是实质上为平面的主动区,以及其中所述第一及第二主动区之上表面与所述隔离结构之上表面为实质上共面。如申请专利范围第27项所述之制造半导体元件的方法,其中形成所述隔离结构包括:在所述基板内形成隔离槽;在所述隔离槽内形成第一隔离材料;以及在所述隔离槽内所述第一隔离材料上面以及所述基板之上表面上形成第二隔离材料,其中所述胞区域中所述隔离材料上面的所述第二隔离材料之厚度小于所述核心区域中所述隔离材料上面的所述第二隔离材料之厚度。如申请专利范围第28项所述之制造半导体元件的方法,其中形成所述第一及第二主动区包括:去除所述胞区域及所述核心区域中的所述第二隔离材料,以使得所述胞区域中的所述第一隔离材料被所述第二隔离材料曝露,且所述核心区域中的所述第一隔离材料被所述第二隔离材料覆盖;去除所述胞区域中被曝露的所述第一隔离材料,从而在所述基板与所述第二隔离材料之间形成具有一宽度的间隔;以及去除曝露于所述间隔的所述第二隔离材料,从而扩大所述间隔的宽度。如申请专利范围第27项所述之制造半导体元件的方法,其中所述基板更包括周边区域,所述制造半导体元件的方法更包括:在所述周边区域内形成第三主动区,所述第三主动区是由所述隔离结构来界定,其中所述第三主动区是双鳍形主动区。如申请专利范围第30项所述之制造半导体元件的方法,其中形成所述隔离结构包括:在所述基板上形成遮罩氮化层;使用所述遮罩氮化层作为遮罩在所述基板内形成隔离槽;在所述隔离槽内以及所述遮罩氮化层上形成隔离氧化材料,其中所述隔离氧化材料之上表面是高于所述基板之上表面,且其中所述遮罩氮化层被所述隔离氧化材料曝露。如申请专利范围第31项所述之制造半导体元件的方法,其中形成所述第一主动区包括:去除被所述隔离氧化材料曝露的所述遮罩氮化层,从而在所述胞区域中的所述隔离氧化材料内界定第一凹陷,以及在所述胞区域中的所述隔离氧化材料内界定第二凹陷;用遮罩材料埋没所述第一凹陷,以及在所述第二凹陷内形成所述遮罩材料的间隔物;以及使用所述间隔物作为遮罩来去除所述基板在所述第二凹陷下面的部分,从而在所述胞区域中之所述基板之所述上表面内形成一槽。一种制造半导体元件的方法,包括:提供具有胞区域与核心区域的基板;在所述基板内形成隔离结构,其中所述胞区域中的所述隔离结构部分具有第一隔离材料排列方式,且所述核心区域中的所述隔离结构部分具有第二隔离材料排列方式,所述第二隔离材料排列方式不同于所述第一隔离材料排列方式;以及针对所述第一及第二主动区内的所述隔离结构部分施加实质上相同的蚀刻条件,以在所述胞区域内形成第一主动区且在所述核心区域内形成第二主动区,其中所述第一及第二主动区是由所述隔离结构来界定,其中所述第一主动区之第一部分是鳍形主动区,且所述第二主动区是实质上为平面的主动区。如申请专利范围第33项所述之制造半导体元件的方法,其中所述基板更包括周边区域,所述制造半导体元件的方法更包括:在所述周边区域中的所述隔离结构部分内形成第三主动区;以及在所述第三主动区中所述基板之上表面内形成凹陷。如申请专利范围第34项所述之制造半导体元件的方法,更包括在所述隔离结构形成之前形成所述凹陷。
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