半導(dǎo)體器件及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種包括具有相對(duì)窄的寬度和相對(duì)小的間距的柵線的半導(dǎo)體器件以及一種制造該半導(dǎo)體器件的方法，所述半導(dǎo)體器件包括：襯底，其具有鰭式有源區(qū)；柵極絕緣層，其覆蓋鰭式有源區(qū)的上表面和側(cè)部；以及柵線，其延伸并且與鰭式有源區(qū)交叉同時(shí)覆蓋鰭式有源區(qū)的上表面和兩側(cè)，柵線位于柵極絕緣層上，其中在垂直于柵線的延伸方向的剖面中，柵線的上表面的中心部分具有凹進(jìn)形狀。
【專利說(shuō)明】
半導(dǎo)體器件及其制造方法
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002] 本申請(qǐng)要求于2015年4月17日在韓國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的韓國(guó)專利申請(qǐng)No. 10-2015-0054494的利益，該申請(qǐng)的公開(kāi)以引用方式全文并入本文中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明構(gòu)思涉及一種半導(dǎo)體器件，并且更具體地說(shuō)，涉及一種包括具有相對(duì)窄的 寬度和相對(duì)減小的間距的柵線的半導(dǎo)體器件以及一種制造該半導(dǎo)體器件的方法。
【背景技術(shù)】
[0004] 在高度集成的半導(dǎo)體器件的制造中經(jīng)常期望減小圖案大小。將大量器件集成到小 的區(qū)域上需要減小分離的器件的大小。為此，需要減小等于待形成的圖案中的每一個(gè)的寬 度之和的器件間距，以及減小圖案之間的間隔。隨著半導(dǎo)體器件的設(shè)計(jì)規(guī)則持續(xù)經(jīng)歷進(jìn)一 步的減小，在具有這種細(xì)微間距的可靠的柵線的形成中存在某些限制。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 本發(fā)明構(gòu)思提供了一種半導(dǎo)體器件，所述半導(dǎo)體器件包括具有細(xì)微間距的可靠的 柵線。
[0006] 本發(fā)明構(gòu)思還提供了一種制造該半導(dǎo)體器件的方法。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一方面，提供了一種半導(dǎo)體器件，該半導(dǎo)體器件包括:襯底，其 具有鰭式有源區(qū)；柵極絕緣層，其覆蓋鰭式有源區(qū)的上表面和側(cè)部的至少一部分；以及柵 線，其延伸并且與鰭式有源區(qū)交叉同時(shí)覆蓋鰭式有源區(qū)的上表面和側(cè)部的至少一部分，所 述柵線位于柵極絕緣層上，其中，在垂直于柵線的延伸方向的剖面中，柵線的上表面的中心 部分具有凹進(jìn)形狀。
[0008] 所述半導(dǎo)體器件還可包括接觸柵線的側(cè)部的一對(duì)柵極間隔件層，其中，柵極絕緣 層可從鰭式有源區(qū)與柵線之間延伸至所述一對(duì)柵極間隔件層與柵線之間。
[0009] 所述柵線可包括:第一柵電極層，其延伸同時(shí)覆蓋鰭式有源區(qū)的上表面和側(cè)部以 及所述一對(duì)柵極間隔件層的側(cè)部，所述一對(duì)柵極間隔件層的側(cè)部彼此面對(duì)，并且第一柵電 極層限定凹陷空間；以及第二柵電極層，其延伸同時(shí)填充凹陷空間。
[0010] 在垂直于柵線的延伸方向的剖面中，第二柵電極層的中心部分相對(duì)于襯底的水平 高度可低于第二柵電極層的外部相對(duì)于襯底的水平高度。
[0011] 第一柵電極層的上表面的鄰近于柵極絕緣層的一部分相對(duì)于襯底的水平高度可 高于鄰近于第二柵電極層的一部分相對(duì)于襯底的水平高度。
[0012] 第一柵電極層的上表面和第二柵電極層的上表面可形成連續(xù)表面。
[0013]所述連續(xù)表面相對(duì)于襯底的水平高度可從鄰近于柵極絕緣層的部分至第二柵電 極層的中心部分逐漸降低。
[0014]所述柵線可具有不規(guī)則形狀，其中第二柵電極層在豎直方向上從第一柵電極層突 出。
[0015] 第二柵電極層的上表面相對(duì)于襯底的水平高度可高于第一柵電極層的上表面相 對(duì)于襯底的水平高度。
[0016] 第二柵電極層的中心部分可具有從第二柵電極層的上表面延伸至第二柵電極層 的內(nèi)部區(qū)的接縫。
[0017] 第二柵電極層的接縫可從第二柵電極層的上表面的最低水平高度延伸至第二柵 電極層的內(nèi)部區(qū)。
[0018] 所述柵線還可包括第一柵電極層與柵極間隔件層之間的阻擋層。
[0019] 阻擋層的頂部的水平高度可低于第一柵電極層的上表面和第二柵電極層的上表 面的水平高度。
[0020] 第二柵電極層的上部的寬度可大于第二柵電極層的下部的寬度。
[0021] 所述柵線的上表面的水平高度可低于所述一對(duì)柵極間隔件層的頂部的水平高度， 其中，所述半導(dǎo)體器件還可包括絕緣柵極封蓋層，其形成在所述柵線上，并且其上表面的水 平高度與所述一對(duì)柵極間隔件層的頂部的水平高度相同。
[0022] 柵極絕緣層可從所述一對(duì)柵極間隔件層與柵線之間延伸至所述一對(duì)柵極間隔件 層與絕緣柵極封蓋層之間。
[0023] 柵極絕緣層的頂部的水平高度可低于絕緣柵極封蓋層的上表面的水平高度。
[0024] 柵極絕緣層的頂部的水平高度可高于柵線的上表面的水平高度。
[0025] 柵極封蓋層可接觸第二柵電極層的側(cè)部的至少一部分。
[0026] 柵極封蓋層的一部分可在相對(duì)于襯底的主表面的水平方向上位于第二柵電極層 的上部與柵極絕緣層之間。
[0027] 根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一方面，提供了一種半導(dǎo)體器件，該半導(dǎo)體器件包括:襯底， 其具有鰭式有源區(qū)；襯底上的器件隔離層，所述器件隔離層覆蓋鰭式有源區(qū)的下部;一對(duì)柵 極間隔件層，其延伸同時(shí)與鰭式有源區(qū)交叉，所述一對(duì)柵極間隔件層位于器件隔離層和襯 底上;柵極絕緣層，其具有均勻的厚度，并且覆蓋所述一對(duì)柵極間隔件層的側(cè)部中的每一個(gè) 的至少一部分以及鰭式有源區(qū)的上表面和兩側(cè)，所述一堆柵極間隔件層彼此面對(duì)，所述柵 極絕緣層位于所述一對(duì)柵極間隔件層之間；以及柵線，其在所述一對(duì)柵極間隔件層之間延 伸，所述柵線位于柵極絕緣層上，其中，所述柵線可包括:第一柵電極層和第二柵電極層，第 一柵電極層延伸同時(shí)覆蓋所述一對(duì)柵極間隔件層的側(cè)部中的每一個(gè)的至少一部分以及鰭 式有源區(qū)的上表面和兩側(cè)，第一柵電極層限定凹陷空間，第二柵電極層延伸同時(shí)填充凹陷 空間，其中，在沿著垂直于柵線的延伸方向的剖面中，第二柵電極層的中心部分相對(duì)于襯底 的水平高度低于第二柵電極層的外部相對(duì)于襯底的水平。
[0028] 第一柵電極層的上表面和第二柵電極層的上表面可形成連續(xù)表面，并且第一柵電 極層的頂部的水平高度可高于第二柵電極層的頂部的水平高度。
[0029] 第二柵電極層的上表面相對(duì)于襯底的水平高度可高于第一柵電極層的上表面相 對(duì)于襯底的水平高度，第二柵電極層具有從第一柵電極層突出的不規(guī)則形狀。
[0030] 隨著第一柵電極層和第二柵電極層的上表面中的每一個(gè)更加遠(yuǎn)離所述一對(duì)柵極 間隔件層的側(cè)部，第一柵電極層的上表面和第二柵電極層的上表面中的每一個(gè)可具有相對(duì) 低的水平高度。
[0031] 第二柵電極層具有的接縫可從第二柵電極層的上表面的最低水平高度延伸至第 二柵電極層的內(nèi)部區(qū)。
[0032] 根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一方面，提供了一種制造半導(dǎo)體器件的方法，該方法包括步 驟:制備具有鰭式有源區(qū)的襯底;形成偽柵線，所述偽柵線延伸并且與鰭式有源區(qū)交叉同時(shí) 覆蓋鰭式有源區(qū)的上表面和側(cè)部的至少一部分;形成一對(duì)柵極間隔件層，其接觸偽柵線的 側(cè)部;去除偽柵線;形成柵極材料層，其覆蓋襯底并且填充從中去除了偽柵線的所述一對(duì)柵 極間隔件層之間的空間；以及通過(guò)去除柵極材料層的一部分形成柵線，所述柵線沿著所述 一對(duì)柵極間隔件層之間的空間延伸，并且其水平高度低于所述一對(duì)柵極間隔件層的頂部的 水平高度，其中在垂直于柵線的延伸方向的剖面中，柵線的上表面的中心部分具有凹進(jìn)形 狀。
[0033] 形成柵極材料層的步驟可包括:形成第一柵極材料層，其覆蓋襯底并且在所述一 對(duì)柵極間隔件層之間的空間中限定凹陷空間；以及形成第二柵極材料層，其覆蓋第一柵極 材料層并且填充凹陷空間，其中，所述柵線可包括作為第一柵極材料層的一部分的第一柵 電極層以及作為第二柵極材料層的一部分的第二柵電極層，其中，形成柵線的步驟可包括： 同時(shí)去除第一柵極材料層的一部分和第二柵極材料層的一部分，以使得第一柵電極層的上 表面和第二柵電極層的上表面形成連續(xù)表面。
[0034] 所述方法還可包括進(jìn)一步去除第一柵電極層上部的步驟，以使得第一柵電極層的 上表面相對(duì)于襯底的水平高度低于第二柵電極層的上表面相對(duì)于襯底的水平高度。
[0035] 形成柵線的步驟可包括:去除第一柵極材料層的一部分和第二柵極材料層的一部 分，從而隨著第一柵電極層的上表面和第二柵電極層的上表面中的每一個(gè)更加遠(yuǎn)離所述一 對(duì)柵極間隔件層的側(cè)部，第一柵電極層的上表面和第二柵電極層的上表面中的每一個(gè)具有 相對(duì)低的水平高度，所述一對(duì)柵極間隔件層的側(cè)部彼此面對(duì)。
[0036] 第二柵電極層可具有從第二柵電極層的上表面的最低水平高度延伸至第二柵電 極層的內(nèi)部的接縫。
[0037] 根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一方面，提供了一種半導(dǎo)體器件，該半導(dǎo)體器件包括:襯底， 其具有在相對(duì)于襯底的主表面的豎直方向上突出的多個(gè)鰭式有源區(qū)，每個(gè)鰭式有源區(qū)在第 一水平方向上延伸;柵極絕緣層，其覆蓋鰭式有源區(qū)的上表面和側(cè)部的至少一部分；以及柵 線，其在位于水平面中的與第一水平方向垂直的第二水平方向上延伸，所述柵線與所述多 個(gè)鰭式有源區(qū)交叉并且覆蓋鰭式有源區(qū)的上表面和側(cè)部的至少一部分上的柵極絕緣層。所 述柵線可包括具有第一寬度的第一部分和具有第二寬度的第二部分，第二寬度小于第一寬 度，并且柵線的第二部分位于柵線的第一部分上。柵線的第一部分的上表面在第一水平方 向上可具有凹進(jìn)剖面，使得柵線的第一部分的上表面的內(nèi)部區(qū)相對(duì)于其外邊緣區(qū)在豎直位 置上更低，并且柵線的第二部分的上表面在第一水平方向上具有凹進(jìn)剖面，使得柵線的第 二部分的上表面的內(nèi)部區(qū)相對(duì)于其外邊緣區(qū)在豎直位置上更低。
[0038]柵線的第二部分可在柵線的第一部分的中心區(qū)處位于柵線的第一部分上。
[0039]柵線的第一部分和柵線的第二部分在第一水平方向上可具有臺(tái)階狀剖面。
[0040] 所述半導(dǎo)體器件還可包括所述多個(gè)鰭式有源區(qū)之間的溝槽隔離結(jié)構(gòu)。
[0041] 所述半導(dǎo)體器件還可包括位于柵線的側(cè)部的柵極間隔件層，其中，柵極絕緣層從 鰭式有源區(qū)與柵線之間延伸至所述一對(duì)柵極間隔件層之間。
【附圖說(shuō)明】
[0042] 將從以下結(jié)合附圖的詳細(xì)描述中更加清楚地理解本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例，其 中：
[0043] 圖IA和圖IB是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的主要部分的平面 布局圖；
[0044]圖2A和圖2B是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的透視圖；
[0045] 圖3A至圖IOD是按次序示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的制造半導(dǎo)體器件的 方法的剖視圖；
[0046] 圖IlA至圖12D是按次序示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的制造半導(dǎo)體器件 的方法的剖視圖；
[0047] 圖13A至圖15D是按次序示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的制造半導(dǎo)體器件 的方法的剖視圖；
[0048] 圖16A至圖17D是按次序示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的制造半導(dǎo)體器件 的方法的剖視圖；
[0049]圖18是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的顯示器驅(qū)動(dòng)器IC(DDI)和包括DDI的顯 示設(shè)備的框圖；
[0050]圖19是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)反相器 的電路圖；
[0051 ]圖20是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的CMOS靜態(tài)RAM(SRAM)裝置的電路圖；
[0052] 圖21是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的CMOS NAND電路的電路圖；
[0053] 圖22是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的電子系統(tǒng)的框圖；以及
[0054] 圖23是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的電子系統(tǒng)的框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0055] 現(xiàn)在，將詳細(xì)描述示例性實(shí)施例，其示例在附圖中示出以幫助理解本發(fā)明構(gòu)思的 結(jié)構(gòu)和效果。然而，示例性實(shí)施例不限于下文中示出的實(shí)施例，并且在一定程度上引入本文 的示例性實(shí)施例是為了提供對(duì)示例性實(shí)施例的范圍和精神的容易且完整的理解。在附圖 中，為了清楚起見(jiàn)，夸大構(gòu)成元件的大小，并且可夸大對(duì)應(yīng)的構(gòu)成元件的比率，也就是說(shuō)，大 于或小于它們的實(shí)際值。
[0056] 應(yīng)該理解，諸如層、區(qū)或者襯底的元件被稱作"位于"另一元件"上"、"連接至"或者 "結(jié)合至"所述另一元件時(shí)，該元件可直接位于所述另一元件上、連接至或者結(jié)合至所述另 一元件，或者可存在中間元件?？砂凑障嗤绞嚼斫庥糜诿枋鰳?gòu)成元件之間的關(guān)系的其它 表述(例如"位于……之間"和"直接位于……之間"）。
[0057]諸如"第一"和"第二"的術(shù)語(yǔ)在本文中僅用于描述多個(gè)構(gòu)成元件，但是所述構(gòu)成元 件不受這些術(shù)語(yǔ)的限制。所述術(shù)語(yǔ)僅用于將一個(gè)構(gòu)成元件與另一構(gòu)成元件進(jìn)行區(qū)分。例如， 在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的正確范圍的情況下，可將第一構(gòu)成元件稱作第二構(gòu)成元件，反之亦 然。
[0058]除非上下文中清楚地另外指明，否則在本說(shuō)明書(shū)中，單數(shù)形式包括復(fù)數(shù)形式。另 外，諸如"包括"或"包含"的術(shù)語(yǔ)可理解為指示特定特征、數(shù)量、步驟、操作、構(gòu)成元件或者它 們的組合，而不應(yīng)將其理解為排除一個(gè)或多個(gè)其它特征、數(shù)量、步驟、操作、構(gòu)成元件或它們 的組合的存在或者添加它們的可能性。
[0059] 除非另外定義，否則本文使用的所有術(shù)語(yǔ)(包括技術(shù)術(shù)語(yǔ)或科學(xué)術(shù)語(yǔ))具有與本發(fā) 明構(gòu)思所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同的含義。如本文所用，術(shù)語(yǔ)"和/或"包括相 關(guān)所列項(xiàng)之一或多個(gè)的任何和所有組合。當(dāng)諸如"……中的至少一個(gè)"的表述出現(xiàn)于元件列 表之后時(shí)，所述表述修飾元件的整個(gè)列表而不修飾列表中的單獨(dú)的元件。
[0060] 下文中，將結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例。
[0061] 圖IA和圖IB是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的半導(dǎo)體器件1的主要部分的平面 布局圖。
[0062]參照?qǐng)DIA和圖1B，半導(dǎo)體器件1可包括襯底110,其具有第一鰭式有源區(qū)FNl和第二 鰭式有源區(qū)FN2(下文中，稱作第一有源區(qū)FNl和第二有源區(qū)FN2)以及沿著橫向延伸并分別 與第一有源區(qū)FNl和第二有源區(qū)FN2交叉的第一柵線GLl和第二柵線GL2。
[0063] 在一些實(shí)施例中，襯底110具有第一區(qū)I和第二區(qū)II。第一有源區(qū)FNl和第一柵線 GLl形成在第一區(qū)I中，第二有源區(qū)FN2和第二柵線GL2形成在第二區(qū)I I中。襯底110的第一 區(qū)I和第二區(qū)I I可為不同的區(qū)，在第一區(qū)I和第二區(qū)I I中可形成分別具有不同大?。ň唧w 地說(shuō)，不同的柵電極寬度）的不同的晶體管。例如，與形成在第一區(qū)I中的晶體管相比，形成 在第二區(qū)I I中的晶體管可具有更高的操作電壓和更大的操作電流，或者，與形成在第二區(qū) I I中的晶體管相比，形成在第一區(qū)I中的晶體管可具有更高的操作電壓和更大的操作電 流。
[0064]在一些實(shí)施例中，第一有源區(qū)FNl和第二有源區(qū)FN2中的每一個(gè)可具有細(xì)長(zhǎng)的條形 形狀，其具有在第一方向X上的長(zhǎng)軸線。雖然當(dāng)前示圖示出了第一有源區(qū)FNl和第二有源區(qū) FN2在短軸線方向（即，第二方向Y)上的寬度彼此相等，但是本發(fā)明構(gòu)思不限于此。例如，第 二有源區(qū)FN2在第二方向Y上的寬度可大于或者小于第一有源區(qū)FNl在第二方向Y上的寬度。 [0065] 第一有源區(qū)FNl和第二有源區(qū)FN2可在垂直于襯底110的主表面的方向上（即，在Z 軸方向上）突出。在一些實(shí)施例中，器件隔離層120可形成在襯底110上，如圖2A和圖2B所示， 并且第一有源區(qū)FNl和第二有源區(qū)FN2中的每一個(gè)的下部的兩側(cè)可被器件隔離層120覆蓋。 [0066]第一有源區(qū)FNl和第二有源區(qū)FN2自身可由襯底110的一部分形成，或者由依次形 成在襯底110上的半導(dǎo)體材料形成。例如，可通過(guò)去除襯底110的其中將不限定第一有源區(qū) FNl和第二有源區(qū)FN2的一部分來(lái)形成第一有源區(qū)FNl和第二有源區(qū)FN2,或者可通過(guò)在襯底 的其中將限定第一有源區(qū)FNl和第二有源區(qū)FN2的一部分上形成半導(dǎo)體材料來(lái)形成第一有 源區(qū)FNl和第二有源區(qū)FN2。
[0067]第一柵線GLl和第二柵線GL2可在第二方向Y上延伸并且沿著橫向分別與第一有源 區(qū)FNl和第二有源區(qū)FN2交叉。在一些實(shí)施例中，第一柵線GLl可具有第一寬度Wl，和第二柵 線GL2可具有大于第一寬度Wl的第二寬度W2。兩條鄰近的第一柵線GLl之間的第一間隔可等 于第一寬度Wl，但是本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例不限于此。兩條鄰近的第二柵線GL2之間的第二間 隔可等于第二寬度W2,但是本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例不限于此。在一些實(shí)施例中，第二柵線GL2 的間距(其等于第二寬度W2與第二間隔之和）可大于第一柵線GLl的間距(其等于第一寬度 Wl與第一間隔之和）。
[0068]在第一區(qū)I中，可通過(guò)第一有源區(qū)FNl和第一柵線GLl形成相對(duì)小的晶體管。在第二 區(qū)I I中，可通過(guò)第二有源區(qū)FN2和第二柵線GL2形成相對(duì)大的晶體管。
[0069]小晶體管的溝道區(qū)可形成在第一有源區(qū)FNl的與第一柵線GLl交叉的一部分中，大 晶體管的溝道區(qū)可形成在第二有源區(qū)FN2的與第二柵線GL2交叉的一部分中。在第一有源區(qū) FNl中，小晶體管的源極/漏極區(qū)可形成在小晶體管的溝道區(qū)的兩側(cè)。在第二有源區(qū)FN2中， 大晶體管的源極/漏極區(qū)可形成在大晶體管的溝道區(qū)的兩側(cè)。
[0070] 圖2A和圖2B是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的半導(dǎo)體器件Ia和Ib的透視圖。具 體地說(shuō)，圖2A和圖2B中的每一個(gè)是圖IA和圖IB所示的半導(dǎo)體器件1的第一區(qū)I和第二區(qū)I I 之一的一部分的透視圖。省略了與圖2A的描述重復(fù)的對(duì)圖2B的描述。
[0071] 參照?qǐng)D2A，半導(dǎo)體器件Ia可包括襯底110,其具有鰭式有源區(qū)FN(下文中，稱作有源 區(qū)FN)以及延伸并與有源區(qū)FN交叉的柵線GLa。圖2A所示的有源區(qū)FN可為圖IA所示的第一有 源區(qū)FNl或者圖IB所示的第二有源區(qū)FN2。圖2A所示的柵線GLa可為圖IA所示的第一柵線GLl 或者圖IB所示的第二柵線GL2。
[0072] 在一些實(shí)施例中，襯底110可包括半導(dǎo)體材料。例如，襯底110可包括硅?？商鎿Q地， 襯底110可包括諸如鍺(Ge)的半導(dǎo)體元件，或者諸如碳化硅(SiC)、砷化鎵(GaAs)、砷化銦 (InAs)或磷化銦（InP)的化合物半導(dǎo)體材料。在另一實(shí)施例中，襯底110可具有絕緣體上硅 (SOI)結(jié)構(gòu)。例如，襯底110可包括掩埋的氧化物(BOX)層。襯底110可包括導(dǎo)電區(qū)，例如摻有 雜質(zhì)的阱。襯底110可具有諸如淺溝槽隔離(STI)結(jié)構(gòu)或者深溝槽隔離(DTI)結(jié)構(gòu)的各種器 件隔離結(jié)構(gòu)。
[0073]多個(gè)有源區(qū)FN從襯底110朝著垂直于襯底110的主表面的第三方向Z突出。所述多 個(gè)有源區(qū)FN中的每一個(gè)的下部的兩側(cè)可被器件隔離層120覆蓋。
[0074]器件隔離層120可形成為填充隔離溝槽Tl(其限定有源區(qū)FN)的至少一部分。器件 隔離層120可包括從隔離溝槽Tl的內(nèi)側(cè)壁按次序堆疊的絕緣襯墊122和間隙填充絕緣層 124。絕緣襯墊122可形成為與有源區(qū)FN的側(cè)部的至少一部分相接觸。間隙填充絕緣層124可 覆蓋有源區(qū)FN的側(cè)部并使絕緣襯墊122介于間隙填充絕緣層124與有源區(qū)FN的側(cè)部之間，并 且間隙填充絕緣層124可填充隔離溝槽Tl的內(nèi)部。
[0075]在一些實(shí)施例中，絕緣襯墊122和間隙填充絕緣層124可包括通過(guò)利用不同方法獲 得的不同的氧化物膜。
[0076]在一些實(shí)施例中，可通過(guò)執(zhí)行使有源區(qū)FN的表面氧化的工藝獲得絕緣襯墊122。例 如，可通過(guò)利用原位蒸汽產(chǎn)生（ISSG)工藝、熱氧化工藝、紫外線(UV)氧化工藝或O2等離子體 氧化工藝或者其它合適的工藝來(lái)形成用于形成絕緣襯墊122的第一氧化物膜。在一些實(shí)施 例中，絕緣襯墊122的厚度可為約1 〇農(nóng)至約1 〇〇Αβ
[0077]在一些實(shí)施例中，形成間隙填充絕緣層124的第二氧化物膜可為通過(guò)利用沉積工 藝或涂布工藝形成的膜。在一些實(shí)施例中，間隙填充絕緣層124可為通過(guò)利用可流動(dòng)化學(xué)氣 相沉積(FCVD)工藝或者旋涂工藝形成的氧化物膜。例如，間隙填充絕緣層124可包括氟硅酸 鹽玻璃(FSG)、未摻雜的硅酸鹽玻璃(USG)、硼磷硅酸鹽玻璃(BPSG)、磷硅酸鹽玻璃(PSG)、可 流動(dòng)的氧化物(FOX)、等離子體增強(qiáng)的正硅酸乙酯(PE-TEOS)或者東燃硅氮烷(TOSZ)，但是 本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例不限于此。
[0078]在一些實(shí)施例中，器件隔離層120還可包括氮化物膜或者氮氧化物膜。例如，器件 隔離層120還可包括位于由第一氧化物膜形成的絕緣襯墊122與由第二氧化物膜形成的間 隙填充絕緣層124之間的氮化物膜或者氮氧化物膜。
[0079] 可在襯底110中形成深溝槽(未示出），其深度大于隔離溝槽Tl的深度。在一些實(shí)施 例中，深溝槽可形成在圖IA和圖IB所示的第一區(qū)I和第二區(qū)I I中的每一個(gè)的邊緣區(qū)或者第 一區(qū)I與第二區(qū)I I之間的區(qū)中，以用作第一區(qū)I和第二區(qū)I I的晶體管之間的隔離勢(shì)皇。深 溝槽的內(nèi)部可填充有通過(guò)涂布工藝或者沉積工藝形成的第三氧化物膜。
[0080] 覆蓋所述多個(gè)有源區(qū)FN中的每一個(gè)的兩側(cè)和上表面的柵極絕緣膜GOX和柵線GLa 按次序形成在所述多個(gè)有源區(qū)FN和器件隔離層120上。柵極絕緣膜GOX和柵線GLa可在第二 方向Y上延伸，第二方向Y與作為所述多個(gè)有源區(qū)FN的長(zhǎng)軸線方向的第一方向X交叉。
[0081] 雖然圖2A所示的柵極絕緣膜GOX覆蓋柵線GLa的底部，但是本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例不 限于此。例如，柵極絕緣膜GOX可覆蓋柵線GLa的底部和側(cè)壁。
[0082] 柵極絕緣膜GOX可包括二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化鎵、氧化鍺、高介電常數(shù) 介電材料或它們的組合。例如，柵極絕緣膜GOX可具有約10至約25的介電常數(shù)?？衫迷?層沉積(ALD)工藝、化學(xué)氣相沉積(CVD)工藝或者物理氣相沉積(PVD)工藝形成柵極絕緣膜 GOX0
[0083]溝道區(qū)可形成在有源區(qū)FN的與柵線GLa交叉的一部分中，并且源極/漏極區(qū)SD可形 成在有源區(qū)FN的位于柵線GLa的兩側(cè)的一部分中。
[0084] 雖然未在圖2A和圖2B中示出，但是源極/漏極區(qū)SD可包括從有源區(qū)FN外延地生長(zhǎng) 的半導(dǎo)體層。源極/漏極區(qū)SD可具有包括多個(gè)外延地生長(zhǎng)的SiGe層的內(nèi)置SiGe結(jié)構(gòu)、外延地 生長(zhǎng)的Si層或者外延地生長(zhǎng)的SiC層。
[0085]在一些實(shí)施例中，柵線GLa可包括多個(gè)含金屬層。例如，柵線GLa可包括阻擋層、第 一柵電極層和第二柵電極層，或者可包括阻擋層和第一柵電極層至第三柵電極層。阻擋層 可用作防止形成第一柵電極層的原子擴(kuò)散至第一柵電極層與柵極絕緣膜GOX之間的柵極絕 緣膜GOX中的阻擋。第一柵電極層或者阻擋層和第一柵電極層可用作用于調(diào)整柵線GLa的功 函數(shù)的含金屬層。第二柵電極層或者第二柵電極層和第三柵電極層可用作間隙填充含金屬 層，其填充形成在第一柵電極層的上部中的空間，和/或低電阻含金屬層。阻擋層和第一柵 電極層至第三柵電極層中的每一個(gè)可為單個(gè)含金屬層或者多層含金屬層。將在稍后詳細(xì)描 述形成柵線GLa的多個(gè)含金屬層。
[0086]在垂直于第二方向Y(柵線GLa的延伸方向）的剖面（即，X-Z平面）中，柵線GLa的上 表面可在其中心部分具有凹進(jìn)形狀。柵線GLa可包括柵極基底部分GB和從柵極基底部分GB 突出的柵極突出部分GP，它們形成不均勻的形狀。柵極基底部分GB在第一方向X上的寬度可 大于柵極突出部分GP在第一方向X上的寬度。柵極突出部分GP可具有第一上表面TSl和第一 側(cè)面SSl，柵極基底部分GB可具有第二上表面TS2和第二側(cè)面SS2。第二上表面TS2(其為柵線 GLa的柵極基底部分GB的上表面)相對(duì)于襯底110的水平高度可低于第一上表面TSl相對(duì)于 襯底110的水平高度。因此，柵線GLa可具有不均勻的剖面形狀，在具有相對(duì)低的水平高度的 第二上表面TS2與具有相對(duì)高的水平高度的第一上表面TSl之間具有第一側(cè)面SS1。
[0087]隨著第一上表面TSl遠(yuǎn)離柵線GLa的側(cè)部，第一上表面TSl相對(duì)于襯底110可具有相 對(duì)低的水平高度。換句話說(shuō)，第一上表面TSl可具有凹進(jìn)形狀，在該凹進(jìn)形狀中，第一上表面 TSl的中心部分相對(duì)于襯底110的水平高度低于第一上表面TSl的外部相對(duì)于襯底110的水 平高度。在第一上表面TSl接近第一側(cè)面SSl的一部分，第一上表面TSl可具有最高水平高 度。隨著第二上表面TS2遠(yuǎn)離柵線GLa的側(cè)部，第二上表面TS2相對(duì)于襯底110可具有相對(duì)低 的水平高度。在第二上表面TS2接近第二側(cè)面SS2的一部分，第二上表面TS2可具有最高水平 高度，并且在第二上表面TS2接近第一側(cè)面SSl的部分，第二上表面TS2可具有最低水平高 度。與第一上表面TSl的具有最低水平高度的那部分相比，第二上表面TS2的具有最高水平 高度的那部分相對(duì)于襯底110可具有相對(duì)低的水平高度。
[0088]針對(duì)本說(shuō)明書(shū)的目的，中心部分表示中心以及中心周圍的區(qū)，外部表示最靠外的 部分以及最靠外的部分周圍的區(qū)。
[0089]參照?qǐng)D2B，半導(dǎo)體器件Ib包括襯底110,其具有鰭式有源區(qū)FN(下文中，稱作有源區(qū) FN)以及延伸以與有源區(qū)FN交叉的柵線GLb。圖2B所示的有源區(qū)FN可為圖IA所示的第一有源 區(qū)FNl或者圖IB所示的第二有源區(qū)FN2。圖2B所示的柵線GLb可為圖IA所示的第一柵線GLl或 者圖IB所示的第二柵線GL2。
[0090] 在一些實(shí)施例中，襯底110可包括半導(dǎo)體材料。多個(gè)有源區(qū)FN從襯底110朝著垂直 于襯底110的主表面的第三方向Z突出。所述多個(gè)有源區(qū)FN中的每一個(gè)的下部的兩側(cè)可由器 件隔離層120覆蓋。
[0091] 器件隔離層120可形成為填充限定有源區(qū)FN的隔離溝槽Tl的至少一部分。器件隔 離層120可包括從隔離溝槽Tl的內(nèi)側(cè)壁按次序堆疊的絕緣襯墊122和間隙填充絕緣層124。 絕緣襯墊122可形成為接觸有源區(qū)FN的側(cè)部。間隙填充絕緣層124可覆蓋有源區(qū)FN的側(cè)部并 使絕緣襯墊122介于間隙填充絕緣層124與有源區(qū)FN的側(cè)部之間，并且間隙填充絕緣層124 可填充隔尚溝槽Tl的內(nèi)部。
[0092] 覆蓋所述多個(gè)有源區(qū)FN中的每一個(gè)的兩側(cè)和上表面的柵極絕緣膜GOX和柵線GLb 形成在所述多個(gè)有源區(qū)FN和器件隔離層120上。柵極絕緣膜GOX和柵線GLb可在第二方向Y上 延伸，第二方向Y與作為所述多個(gè)有源區(qū)FN的長(zhǎng)軸線方向的第一方向X交叉。
[0093]雖然圖2B所示的柵極絕緣膜GOX覆蓋柵線GLb的底部，但是本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例不 限于此。例如，在一些實(shí)施例中，柵極絕緣膜GOX可覆蓋柵線GLb的底部和側(cè)壁。
[0094]柵極絕緣膜GOX可為二氧化硅膜、氮化硅膜、氮氧化硅膜、高介電常數(shù)介電膜或它 們的組合。
[0095]溝道區(qū)可形成在有源區(qū)FN的與柵線GLb交叉的一部分中，并且源極/漏極區(qū)SD可形 成在有源區(qū)FN的位于柵線GLb的兩側(cè)的一部分中。
[0096]柵線GLb可包括多個(gè)含金屬層。例如，柵線GLb可包括阻擋層、第一柵電極層和第二 柵電極層，或者可包括阻擋層和第一柵電極層至第三柵電極層。本文詳細(xì)描述了多個(gè)含金 屬層形成柵線GLb的情況。
[0097]在垂直于作為柵線GLb的延伸方向的第二方向Y的剖面（即，X-Z平面）中，柵線GLb 的上表面TS可在其中心部分具有凹進(jìn)形狀。柵線GLb的上表面TS可為連續(xù)的表面。隨著柵線 GLb的上表面TS遠(yuǎn)離柵線GLb的側(cè)面SS，上表面TS相對(duì)于襯底110可具有相對(duì)低的水平高度。 換句話說(shuō)，柵線GLb的上表面TS可具有凹進(jìn)形狀，在所述凹進(jìn)形狀中，上表面TS的中心部分 的水平高度相對(duì)于襯底110低于其外部的水平高度。
[0098]圖3A至圖IOD是按次序示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的制造半導(dǎo)體器件的 方法的剖視圖。具體地說(shuō)，圖3A、圖4A、圖5A、圖6A、圖7A、圖8A、圖9A和圖IOA是沿著圖IA的線 A-A'截取的剖視圖，圖3B、圖4B、圖5B、圖6B、圖7B、圖8B、圖9B和圖IOB是沿著圖IB的線B-B' 截取的剖視圖，圖3C、圖4C、圖5C、圖6C、圖7C、圖8C、圖9C和圖IOC是沿著圖IA的線C-C'截取 的剖視圖，并且圖3D、圖4D、圖5D、圖6D、圖7D、圖8D、圖9D和圖IOD是沿著圖IB的線D-D'截取 的剖視圖。因此，圖3A、圖4A、圖5A、圖6A、圖7A、圖8A、圖9A和圖IOA以及圖3C、圖4C、圖5C、圖 6C、圖7C、圖8C、圖9C和圖IOC是示出圖IA的第一區(qū)I的剖視圖，并且圖3B、圖4B、圖5B、圖6B、 圖7B、圖8B、圖9B和圖IOB以及圖3D、圖4D、圖5D、圖6D、圖7D、圖8D、圖9D和圖IOD是示出圖IB 的第二區(qū)II的剖視圖。
[0099]在圖3A至圖IOD的描述中，可使用與描述圖IA至圖2B采用的附圖標(biāo)記相同的附圖 記 D
[0100]圖3A至圖3D是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的形成鰭式有源區(qū)的工藝的 剖視圖。
[0101] 參照?qǐng)D3A至圖3D，制備具有作為鰭式有源區(qū)的有源區(qū)FNl和FN2的襯底110。有源區(qū) FNl形成在第一區(qū)I中，有源區(qū)FN2形成在第二區(qū)II中。
[0102] 有源區(qū)FNl和FN2在垂直于襯底110的主表面的第三方向Z上從襯底110突出。有源 區(qū)FNl和FN2中的每一個(gè)的下部的兩側(cè)被器件隔離層120覆蓋。器件隔離層120可形成為填充 限定有源區(qū)FNl和FN2的隔離溝槽Tl的至少一部分。器件隔離層120的上表面相對(duì)于襯底110 的水平高度可低于有源區(qū)FNl和FN2的上表面相對(duì)于襯底110的水平高度。因此，由于有源區(qū) FNl和FN2的上部未被器件隔離層120覆蓋，因此有源區(qū)FNl和FN2可在器件隔離層120上方突 出。
[0103] 圖4A至圖4D是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的形成偽柵線的工藝的剖視 圖。
[0104] 參照?qǐng)D4A至圖4D，在襯底110(其中形成有有源區(qū)FNl和FN2以及器件隔離層120)上 形成偽柵線132和134以及分別覆蓋偽柵線132和134的兩側(cè)的偽柵極間隔件層142和144(下 文中，稱作柵極間隔件層142和144)。
[0105] 為了形成偽柵線132和134,在襯底110(其中形成有有源區(qū)FNl和FN2以及器件隔離 層120)上形成偽柵極材料層(未示出）。然后，可將偽柵極材料層圖案化以形成在第二方向Y 上延伸的偽柵線132和134?？赏ㄟ^(guò)在偽柵極材料層上執(zhí)行光刻工藝以及蝕刻工藝形成偽柵 線132和134?？墒褂眉?xì)微圖案形成工藝（例如雙重圖案化技術(shù)(DPT)或者四重圖案化技術(shù) (QPT))或者其它合適的工藝來(lái)形成偽柵線132和134。例如，偽柵線132和134可包括多晶硅， 但是本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例不限于此。
[0106] 偽柵線132中的至少一條可形成為與有源區(qū)FNl的中間部分交叉，并且偽柵線132 中的至少另一條可形成為與有源區(qū)FNl和器件隔離層120之間的邊界部分交叉。偽柵線134 中的至少一條可形成為與有源區(qū)FN2的中間部分交叉，并且偽柵線134中的至少另一條可形 成為與有源區(qū)FN2和器件隔離層120之間的邊界部分交叉。
[0107] 在一些實(shí)施例中，偽柵線132(即，第一偽柵線132)可形成在第一區(qū)I中，偽柵線134 (即，第二偽柵線134)可形成在第二區(qū)II中。第一偽柵線132和第二偽柵線134在第一方向X 上可分別具有第三寬度W3和第四寬度W4。第四寬度W4可大于第三寬度W3。第三寬度W3和第 四寬度W4可分別等于第一寬度Wl和第二寬度W2,或者稍大于第一寬度Wl和第二寬度W2。
[0108] 偽柵極絕緣膜(未示出）可布置在第一偽柵線132與有源區(qū)FNl之間以及第二偽柵 線134與有源區(qū)FN2之間。
[0109] 在形成偽柵線132和134之后，在襯底110(其上形成有偽柵線132和134)上形成具 有均勻厚度的偽柵極間隔件材料層，并且通過(guò)執(zhí)行回蝕工藝形成柵極間隔件層142和144， 它們分別覆蓋偽柵線132和134的兩側(cè)。例如，柵極間隔件層142和144可包括氮化硅。
[0110] 在一些實(shí)施例中，柵極間隔件層142和144中的每一個(gè)可具有多層結(jié)構(gòu)。例如，柵極 間隔件層142和144中的每一個(gè)可具有包括按次序形成的兩層或更多層的多層結(jié)構(gòu)。例如， 柵極間隔件層142和144中的每一個(gè)可具有選擇性地包括二氧化硅膜、氮化硅膜、低介電常 數(shù)介電膜(其介電常數(shù)小于二氧化硅膜的介電常數(shù))和空氣的多層結(jié)構(gòu)。例如，柵極間隔件 層142和144中的每一個(gè)可具有二氧化硅膜、低介電常數(shù)介電膜或空氣位于兩個(gè)氮化硅膜之 間的結(jié)構(gòu)。
[0111] 柵極間隔件層142(即，第一柵極間隔件層142)可形成在第一區(qū)I中，并且柵極間隔 件層144(即，第二柵極間隔件層144)可形成在第二區(qū)II中。
[0112] 圖5A至圖5D是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的形成層間絕緣層的工藝的 剖視圖。
[0113] 參照?qǐng)D5A至圖5D以及圖4A至圖4D，層間絕緣層150形成為覆蓋偽柵線132和134的 側(cè)部并填充彼此面對(duì)的柵極間隔件層142之間的空間和彼此面對(duì)的柵極間隔件層143之間 的空間。另外，將偽柵線132和134去除，并且因此在一對(duì)柵極間隔件層142之間以及在一對(duì) 柵極間隔件層144之間分別形成柵極空間GSl和GS2,在其中暴露出有源區(qū)FNl和FN2中的每 一個(gè)的表面的一部分和器件隔離層120的表面的一部分。
[0114] 柵極空間GSl和GS2可在器件隔離層120上具有第二深度D2,并且可在有源區(qū)FNl和 FN2上具有第一深度Dl。第二深度D2可大于第一深度Dl。第二深度D2比第一深度Dl大的量可 等于有源區(qū)FNl和FN2中的每一個(gè)的一部分(該部分在器件隔離層120上方突出）的高度。
[0115] 在一些實(shí)施例中，為了形成層間絕緣層150,在襯底110(其上形成有偽柵線132和 134以及柵極間隔件層142和144)上形成層間絕緣材料層，所述層間絕緣材料層覆蓋偽柵線 132和134的側(cè)部、填充彼此面對(duì)的柵極間隔件層142之間的空間和彼此面對(duì)的柵極間隔件 層143之間的空間，以及覆蓋偽柵線132和134以及柵極間隔件層142和144。接著，通過(guò)利用 偽柵線132和134和/或柵極間隔件層142和144作為蝕刻停止層執(zhí)行用于去除層間絕緣材料 層的一部分的平面化工藝，以形成層間絕緣層150。例如，可執(zhí)行化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)工藝， 以去除層間絕緣材料層的一部分。
[0116] 圖6A至圖6D是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的形成柵極絕緣層和阻擋材 料層的工藝的剖視圖。
[0117] 參照?qǐng)D6A至圖6D，在襯底110(其上形成有層間絕緣層150以及柵極間隔件層142和 144)上形成柵極絕緣層180和190以及阻擋材料層210。
[0118] 柵極絕緣層180(即，第一柵極絕緣層180)形成在第一區(qū)I中，柵極絕緣層190(即， 第二柵極絕緣層190)形成在第二區(qū)II中。
[0119] 柵極絕緣層180可包括界面絕緣層182和高介電常數(shù)介電層184,柵極絕緣層190可 包括界面絕緣層192和高介電常數(shù)介電層194。界面絕緣層182可在有源區(qū)FNl未被層間絕緣 層150和柵極間隔件層142覆蓋的表面上形成為具有均勻的厚度，并且界面絕緣層192可在 有源區(qū)FN2未被層間絕緣層150和柵極間隔件層144覆蓋的表面上形成為具有均勻的厚度。 高介電常數(shù)介電層184和194可在襯底110(其上形成有層間絕緣層150以及柵極間隔件層 142和144)上形成為具有均勻的厚度。界面絕緣層182可布置在高介電常數(shù)介電層184與有 源區(qū)FNl之間，界面絕緣層192可布置在高介電常數(shù)介電層194與有源區(qū)FN2之間。
[0120] 界面絕緣層182和192可包括二氧化娃、氮化娃、氮氧化娃、氧化鎵或者氧化鍺，但 是本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例不限于此。在一些實(shí)施例中，界面絕緣層182和192可包括形成有源 區(qū)FNl和FN2的材料的氧化物、氮化物或者氮氧化物。
[0121] 高介電常數(shù)介電層184和194可包括介電常數(shù)大于二氧化硅膜或氮化硅膜的介電 常數(shù)的材料。高介電常數(shù)介電層184和194可包括選自氧化鉿、氮氧化鉿、鉿硅氧化物、氧化 鑭、鑭鋁氧化物、氧化錯(cuò)、錯(cuò)娃氧化物、氧化鉭、氧化鈦、鋇鎖鈦氧化物、鋇鈦氧化物、鎖鈦氧 化物、氧化釔、氧化鉺、氧化鏑、氧化釓、氧化鋁、鉛鈧鉭氧化物、鉛鋅鈮酸鹽和它們的組合中 的一個(gè)，但是本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例不限于此。
[0122] 第一柵極絕緣層180和第二柵極絕緣層190可包括相同材料，但是本發(fā)明構(gòu)思的實(shí) 施例不限于此。例如，第一柵極絕緣層180和第二柵極絕緣層190可包括不同材料或者可具 有不同厚度。例如，第二柵極絕緣層190的厚度可大于第一柵極絕緣層180的厚度。例如，第 一柵極絕緣層180可具有包括第一界面絕緣層182和第一高介電常數(shù)介電層184的多層結(jié) 構(gòu)，并且第二柵極絕緣層190可為單層。例如，第一柵極絕緣層180可具有包括第一界面絕緣 層182和第一高介電常數(shù)介電層184的多層結(jié)構(gòu)，并且第二柵極絕緣層190可具有包括第二 界面絕緣層192和第二高介電常數(shù)介電層194的多層結(jié)構(gòu)。另外，第一界面絕緣層182和第二 界面絕緣層192可包括不同材料或者可具有不同厚度，并且第一高介電常數(shù)介電層184和第 二高介電常數(shù)介電層194可包括相同材料并且可具有相同厚度。
[0123] 阻擋材料層210可在高介電常數(shù)介電層184上形成為具有均勻厚度。阻擋材料層 210可包括選自113&、1、1?11、他、1〇和!^中的至少一種金屬或者包括所述至少一種金屬的金 屬氮化物。阻擋材料層210可具有幾十埃(A)的厚度。阻擋材料層210可為單層，但不限于 此。例如，阻擋材料層210可包括兩層或者更多層。當(dāng)阻擋材料層210包括多層時(shí)，所述多層 中的每一層可具有幾 A至幾十A的厚度。
[0124] 阻擋材料層210可根據(jù)區(qū)而具有不同厚度或者不同結(jié)構(gòu)。例如，形成在第二區(qū)II中 的阻擋材料層210的一部分的厚度可大于形成在第一區(qū)I中的阻擋材料層210的一部分的厚 度。例如，形成在第二區(qū)II中的阻擋材料層210的一部分的多層的數(shù)量可大于形成在第一區(qū) I中的阻擋材料層210的一部分的多層的數(shù)量?？商鎿Q地，即使在相同的第一區(qū)I中或者在相 同的第二區(qū)II中，阻擋材料層210也可根據(jù)待形成的晶體管的功函數(shù)而形成為具有不同厚 度或者不同結(jié)構(gòu)。
[0125] 圖7A至圖7D是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的形成阻擋層的工藝的剖視 圖。
[0126] 參照?qǐng)D7A至圖7D，將阻擋材料層210 (見(jiàn)圖6A至圖6D)的形成在層間絕緣層150以及 柵極間隔件層142和144上的一部分去除。在這種情況下，也可將柵極絕緣層180和190的形 成在層間絕緣層150以及柵極間隔件層142和144上的那些部分與阻擋材料層210的所述部 分一起去除。當(dāng)柵極絕緣層180和190包括界面絕緣層182和192以及高介電常數(shù)介電層184 和194時(shí)，在層間絕緣層150以及柵極間隔件層142和144上僅形成柵極絕緣層180和190的高 介電常數(shù)介電層184和194。因此，可將高介電常數(shù)介電層184和194的形成在層間絕緣層150 以及柵極間隔件層142和144上的那些部分去除。
[0127] 在第一區(qū)I和第二區(qū)II中，通過(guò)進(jìn)一步去除阻擋材料層210的與柵極間隔件層142 和144的上部的側(cè)部鄰近的一部分，形成第一阻擋層212和第二阻擋層214。第一阻擋層212 形成在第一區(qū)I中，第二阻擋層214形成在第二區(qū)II中。第一阻擋層212的頂部距第一有源區(qū) FNl的上表面可具有第一高度H1。第二阻擋層214的頂部的水平高度可高于第一阻擋層212 的頂部的水平高度。例如，第二阻擋層214的頂部的水平高度可與層間絕緣層150的頂部和/ 或第二柵極間隔件層144的頂部的水平高度相同或相似。
[0128] 為了去除阻擋材料層210的一部分以及柵極絕緣層180和190的一些部分，形成模 制材料層(未示出），并且隨后可執(zhí)行諸如CMP工藝的平面化工藝，以暴露出層間絕緣層150 以及柵極間隔件層142和144,所述模制材料層填充柵極間隔件層142之間的空間以及柵極 間隔件層144之間的空間并且覆蓋襯底110。
[0129] 接著，在去除模制材料層(其填充第一區(qū)I中的柵極間隔件層142之間的空間）的上 部的一部分之后，可通過(guò)去除阻擋材料層210的暴露的部分(也就是說(shuō)，阻擋材料層210的形 成在柵極間隔件層142的上部上的部分)形成第一阻擋層212和第二阻擋層214。在形成第一 阻擋層212和第二阻擋層214之后，可將整個(gè)模制材料層去除。
[0130] 在圖7A至圖7D中，雖然第一阻擋層212的頂部低于第二阻擋層214的頂部，但是本 發(fā)明構(gòu)思不限于此。例如，第二阻擋層214的頂部也可按照與第一阻擋層212的頂部相似的 方式具有相對(duì)低的水平高度。
[0131]圖8A至圖8D是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的形成柵極材料層的工藝的 剖視圖。
[0132] 參照?qǐng)D8A至圖8D，在襯底110(其上形成有阻擋層212和214)上按次序形成第一柵 極材料層至第三柵極材料層(220、230和240)。柵極材料層220、230和240可形成為填充一對(duì) 柵極間隔件層142之間的空間和一對(duì)柵極間隔件層144之間的空間，并且覆蓋柵極間隔件層 142和144以及層間絕緣層150。
[0133] 在一些實(shí)施例中，第一柵極材料層220可包括含金屬的材料，其包括選自Ti、Ta、 Al、W、Ru、Nb、Mo、Hf、Ni、Co、Pt、Yb、Tb、Dy、Er和Pd中的至少一個(gè)，但是本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例 不限于此。第二柵極材料層230可包括金屬氮化物，例如，TiN、TaN或它們的組合，但是本發(fā) 明構(gòu)思的實(shí)施例不限于此。第三柵極材料層240可包括W，但是本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例不限于 此。
[0134] 第一柵極材料層220可形成為具有均勻的厚度，從而在覆蓋襯底110的同時(shí)在一對(duì) 柵極間隔件層142之間的空間和一對(duì)柵極間隔件層144之間的空間中限定第一凹陷空間 RS1。第二柵極材料層230可在第一柵極材料層220上形成為具有均勻的厚度。
[0135] 在一些實(shí)施例中，第二柵極材料層230可完全填充第一區(qū)I中的第一凹陷空間RS1。 因此，第二柵極材料層230可在第一區(qū)I的第一凹陷空間RSl中具有沿著一對(duì)柵極間隔件層 142之間的中心延伸的接縫230S。
[0136] 在第一區(qū)I中，第一凹陷空間RSl的下部可比其上部更窄。因此，在第一凹陷空間 RSl中，第二柵極材料層230的上部的寬度可大于其下部的寬度。在第一區(qū)I中，不管第一凹 陷空間RSl在第一方向X上的形成位置如何，第一凹陷空間RSl的底部均可具有相同的水平 高度。例如，當(dāng)?shù)谝话枷菘臻gRSl位于第一有源區(qū)FNl上（位置"A"）時(shí)以及當(dāng)?shù)谝话枷菘臻g RSl位于第一有源區(qū)FNl和器件隔離層120二者上(位置"B"）時(shí)，第一凹陷空間RSl的底部的 水平高度可高于第一有源區(qū)FNl的上表面的水平高度。
[0137] 在第二區(qū)II中，第二柵極材料層230可形成以在第一凹陷空間RSl中限定第二凹陷 空間RS2。第三柵極材料層240可形成在第二區(qū)II中以填充第二凹陷空間RS2。
[0138] 為了形成第三柵極材料層240,可在第二柵極材料層230上形成填充第二凹陷空間 RS2并且覆蓋襯底110的初始第三柵極材料層(未示出），并且隨后可執(zhí)行諸如CMP工藝的平 面化工藝，以去除初始第三柵極材料層的一部分，直至暴露出第二柵極材料層230為止。
[0139] 在第二區(qū)II中，第一凹陷空間RSl可根據(jù)第一凹陷空間RSl的形成位置具有不同水 平高度的底部。例如，當(dāng)?shù)谝话枷菘臻gRSl位于第二有源區(qū)FN2和器件隔離層120二者上(位 置"C"）時(shí)以及當(dāng)?shù)谝话枷菘臻gRSl位于器件隔離層120上(位置"F"）時(shí)，第一凹陷空間RSl的 底部的水平高度可低于第二有源區(qū)FN2的上表面的水平高度。當(dāng)?shù)谝话枷菘臻gRSl位于第二 有源區(qū)FN2上(位置"D"）時(shí)，第一凹陷空間RSl的底部的水平高度可高于第二有源區(qū)FN2的上 表面的水平高度。
[0140]因此，當(dāng)?shù)诙枷菘臻gRS2位于第二有源區(qū)FN2和器件隔離層120二者上(位置"C"） 時(shí)以及當(dāng)?shù)诙枷菘臻gRS2位于器件隔離層120上(位置"F"）時(shí)，第三柵極材料層240可一直 延伸至比第二有源區(qū)FN2的上表面的水平高度更低的水平高度。
[0141] 然而，位于第二有源區(qū)FN2和器件隔離層120二者上的第二凹陷空間RS2和第三柵 極材料層240的形狀不限于此。例如，當(dāng)位于器件隔離層120和第二有源區(qū)FN2二者上(位置 "C"）的第一凹陷空間RSl在器件隔離層120上的一部分相對(duì)小時(shí)，由于第二有源區(qū)FN2在第 一方向X上的寬度、第二柵極間隔件層144的位置以及為了形成第二有源區(qū)FN2和第二柵極 間隔件層144而執(zhí)行的光刻工藝的未對(duì)準(zhǔn)程度，可以不形成一直延伸至比第二有源區(qū)FN2的 上表面的水平高度更低的水平高度并具有相對(duì)窄的寬度的第二凹陷空間RS2的一部分和第 三柵極材料層240的一部分。
[0142] 圖9A至圖9D是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的形成柵線的工藝的剖視圖。
[0143] 參照?qǐng)D9A至圖9D，通過(guò)部分地去除圖8A至圖8D所示的第一柵極材料層至第三柵極 材料層（220、230和240)形成第一柵線202以及第二柵線204a和204b。由于圖8A至圖8D所示 的第一柵極材料層至第三柵極材料層(220、230和240)是部分去除的，因此可在一對(duì)柵極間 隔件層142之間以及一對(duì)柵極間隔件層144之間限定第三凹陷空間RS3。第一柵線和第二柵 線(202、204a和204b)的上表面的水平高度可低于所述一對(duì)柵極間隔件層142和一對(duì)柵極間 隔件層144的頂部的水平高度。第一柵線和第二柵線（202、204a和204b)中的每一個(gè)的上表 面可在它們的中心部分具有凹進(jìn)形狀。
[0144] 第一柵線202形成在第一區(qū)I中，并且第二柵線204a和204b形成在第二區(qū)II中。當(dāng) 第二柵線204a和204b在第二方向Y上延伸時(shí)，位于第二有源區(qū)FN2上(位置"D"）的部分204a 以及至少一部分位于器件隔離層120上(位置"(Τ'或"F"）的部分204b(也就是說(shuō)，位于第二有 源區(qū)FN2和器件隔離層120二者上（位置"C"）或者位于器件隔離層120上（位置"F"）的部分 204b)可一體地形成。
[0145] 第一柵線202可對(duì)應(yīng)于圖IA所示的第一柵線GLl和/或圖2B所示的柵線GLb。第二柵 線204a和204b可對(duì)應(yīng)于圖IB所示的第二柵線GL2和/或圖2A所示的柵線GLa。
[0146] 在形成第二柵線204a和204b的工藝中，也可將第二阻擋層214a的上部去除。
[0147] 在第一區(qū)I中，第一柵線202的上表面可在其中心部分具有凹進(jìn)形狀。第一柵極絕 緣層180可從第一有源區(qū)FNl與第一柵線202之間延伸至第一柵極間隔件層142與第一柵線 202之間。在形成第一柵線202的工藝中，去除第一柵極絕緣層180的上部（即，第一高介電常 數(shù)介電層184的上部），因此，第一柵極絕緣層180的頂部（即，第一高介電常數(shù)介電層184的 頂部)的水平高度可低于第一柵極間隔件層142的頂部或者層間絕緣層150的頂部的水平高 度。由于形成第一柵極絕緣層180的材料與形成第一柵線202的材料之間的蝕刻選擇性，第 一柵極絕緣層180的頂部的水平高度可高于第一柵線202的頂部的水平高度。
[0148] 第一柵線202可包括第一阻擋層212、限定第四凹陷空間RS4的第一柵電極層222和 填充第四凹陷空間RS4的第二柵電極層232。第一柵電極層222的上表面和第二柵電極層232 的上表面可自身各自形成連續(xù)表面。所述連續(xù)表面相對(duì)于襯底110的水平高度可從鄰近于 第一柵極絕緣層180(也就是說(shuō)，第一高介電常數(shù)介電層184)的部分朝著第二柵電極層232 的中心部分逐漸降低。因此，第一柵電極層222的頂部的水平高度可高于第二柵電極層232 的頂部的水平。
[0149] 在第一柵電極層222的上表面中，鄰近于第一柵極絕緣層180(也就是說(shuō)，第一高介 電常數(shù)介電層184)的部分的水平高度可高于鄰近于第二柵電極層232的部分的水平高度。 [0150]第二柵電極層232的中心部分可具有從第二柵電極層232的上表面朝著其內(nèi)部延 伸的接縫230S。在去除第二柵極材料層230的一部分以形成第二柵電極層232的工藝中，在 接縫230S處的蝕刻速率可相對(duì)高。因此，第二柵電極層232的中心部分相對(duì)于襯底110的水 平高度可低于其外部相對(duì)于襯底110的水平高度。另外，第二柵電極層232的接縫230S可從 第二柵電極層232的上表面的具有最低水平高度的中心部分延伸至其內(nèi)部區(qū)。
[0151] 第一柵電極層202的上表面的最低部分相對(duì)于第一有源區(qū)FNl可具有第二高度H2， 并且第一柵電極層202的上表面的最高部分相對(duì)于第一有源區(qū)FNl可具有第三高度H3。
[0152] 第一阻擋層212的頂部相對(duì)于第一有源區(qū)FNl可具有第一高度Hl，并且第一高度Hl 可小于第二高度H2和第三高度H3。因此，第一阻擋層212的頂部的水平高度可低于第一柵電 極層222和第二柵電極層232的水平高度。
[0153] 由于存在第一阻擋層212,導(dǎo)致通過(guò)第一柵電極層222限定的第四凹陷空間RS4的 上部可大于第四凹陷空間RS4的下部。因此，形成在第四凹陷空間RS4中的第二柵電極層232 的上部的寬度可大于第二柵電極層232的下部的寬度。
[0154] 在第二區(qū)II中，第二柵線204a和204b中的每一個(gè)的上表面可在其中心部分具有凹 進(jìn)剖面形狀。第二柵極絕緣層190可從第二有源區(qū)FN2與第二柵線204a和204b中的每一個(gè)之 間延伸至第二柵極間隔件層144與第二柵線204a和204b中的每一個(gè)之間。在形成第二柵線 204a和204b的工藝中，將第二柵極絕緣層190的上部（即，第二高介電常數(shù)介電層194的上 部)去除，因此，第二柵極絕緣層190的頂部（即，第二高介電常數(shù)介電層194的頂部）的水平 高度可低于第二柵極間隔件層144的頂部或者層間絕緣層150的頂部的水平高度。由于形成 第二柵極絕緣層190的材料與形成第二柵線204a和204b的材料之間的蝕刻選擇性，第二柵 極絕緣層190的頂部的水平高度可高于第二柵線204a和204b中的每一個(gè)的頂部的水平高 度。
[0155] 位于第二有源區(qū)FN2上的第二柵線204a可包括第二阻擋層214a、限定第四凹陷空 間RS4的第一柵電極層224以及填充第四凹陷空間RS4的第二柵電極層234。第一柵電極層 224的上表面和第二柵電極層234的上表面可形成連續(xù)表面。所述連續(xù)表面相對(duì)于襯底110 的水平高度可從鄰近于第二柵極絕緣層190(也就是說(shuō)，第二高介電常數(shù)介電層194)的一部 分朝著第二柵電極層234的中心部分逐漸降低。因此，第一柵電極224的頂部的水平高度可 高于第二柵電極234的頂部的水平高度。在第一柵電極層224的上表面中，鄰近于第二柵極 絕緣層190(也就是說(shuō)，第二高介電常數(shù)介電層194)的一部分的水平高度可高于鄰近于第二 柵電極層234的一部分的水平高度。第二柵電極層234的中心部分相對(duì)于襯底110的水平高 度可低于其外部相對(duì)于襯底110的水平高度。第二阻擋層214a的頂部的高度可與第一柵電 極層224的頂部的高度相同或相似。
[0156] 至少一部分位于器件隔離層120上的第二柵線204b可包括:第二阻擋層214a;第一 柵電極層224,其限定第四凹陷空間RS4的第一柵電極層224;第二柵電極層234,其在覆蓋第 四凹陷空間RS4的內(nèi)側(cè)壁的同時(shí)限定第五凹陷空間RS5;以及第三柵電極層244,其填充第五 凹陷空間RS5。第一柵電極層至第三柵電極層(224、234和244)的上表面可形成連續(xù)表面。
[0157] 至少一部分位于器件隔離層120上的第二柵線204b的形狀與位于第二有源區(qū)FN2 上的第二柵線204a的形狀相似，不同的是，第二柵線204b包括由第二柵電極層234限定的第 五凹陷空間RS5以及填充第五凹陷空間RS5的第三柵電極層244。因此，省略對(duì)第二柵線204b 的重復(fù)描述。
[0158]如上所述，至少一部分位于器件隔離層120上的第二柵線204b包括第三柵電極層 244。然而，由于在部分地去除圖8A至圖8D所示的第一柵極材料層至第三柵極材料層(220、 230和240)的工藝中完全去除了對(duì)應(yīng)于第三柵極材料層240的一部分，因此位于第二有源區(qū) FN2上的第二柵線204a不包括第三柵電極層244。
[0159]由于第二有源區(qū)FN2在第一方向X上的寬度、第二柵極間隔件層144的位置以及為 了形成第二有源區(qū)FN2和第二柵極間隔件層144而執(zhí)行的光刻工藝的未對(duì)準(zhǔn)程度，導(dǎo)致可以 不形成第三柵電極層244的鄰近于第二有源區(qū)FN2(如圖9B所示）側(cè)部的一部分。換句話說(shuō)， 形成在第二有源區(qū)FN2和器件隔離層120上方的第二柵線204b可包括第三柵電極層244,但 該層是可選的，并且在一些實(shí)施例中，可以不形成第三柵電極層244。
[0160] 在一些實(shí)施例中，從層間絕緣層150的上表面測(cè)量到第一柵線202上表面的最低水 平高度的第三深度D3可大于從層間絕緣層150的上表面至第二柵線204a和204b的上表面的 最低水平高度的第四深度D4。
[0161] 圖IOA至圖IOD是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的形成柵極封蓋層的工藝 的剖視圖。
[0162] 參照?qǐng)DIOA至圖10D，柵極封蓋層300形成在柵線202、204a和204b上。柵極封蓋層 300的上表面的水平高度可與柵極間隔件層142和144的頂部的水平高度相同。在一些實(shí)施 例中，例如，柵極封蓋層300可包括諸如氮化硅的絕緣材料。為了形成柵極封蓋層300,可形 成在填充第三凹陷空間RS3的同時(shí)覆蓋襯底110的柵極封蓋材料(未示出），并且隨后可執(zhí)行 諸如CMP工藝的平面化工藝，以暴露出層間絕緣層150以及柵極間隔件層142和144。
[0163] 柵極絕緣層180可從柵極間隔件層142與第一柵線202之間延伸至柵極間隔件層 142與柵極封蓋層300之間，并且柵極絕緣層190可從柵極間隔件層144與第二柵線204a和 204b中的每一個(gè)之間延伸至柵極間隔件層144與柵極封蓋層300之間。柵極絕緣層180和190 的頂部的水平高度可低于柵極封蓋層300的上表面的水平高度，并且可由柵極封蓋層300覆 蓋。
[0164] 柵線202、204a和204b可形成為使得柵線202、204a和204b具有相對(duì)窄的寬度和相 對(duì)小的間距，并且不出現(xiàn)空隙。另外，柵極封蓋層300可防止在柵線202、204a和204b中的每 一條與不期望的部分之間產(chǎn)生短路。
[0165] 圖IlA至圖12D是按次序示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的制造半導(dǎo)體器件 的方法的剖視圖。具體地說(shuō)，圖IlA和圖12A是沿著圖IA的線A-A'截取的剖視圖，圖IlB和圖 12B是沿著圖IB的線B-B '截取的剖視圖，圖11C和圖12C是沿著圖IA的線C-C '截取的剖視圖， 并且圖IlD和圖12D是沿著圖IB的線D-D'截取的剖視圖。因此，圖11A、圖12A、圖IlC和圖12C 是示出圖IA的第一區(qū)I的剖視圖，并且圖11B、圖12B、圖IlD和圖12D是示出圖IB的第二區(qū)II 的剖視圖。省略關(guān)于圖IlA至圖12D的與圖3A至圖IOD的描述重復(fù)的描述。
[0166] 圖IlA至圖IlD是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的形成柵線的工藝的剖視 圖。具體地說(shuō)，圖11A至圖11D是示出在圖9A至圖9D的工藝之后執(zhí)行的工藝的剖視圖。
[0167] 參照?qǐng)DIlA至圖11D，柵線202a、206a和206b具有第二柵電極層232和234從第一柵 電極層222a和224a突出的不規(guī)則形狀。因此，第二柵電極層232和234的上表面相對(duì)于襯底 110的水平高度可高于第一柵電極層222a和224a相對(duì)于襯底110的水平高度?？赏ㄟ^(guò)去除圖 9A至圖9D所示的第一柵電極層222和224的上部形成圖IlA至圖IlD所示的第一柵電極層 222a和224a，從而使得第一柵電極層222a和224a的上表面相對(duì)于襯底110的水平高度低于 第二柵電極層232和234的上表面相對(duì)于襯底110的水平高度。
[0168] 在形成第一柵電極層222a和224a的工藝中，也可將圖9B和圖9D所示的第二阻擋層 214a的上部去除，以形成圖IlA至圖IlD所示的第二阻擋層214b。第二阻擋層214b的頂部的 高度可與第一柵電極層224a的頂部的高度相同或相似。
[0169] 在圖9A至圖9D所示的第一柵電極層222和224的上表面中，鄰近于柵極絕緣層180 和190的部分的水平高度高于鄰近于第二柵電極層212和214的部分的水平高度。因此，對(duì)于 圖IlA至圖IlD所示的第一柵電極層222a和224a的上表面而言，鄰近于柵極絕緣層180和190 的部分的水平高度可高于鄰近于第二柵電極層232和234的部分的水平高度。
[0170]形成第一柵線202a的第二柵電極層232的上表面的最低部分相對(duì)于第一有源區(qū) FNl可具有第二高度H2,并且第二柵電極層232的上表面的最高部分相對(duì)于第一有源區(qū)FNl 可具有第四高度H4。形成第一柵線202a的第一柵電極層222a的上表面的最低部分相對(duì)于第 一有源區(qū)FNl可具有第五高度H5,并且第一柵電極222a的上表面的最高部分相對(duì)于第一有 源區(qū)FNl可具有第六高度H6。第五高度H5和第六高度H6可小于第二高度H2和第四高度H4。
[0171] 柵線206a的形狀與第一柵線202a的形狀相似，不同的是，柵線206a包括以上參照 圖9A至圖9D描述的第三柵電極層244。因此，省略對(duì)柵線206a的重復(fù)描述。
[0172] 圖12A至圖12D是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的形成柵極封蓋層的工藝 的剖視圖。
[0173] 參照?qǐng)D12A至圖12D，在柵線202a、206a和206b上形成柵極封蓋層300。在一些實(shí)施 例中，柵極封蓋層300的上表面的水平高度可與柵極間隔件層142和144的頂部的水平高度 相同。
[0174]由于第二柵電極層232和234分別具有從第一柵電極層222a和224a突出的不規(guī)則 形狀，因此柵極封蓋層300的一部分可在相對(duì)于襯底110的主表面的水平方向上位于第二柵 電極層232和234中的每一個(gè)的上部與柵極絕緣層180和190之間。柵極封蓋層300可與第二 柵電極層232和234中的每一個(gè)的側(cè)部的至少一部分接觸。
[0175] 由于柵線202a、206a和206b各自具有突出的不規(guī)則形狀，因此形成在柵線202a、 206a和206b中的每一條與其周邊區(qū)域之間的寄生電容可減小。
[0176] 圖13A至圖15D是按次序示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的制造半導(dǎo)體器件 的方法的剖視圖。具體地說(shuō)，圖13A、圖14A和圖15A是沿著圖IA的線A-A '截取的剖視圖，圖 13B、圖14B和圖15B是沿著圖IB的線B-B'截取的剖視圖，圖13C、圖14C和圖15C是沿著圖IA的 線C-C'截取的剖視圖，并且圖13D、圖14D和圖lf5D是沿著圖IB的線D-D'截取的剖視圖。因此， 圖13A、圖14A、圖15A、圖13C、圖14C和圖15C是示出圖IA的第一區(qū)I的剖視圖，并且圖13B、圖 14B、圖15B、圖13D、圖14D和圖I?是示出圖IB的第二區(qū)II的剖視圖。在圖13A至圖I?的描述 中，可省略與圖3A至圖IOD的描述重復(fù)的描述。
[0177] 圖13A至圖13D是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的形成柵極材料層的工藝 的剖視圖。
[0178] 參照?qǐng)D13A至圖13D，第一阻擋層212a的頂部的水平高度可與層間絕緣層150和/或 第一柵極間隔件層142的頂部的水平高度相同或相似。因此，第一阻擋層212a和第二阻擋層 214可具有相同或相似的水平高度。
[0179]第一柵極材料層220可形成為具有均勻的厚度，從而在覆蓋襯底110的同時(shí)在一對(duì) 柵極間隔件層142之間的空間和一對(duì)柵極間隔件層144之間的空間中限定第一凹陷空間 RSla。第一凹陷空間RSla可延伸并且從其頂部至其底部具有恒定的寬度。
[0180] 第二柵極材料層230可完全填充第一區(qū)I中的第一凹陷空間RSla。因此，第二柵極 材料層230可在第一凹陷空間RSla中延伸并且從其頂部至其底部具有相對(duì)恒定的寬度。
[0181] 圖14A至圖14D是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的形成柵線的工藝的剖視 圖。
[0182] 參照?qǐng)D14A至圖14D，通過(guò)部分地去除圖14A至圖14D所示的阻擋層212a和214以及 第一柵極材料層至第三柵極材料層(220、230和240)，形成第一柵線202b以及第二柵線204a 和204b。由于部分地去除圖13A至圖13D所示的阻擋層212a和214以及第一柵極材料層至第 三柵極材料層(220、230和240)，可在一對(duì)柵極間隔件層142之間以及一對(duì)柵極間隔件層144 之間限定第三凹陷空間RS3a。第一柵線202b以及第二柵線204a和204b的上表面的水平高度 可低于所述一對(duì)柵極間隔件層142和所述一對(duì)柵極間隔件層144的頂部的水平高度。第一柵 線202b和第二柵線204a和204b中的每一個(gè)的上表面可在其中心部分具有凹進(jìn)形狀。
[0183] 第一柵線202b可包括第一阻擋層212a、限定第四凹陷空間RS4a的第一柵電極層 222以及填充第四凹陷空間RS4a的第二柵電極層232a。通過(guò)第一柵電極層222限定的第四凹 陷空間RS4a可延伸并且從其頂部至其底部具有相對(duì)恒定的寬度。因此，形成在第四凹陷空 間RS4a中的第二柵電極層232a可在第四凹陷空間RS4a中延伸并且從其頂部至其底部具有 相對(duì)恒定的寬度。
[0184] 第一阻擋層212a的頂部的高度可與第一柵電極層222的頂部的高度相同或相似。
[0185] 第二柵線204a可包括:第二阻擋層214a;第一柵電極層222,其限定第四空間RS4a; 第二柵電極層234,其在覆蓋第四凹陷空間RS4的內(nèi)側(cè)壁的同時(shí)限定第五凹陷空間RS5;以及 第三柵電極層244，其填充第五凹陷空間RS5。
[0186] 圖15A至圖15D是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的形成柵極封蓋層的工藝 的剖視圖。
[0187] 參照?qǐng)D15A至圖15D，在柵線202b、204a和204b上形成柵極封蓋層300。柵極封蓋層 300的上表面的水平高度可與柵極間隔件層142和144的頂部的水平高度相同。
[0188] 圖16A至圖17D是按次序示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的制造半導(dǎo)體器件 的方法的剖視圖。具體地說(shuō)，圖16A和圖17A是沿著圖IA的線A-A'截取的剖視圖，圖16B和圖 17B是沿著圖IB的線B-B '截取的剖視圖，圖16C和圖17C是沿著圖IA的線C-C '截取的剖視圖， 并且圖16D和圖17D是沿著圖IB的線D-D'截取的剖視圖。因此，圖16A、圖17A、圖16C和圖17C 是示出圖IA的第一區(qū)I的剖視圖，并且圖16B、圖17B、圖16D和圖17D是示出圖IB的第二區(qū)II 的剖視圖。在圖16A至圖17D的描述中，可省略與圖3A至圖1?的描述重復(fù)的描述。
[0189] 圖16A至圖16D是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的形成柵線的工藝的剖視 圖。具體地說(shuō)，圖16A至圖16D是示出在圖14A至圖14D的工藝之后執(zhí)行的工藝的剖視圖。 [0190] 參照?qǐng)D16A至圖16D，柵線202c、206a和206b具有其中第二柵電極層232a和234從第 一柵電極層222a和224a突出的不規(guī)則形狀。因此，第二柵電極層232a和234的上表面的水平 高度相對(duì)于襯底110可高于第一柵電極層222a和224a的上表面的水平高度。
[0191] 圖17A至圖17D是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的形成柵極封蓋層的工藝 的剖視圖。
[0192] 參照?qǐng)D17A至圖17D，在柵線202c、206a和206b上形成柵極封蓋層300。柵極封蓋層 300的上表面的水平高度可與柵極間隔件層142和144的頂部的水平高度相同。
[0193] 圖18是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的顯示器驅(qū)動(dòng)器IC(DDI)1500和包括DDI 1500的顯示設(shè)備1520的框圖。
[0194] 參照?qǐng)D18，DDI 1500可包括控制器1502、電源電路1504、驅(qū)動(dòng)器塊1506和存儲(chǔ)器塊 1508?？刂破?502可從主要處理單元(MPU) 1522接收命令并且對(duì)命令進(jìn)行解碼，并且控制 DDI 1500的各個(gè)塊根據(jù)解碼后的命令執(zhí)行操作。電源電路單元1504可響應(yīng)于控制器1502的 控制而產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)電壓。驅(qū)動(dòng)器塊1506可響應(yīng)于控制器1502的控制而通過(guò)利用電源電路單元 1504所產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)電壓來(lái)驅(qū)動(dòng)顯示面板1524。顯示面板1524可為液晶顯示面板、等離子體 顯示面板或者有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)面板。存儲(chǔ)器塊1508可為這樣的塊，其臨時(shí)存儲(chǔ)輸入 至控制器1502的命令或從控制器1502輸出的控制信號(hào)、或者存儲(chǔ)必要數(shù)據(jù)，并且存儲(chǔ)器塊 1508可包括諸如隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)或者只讀存儲(chǔ)器(ROM)的存儲(chǔ)器。選自電源電路單元 1504和驅(qū)動(dòng)器塊1506中的至少一個(gè)可包括參照?qǐng)DIA至圖17B描述的根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例 性實(shí)施例的半導(dǎo)體器件l、la和Ib中的至少一個(gè)或者根據(jù)半導(dǎo)體器件l、la和Ib修改或者改 變的半導(dǎo)體器件中的至少一個(gè)。
[0195] 圖19是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)反相器 1600的電路圖。
[0196] CMOS反相器1600可包括CMOS晶體管16HKCM0S晶體管1610可包括連接在電源端 Vdd與接地端之間的PMOS晶體管1620和NMOS晶體管1630XM0S晶體管1610可包括根據(jù)參照 圖IA至圖17B描述的本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的半導(dǎo)體器件l、la和Ib中的至少一個(gè)或者 根據(jù)半導(dǎo)體器件1、Ia和Ib修改或者改變的半導(dǎo)體器件中的至少一個(gè)。
[0197] 圖20是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的CMOS靜態(tài)RAM(SRAM)裝置1700的電路 圖。
[0198] CMOS SRAM裝置1700可包括一對(duì)驅(qū)動(dòng)晶體管1710。所述一對(duì)驅(qū)動(dòng)晶體管1710中的 每一個(gè)可包括連接在電源端Vdd與接地端之間的PMOS晶體管1720和匪OS晶體管1730XM0S SRAM裝置1700還可包括一對(duì)傳輸晶體管1740。傳輸晶體管1740的源極可交叉連接至驅(qū)動(dòng)晶 體管1710的PMOS晶體管1720和匪OS晶體管1730的公共節(jié)點(diǎn)。電源端Vdd可連接至PMOS晶體 管1720的源極，并且接地端可連接至NMOS晶體管1730的源極。字線WL可連接至所述一對(duì)傳 輸晶體管1740的柵極，并且位線BL和反向位線/BL可分別連接至所述一對(duì)傳輸晶體管1740 的對(duì)應(yīng)的漏極。
[0199] 選自CMOS SRAM裝置1700的驅(qū)動(dòng)晶體管1710和傳輸晶體管1740中的至少一個(gè)可包 括參照?qǐng)DIA至圖17B描述的根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的半導(dǎo)體器件l、la和Ib中的至 少一個(gè)或者根據(jù)半導(dǎo)體器件1、Ia和Ib修改或者改變的半導(dǎo)體器件中的至少一個(gè)。
[0200] 圖21是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的CMOS NAND電路1800的電路圖。
[0201] CMOS NAND電路1800可包括向其傳輸不同的輸入信號(hào)的一對(duì)CMOS晶體管。CMOS NAND電路1800可包括參照?qǐng)DIA至圖17B描述的根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的半導(dǎo)體器 件l、la和Ib中的至少一個(gè)或者根據(jù)半導(dǎo)體器件l、la和Ib修改或者改變的半導(dǎo)體器件中的 至少一個(gè)。
[0202] 圖22是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的電子系統(tǒng)1900的框圖。
[0203]電子系統(tǒng)1900可包括存儲(chǔ)器1910和存儲(chǔ)器控制器1920。存儲(chǔ)器控制器1920可控制 存儲(chǔ)器1910響應(yīng)于主機(jī)1930的請(qǐng)求從存儲(chǔ)器1910讀數(shù)據(jù)和/或?qū)?shù)據(jù)寫(xiě)至存儲(chǔ)器1910。選 自存儲(chǔ)器1910和存儲(chǔ)器控制器1920中的至少一個(gè)可包括參照?qǐng)DIA至圖17B描述的根據(jù)本發(fā) 明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的半導(dǎo)體器件l、la和Ib中的至少一個(gè)或者根據(jù)半導(dǎo)體器件l、la和 Ib修改或者改變的半導(dǎo)體器件中的至少一個(gè)。
[0204]圖23是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的電子系統(tǒng)2000的框圖。
[0205]電子系統(tǒng)2000可包括經(jīng)總線2050彼此連接的控制器2010、輸入/輸出（1/0)裝置 2020、存儲(chǔ)器2030和接口 2040。
[0206] 控制器2010可包括選自微處理器、數(shù)字信號(hào)處理器以及與微處理器和數(shù)字信號(hào)處 理器相似的處理器中的至少一個(gè)。1/0裝置2020可包括鍵區(qū)、鍵盤(pán)和顯示器中的至少一個(gè)。 存儲(chǔ)器2030可用于存儲(chǔ)通過(guò)控制器2010執(zhí)行的命令。例如，存儲(chǔ)器2030可用于存儲(chǔ)用戶數(shù) 據(jù)。
[0207] 電子系統(tǒng)2000可為無(wú)線通信設(shè)備或者能夠在無(wú)線通信環(huán)境下發(fā)送和/或接收信息 的設(shè)備。為了使電子系統(tǒng)2000通過(guò)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送或者接收數(shù)據(jù)，接口 2040可為無(wú)線接 口。接口2040可包括天線和/或無(wú)線收發(fā)器。在一些實(shí)施例中，電子系統(tǒng)2000可使用第三代 通信系統(tǒng)的通信接口協(xié)議，諸如碼分多址(CDMA)、全球移動(dòng)通信系統(tǒng)(GSM)、北美數(shù)字蜂窩 (NADC)、擴(kuò)展時(shí)分多址E-TDMA和/或?qū)拵Тa分多址(WCDMA)。電子系統(tǒng)2000可包括參照?qǐng)DIA 至圖17B描述的根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的半導(dǎo)體器件l、la和Ib中的至少一個(gè)或者 根據(jù)半導(dǎo)體器件1、Ia和Ib修改或者改變的半導(dǎo)體器件中的至少一個(gè)。
[0208] 雖然已經(jīng)參照本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例具體示出和描述了本發(fā)明構(gòu)思，但是應(yīng) 該理解，在不脫離所附權(quán)利要求的精神和范圍的情況下，可作出各種形式和細(xì)節(jié)上的改變。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種半導(dǎo)體器件，包括： 襯底，其具有鰭式有源區(qū)； 柵極絕緣層，其覆蓋鰭式有源區(qū)的上表面和側(cè)部的至少一部分；以及 柵線，其延伸并且與鰭式有源區(qū)交叉同時(shí)覆蓋鰭式有源區(qū)的上表面和側(cè)部的至少一部 分，所述柵線位于柵極絕緣層上， 其中，在垂直于柵線的延伸方向的剖面中，柵線的上表面的中心部分具有凹進(jìn)形狀。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，還包括接觸柵線的側(cè)部的一對(duì)柵極間隔件層， 其中，柵極絕緣層從鰭式有源區(qū)與柵線之間延伸至所述一對(duì)柵極間隔件層與柵線之 間。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述柵線包括： 第一柵電極層，其延伸同時(shí)覆蓋鰭式有源區(qū)的上表面和側(cè)部以及所述一對(duì)柵極間隔件 層的側(cè)部，所述一對(duì)柵極間隔件層的側(cè)部彼此面對(duì)，并且第一柵電極層限定凹陷空間；以及 第二柵電極層，其延伸同時(shí)填充凹陷空間。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體器件，其中，在垂直于柵線的延伸方向的剖面中，第二 柵電極層的中心部分相對(duì)于襯底的水平高度低于第二柵電極層的外部相對(duì)于襯底的水平 高度。5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體器件，其中，第一柵電極層的上表面的鄰近于柵極絕緣 層的一部分相對(duì)于襯底的水平高度高于鄰近于第二柵電極層的一部分相對(duì)于襯底的水平 高度。6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體器件，其中，第一柵電極層的上表面和第二柵電極層的 上表面形成連續(xù)表面。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述連續(xù)表面相對(duì)于襯底的水平高度從鄰 近于柵極絕緣層的部分至第二柵電極層的中心部分逐漸降低。8. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述柵線具有不規(guī)則形狀，其中第二柵電 極層在豎直方向上從第一柵電極層突出。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體器件，其中，第二柵電極層的上表面相對(duì)于襯底的水平 高度高于第一柵電極層的上表面相對(duì)于襯底的水平高度。10. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體器件，其中，第二柵電極層的中心部分具有從第二柵 電極層的上表面延伸至第二柵電極層的內(nèi)部區(qū)的接縫。11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體器件，其中，第二柵電極層的接縫從第二柵電極層的 上表面的最低水平高度延伸至第二柵電極層的內(nèi)部區(qū)。12. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述柵線還包括第一柵電極層與柵極間 隔件層之間的阻擋層。13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述阻擋層的頂部的水平高度低于第一 柵電極層的上表面和第二柵電極層的上表面的水平高度。14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體器件，其中，第二柵電極層的上部的寬度大于第二柵 電極層的下部的寬度。15. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述柵線的上表面的水平高度低于所述 一對(duì)柵極間隔件層的頂部的水平高度， 其中，所述半導(dǎo)體器件還包括絕緣柵極封蓋層，其形成在柵線上，并且其上表面的水平 高度與所述一對(duì)柵極間隔件層的頂部的水平高度相同。16. -種半導(dǎo)體器件，包括： 襯底，其具有鰭式有源區(qū)； 襯底上的器件隔離層，所述器件隔離層覆蓋鰭式有源區(qū)的下部； 一對(duì)柵極間隔件層，其延伸同時(shí)與鰭式有源區(qū)交叉，所述一對(duì)柵極間隔件層位于器件 隔離層和襯底上； 柵極絕緣層，其具有均勻的厚度，并且覆蓋所述一對(duì)柵極間隔件層的側(cè)部中的每一個(gè) 的至少一部分以及鰭式有源區(qū)的上表面和兩側(cè)，所述一對(duì)柵極間隔件層彼此面對(duì)，所述柵 極絕緣層位于所述一對(duì)柵極間隔件層之間；以及 柵線，其在所述一對(duì)柵極間隔件層之間延伸，所述柵線位于柵極絕緣層上， 其中，所述柵線包括第一柵電極層和第二柵電極層，第一柵電極層延伸同時(shí)覆蓋所述 一對(duì)柵極間隔件層的側(cè)部中的每一個(gè)的至少一部分以及鰭式有源區(qū)的上表面和兩側(cè)，第一 柵電極層限定凹陷空間，第二柵電極層延伸同時(shí)填充凹陷空間， 其中，在垂直于柵線的延伸方向的剖面中，第二柵電極層的中心部分相對(duì)于襯底的水 平高度低于第二柵電極層的外部相對(duì)于襯底的水平高度。17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的半導(dǎo)體器件，其中，第一柵電極層的上表面和第二柵電極層 的上表面形成連續(xù)表面，并且第一柵電極層的頂部的水平高度高于第二柵電極層的頂部的 水平高度。18. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的半導(dǎo)體器件，其中，第二柵電極層的上表面相對(duì)于襯底的水 平高度高于第一柵電極層的上表面相對(duì)于襯底的水平高度，第二柵電極層具有從第一柵電 極層突出的不規(guī)則形狀。19. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的半導(dǎo)體器件，其中，隨著第一柵電極層和第二柵電極層的上 表面中的每一個(gè)更加遠(yuǎn)離所述一對(duì)柵極間隔件層的側(cè)部，第一柵電極層的上表面和第二柵 電極層的上表面中的每一個(gè)具有相對(duì)低的水平高度。20. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的半導(dǎo)體器件，其中，第二柵電極層具有接縫，所述接縫從第 二柵電極層的上表面的最低水平高度延伸至第二柵電極層的內(nèi)部區(qū)。21. -種半導(dǎo)體器件，包括： 襯底，其具有在相對(duì)于襯底的主表面的豎直方向上突出的多個(gè)鰭式有源區(qū)，每個(gè)鰭式 有源區(qū)在第一水平方向上延伸； 柵極絕緣層，其覆蓋鰭式有源區(qū)的上表面和側(cè)部的至少一部分；以及 柵線，其在位于水平面中的與第一水平方向垂直的第二水平方向上延伸，所述柵線與 所述多個(gè)鰭式有源區(qū)交叉并且覆蓋鰭式有源區(qū)的上表面和側(cè)部的至少一部分上的柵極絕 緣層； 其中，柵線包括具有第一寬度的第一部分和具有第二寬度的第二部分，第二寬度小于 第一寬度，柵線的第二部分位于柵線的第一部分上， 其中，柵線的第一部分的上表面在第一水平方向上具有凹進(jìn)剖面，使得柵線的第一部 分的上表面的內(nèi)部區(qū)相對(duì)于其外邊緣區(qū)在豎直位置上更低，并且 其中，柵線的第二部分的上表面在第一水平方向上具有凹進(jìn)剖面，使得柵線的第二部 分的上表面的內(nèi)部區(qū)相對(duì)于其外邊緣區(qū)在豎直位置上更低。22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的半導(dǎo)體器件，其中，柵線的第二部分在柵線的第一部分的中 心區(qū)處位于柵線的第一部分上。23. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的半導(dǎo)體器件，其中，柵線的第一部分和柵線的第二部分在第 一水平方向上具有臺(tái)階狀剖面。24. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的半導(dǎo)體器件，還包括所述多個(gè)鰭式有源區(qū)之間的溝槽隔離 結(jié)構(gòu)。25. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的半導(dǎo)體器件，還包括位于柵線的側(cè)部的柵極間隔件層， 其中，柵極絕緣層從鰭式有源區(qū)與柵線之間延伸至所述一對(duì)柵極間隔件層之間。
【文檔編號(hào)】H01L29/423GK106057872SQ201610239698
【公開(kāi)日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年4月18日
【發(fā)明人】宋在烈, 金完敦, 玄尚鎮(zhèn), 李珍旭, 權(quán)奇相, 高綺亨, 明成禹
【申請(qǐng)人】三星電子株式會(huì)社