KR102419864B1 - Semiconductor device - Google Patents
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Abstract
반도체 장치는 제1 활성 영역과, 제2 활성 영역과, 상기 제1 활성 영역 및 상기 제2 활성 영역 사이에 직접 접촉된 제1 필드 절연막을 포함하는 기판; 및 상기 기판 상에, 상기 제1 활성 영역, 상기 제2 활성 영역 및 상기 제1 필드 절연막을 가로지르는 제1 게이트 전극 구조체를 포함하고, 상기 제1 게이트 전극 구조체는 서로 직접 접촉하는 제1 p형 게이트 전극과 제1 n형 게이트 전극을 포함하고, 상기 제1 p형 게이트 전극은 상기 제1 활성 영역 및 상기 제1 필드 절연막 상의 제1 일함수 조절막과, 상기 제1 일함수 조절막 상의 제1 상부 게이트 전극을 포함하고, 상기 제1 n형 게이트 전극은 상기 제2 활성 영역 및 상기 제1 필드 절연막 상의 제2 일함수 조절막과, 상기 제2 일함수 조절막 상의 제2 상부 게이트 전극을 포함하고, 상기 제1 일함수 조절막 및 상기 제2 일함수 조절막은 직접 접촉하고, 동일한 물질막이고, 상기 제1 일함수 조절막의 두께는 상기 제2 일함수 조절막의 두께와 다르고, 상기 제1 p형 게이트 전극과 상기 제1 필드 절연막이 중첩되는 폭은, 상기 제1 n형 게이트 전극과 상기 제1 필드 절연막이 중첩되는 폭과 다르다.A semiconductor device includes: a substrate including a first active region, a second active region, and a first field insulating layer in direct contact between the first active region and the second active region; and a first gate electrode structure crossing the first active region, the second active region, and the first field insulating layer on the substrate, wherein the first gate electrode structure is in direct contact with each other. a gate electrode and a first n-type gate electrode, wherein the first p-type gate electrode includes a first work function control layer on the first active region and the first field insulating layer, and a first work function control layer on the first work function control layer a first upper gate electrode, wherein the first n-type gate electrode includes a second work function control layer on the second active region and the first field insulating layer, and a second upper gate electrode on the second work function control layer wherein the first work function regulating film and the second work function regulating film are in direct contact with each other and are the same material film, and the thickness of the first work function regulating film is different from the thickness of the second work function regulating film, and the first The overlapping width of the p-type gate electrode and the first field insulating layer is different from the overlapping width of the first n-type gate electrode and the first field insulating layer.
Description
본 발명은 반도체 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor device.
최근 정보 매체의 급속한 보급에 따라 반도체 장치의 기능도 비약적으로 발전하고 있다. 최근의 반도체 제품들의 경우, 경쟁력 확보를 위해 낮은 비용, 고품질을 위해 제품의 고집적화가 요구된다. 고집적화를 위해, 반도체 장치는 스케일링 다운이 진행되고 있다. Recently, with the rapid spread of information media, the functions of semiconductor devices are also developing rapidly. In the case of recent semiconductor products, high integration is required for low cost and high quality in order to secure competitiveness. For high integration, semiconductor devices are being scaled down.
반도체 장치의 동작 속도를 빠르게 하고 집적도를 높이기 위한 연구가 진행되고 있다. 반도체 장치는 모스 트랜지스터(MOS transistor)와 같은 개별 소자들(discrete devices)을 구비하는데, 반도체 장치의 집적화에 따라 모스 트랜지스터의 게이트는 점점 축소되고 있으며, 게이트의 하부 채널 영역 또한 점점 좁아지고 있다.Research is being conducted to speed up the operation speed of semiconductor devices and increase the degree of integration. A semiconductor device includes discrete devices such as a MOS transistor. As the semiconductor device is integrated, the gate of the MOS transistor is gradually reduced, and the lower channel region of the gate is also getting narrower.
트랜지스터의 게이트 영역의 임계 크기는 트랜지스터의 전기적 특성에 많은 영향을 미친다. 즉, 반도체 장치가 고집적화됨에 따라 게이트 영역의 폭이 좁아지게 되면 게이트 영역을 사이에 두고 형성되는 소오스 및 드레인 영역 간의 간격 또한 좁아지게 된다.The critical size of the gate region of a transistor greatly affects the electrical characteristics of the transistor. That is, when the width of the gate region becomes narrow as the semiconductor device is highly integrated, the distance between the source and drain regions formed with the gate region therebetween also becomes narrower.
본 발명이 해결하려는 과제는, 트랜지스터의 임계 전압을 개선시킬 수 있는 반도체 장치를 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of improving the threshold voltage of a transistor.
본 발명이 해결하려는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 반도체 장치의 일 태양(aspect)은 제1 활성 영역과, 제2 활성 영역과, 상기 제1 활성 영역 및 상기 제2 활성 영역 사이에 직접 접촉된 제1 필드 절연막을 포함하는 기판; 및 상기 기판 상에, 상기 제1 활성 영역, 상기 제2 활성 영역 및 상기 제1 필드 절연막을 가로지르는 제1 게이트 전극 구조체를 포함하고, 상기 제1 게이트 전극 구조체는 서로 직접 접촉하는 제1 p형 게이트 전극과 제1 n형 게이트 전극을 포함하고, 상기 제1 p형 게이트 전극은 상기 제1 활성 영역 및 상기 제1 필드 절연막 상의 제1 일함수 조절막과, 상기 제1 일함수 조절막 상의 제1 상부 게이트 전극을 포함하고, 상기 제1 n형 게이트 전극은 상기 제2 활성 영역 및 상기 제1 필드 절연막 상의 제2 일함수 조절막과, 상기 제2 일함수 조절막 상의 제2 상부 게이트 전극을 포함하고, 상기 제1 일함수 조절막 및 상기 제2 일함수 조절막은 직접 접촉하고, 동일한 물질막이고, 상기 제1 일함수 조절막의 두께는 상기 제2 일함수 조절막의 두께와 다르고, 상기 제1 p형 게이트 전극과 상기 제1 필드 절연막이 중첩되는 폭은, 상기 제1 n형 게이트 전극과 상기 제1 필드 절연막이 중첩되는 폭과 다르다.One aspect of the semiconductor device of the present invention for solving the above problems is a first active region, a second active region, and a first field insulating film in direct contact between the first active region and the second active region. a substrate comprising; and a first gate electrode structure crossing the first active region, the second active region, and the first field insulating layer on the substrate, wherein the first gate electrode structure is in direct contact with each other. a gate electrode and a first n-type gate electrode, wherein the first p-type gate electrode includes a first work function control layer on the first active region and the first field insulating layer, and a first work function control layer on the first work function control layer a first upper gate electrode, wherein the first n-type gate electrode includes a second work function control layer on the second active region and the first field insulating layer, and a second upper gate electrode on the second work function control layer wherein the first work function regulating film and the second work function regulating film are in direct contact with each other and are the same material film, and the thickness of the first work function regulating film is different from the thickness of the second work function regulating film, and the first The overlapping width of the p-type gate electrode and the first field insulating layer is different from the overlapping width of the first n-type gate electrode and the first field insulating layer.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제1 일함수 조절막의 두께는 상기 제2 일함수 조절막의 두께보다 크다.In some embodiments of the present invention, a thickness of the first work function control layer is greater than a thickness of the second work function control layer.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제1 p형 게이트 전극과 상기 제1 필드 절연막이 중첩되는 폭은, 상기 제1 n형 게이트 전극과 상기 제1 필드 절연막이 중첩되는 폭보다 크다.In some embodiments, an overlapping width of the first p-type gate electrode and the first field insulating layer is greater than an overlapping width of the first n-type gate electrode and the first field insulating layer.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제1 활성 영역은 p형 트랜지스터의 채널 영역을 포함하고, 상기 제2 활성 영역은 n형 트랜지스터의 채널 영역을 포함하고, 상기 제1 p형 게이트 전극 및 상기 제1 n형 게이트 전극의 접촉면은 상기 p형 트랜지스터의 채널 영역보다 상기 n형 트랜지스터의 채널 영역에 가깝다.In some embodiments of the present invention, the first active region includes a channel region of a p-type transistor, the second active region includes a channel region of an n-type transistor, and the first p-type gate electrode and the second active region 1 The contact surface of the n-type gate electrode is closer to the channel region of the n-type transistor than the channel region of the p-type transistor.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제1 p형 게이트 전극과 상기 제1 필드 절연막이 중첩되는 폭은, 상기 제1 n형 게이트 전극과 상기 제1 필드 절연막이 중첩되는 폭보다 작다.In some embodiments, an overlapping width of the first p-type gate electrode and the first field insulating layer is smaller than an overlapping width of the first n-type gate electrode and the first field insulating layer.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제1 활성 영역은 p형 트랜지스터의 채널 영역을 포함하고, 상기 제2 활성 영역은 n형 트랜지스터의 채널 영역을 포함하고, 상기 제1 p형 게이트 전극 및 상기 제1 n형 게이트 전극의 접촉면은 상기 n형 트랜지스터의 채널 영역보다 상기 p형 트랜지스터의 채널 영역에 가깝다.In some embodiments of the present invention, the first active region includes a channel region of a p-type transistor, the second active region includes a channel region of an n-type transistor, and the first p-type gate electrode and the second active region 1 The contact surface of the n-type gate electrode is closer to the channel region of the p-type transistor than the channel region of the n-type transistor.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제1 활성 영역 및 상기 제2 활성 영역은 SRAM 영역에 포함된다.In some embodiments of the present invention, the first active region and the second active region are included in an SRAM region.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제1 활성 영역은 SRAM의 풀업 트랜지스터가 형성되는 영역이고, 상기 제2 활성 영역은 SRAM의 풀다운 트랜지스터 또는 패스 트랜지스터가 형성되는 영역이다.In some embodiments of the present invention, the first active region is a region in which a pull-up transistor of the SRAM is formed, and the second active region is a region in which a pull-down transistor or a pass transistor of the SRAM is formed.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 기판은 서로 다른 기능을 하는 제1 영역 및 제2 영역을 포함하고, 상기 제1 활성 영역 및 상기 제2 활성 영역은 상기 제1 영역에 형성되고, 상기 제2 영역의 상기 기판은 제3 활성 영역과, 제4 활성 영역과, 상기 제3 활성 영역 및 상기 제4 활성 영역 사이에 직접 접촉된 제2 필드 절연막을 포함하고, 상기 기판 상에, 상기 제3 활성 영역, 상기 제4 활성 영역 및 상기 제2 필드 절연막을 가로지르는 제2 게이트 전극 구조체를 더 포함하고, 상기 제2 게이트 전극 구조체는 서로 직접 접촉하는 제2 p형 게이트 전극과 제2 n형 게이트 전극을 포함하고, 상기 제2 p형 게이트 전극은 상기 제3 활성 영역 및 상기 제2 필드 절연막 상에 형성되고, 상기 제2 n형 게이트 전극은 상기 제4 활성 영역 및 상기 제2 필드 절연막 상에 형성된다.In some embodiments of the present invention, the substrate includes a first region and a second region having different functions, wherein the first active region and the second active region are formed in the first region, and the second region the substrate of the region comprises a third active region, a fourth active region, and a second field insulating film in direct contact between the third active region and the fourth active region, on the substrate, the third active region a second gate electrode structure crossing a region, the fourth active region, and the second field insulating layer, wherein the second gate electrode structure includes a second p-type gate electrode and a second n-type gate electrode in direct contact with each other wherein the second p-type gate electrode is formed on the third active region and the second field insulating layer, and the second n-type gate electrode is formed on the fourth active region and the second field insulating layer. do.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제2 p형 게이트 전극과 상기 제2 n형 게이트 전극의 접촉면은 상기 제3 활성 영역보다 상기 제4 활성 영역에 가깝다.In some embodiments of the present invention, a contact surface of the second p-type gate electrode and the second n-type gate electrode is closer to the fourth active region than the third active region.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제2 p형 게이트 전극과 상기 제2 필드 절연막이 중첩되는 폭은, 상기 제2 n형 게이트 전극과 상기 제2 필드 절연막이 중첩되는 폭과 실질적으로 동일하다.In some embodiments, the overlapping width of the second p-type gate electrode and the second field insulating layer is substantially the same as the overlapping width of the second n-type gate electrode and the second field insulating layer.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제2 p형 게이트 전극과 상기 제2 n형 게이트 전극의 접촉면은 상기 제4 활성 영역보다 상기 제3 활성 영역에 가깝다.In some embodiments of the present invention, a contact surface of the second p-type gate electrode and the second n-type gate electrode is closer to the third active region than the fourth active region.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제2 p형 게이트 전극은 상기 제3 활성 영역 및 상기 제2 필드 절연막 상의 제3 일함수 조절막을 포함하고, 상기 제2 n형 게이트 전극은 상기 제4 활성 영역 및 상기 제2 필드 절연막 상의 제4 일함수 조절막을 포함하고, 상기 제3 일함수 조절막 및 상기 제4 일함수 조절막은 직접 접촉하고, 동일한 물질막이고, 상기 제3 일함수 조절막의 두께는 상기 제4 일함수 조절막의 두께보다 두껍다.In some embodiments of the present disclosure, the second p-type gate electrode includes a third work function control layer on the third active region and the second field insulating layer, and the second n-type gate electrode includes the fourth active region and a fourth work function regulating film on the second field insulating film, wherein the third work function regulating film and the fourth work function regulating film are in direct contact and are the same material film, and the thickness of the third work function regulating film is the It is thicker than the thickness of the fourth work function control layer.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제2 p형 게이트 전극은 상기 제3 활성 영역 및 상기 제2 필드 절연막 상의 제1 식각 방지막과, 상기 제1 식각 방지막 상에 상기 제1 식각 방지막과 접촉하는 제3 일함수 조절막과, 상기 제3 일함수 조절막 상에 상기 제3 일함수 조절막과 접촉하는 제1 삽입막을 포함하고, 상기 제2 n형 게이트 전극은 상기 제4 활성 영역 및 상기 제2 필드 절연막 상의 제2 식각 방지막과, 상기 제2 식각 방지막 상에 상기 제2 식각 방지막과 접촉하는 제2 삽입막을 포함한다.In some embodiments of the present disclosure, the second p-type gate electrode includes a first etch stop layer on the third active region and the second field insulating layer, and a first etch stop layer on the first etch stop layer in contact with the first etch stop layer a third work function regulating layer, and a first interposed layer on the third work function regulating layer and in contact with the third work function regulating layer, wherein the second n-type gate electrode includes the fourth active region and the second a second etch stop layer on the field insulating layer; and a second insert layer on the second etch stop layer and in contact with the second etch stop layer.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제1 식각 방지막 및 상기 제2 식각 방지막은 동일한 물질막이고, 서로 직접 접촉하고, 상기 제1 식각 방지막의 두께 및 상기 제2 식각 방지막의 두께는 실질적으로 동일하고, 상기 제1 삽입막 및 상기 제2 삽입막은 동일한 물질막이고, 서로 직접 접촉하고, 상기 제1 삽입막의 두께 및 상기 제2 삽입막의 두께는 실질적으로 동일하다.In some embodiments of the present invention, the first etch stop layer and the second etch stop layer are the same material layer and are in direct contact with each other, and the thickness of the first etch stop layer and the thickness of the second etch stop layer are substantially the same, and , The first interposing layer and the second interposing layer are the same material layer, and are in direct contact with each other, and the thickness of the first interposing layer and the thickness of the second interposing layer are substantially the same.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제1 영역은 SRAM 영역이고, 상기 제2 영역은 로직 영역이다.In some embodiments of the present invention, the first region is an SRAM region, and the second region is a logic region.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제1 일함수 조절막 및 상기 제2 일함수 조절막은 각각 TiN막이다.In some embodiments of the present invention, each of the first work function control layer and the second work function control layer is a TiN layer.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 기판과 상기 제1 게이트 전극 구조체 사이에, 상기 제1 활성 영역, 상기 제2 활성 영역 및 상기 제1 필드 절연막을 가로지르는 게이트 절연막을 더 포함하고, 상기 제1 게이트 전극 구조체는 상기 게이트 절연막 상에, 상기 게이트 절연막을 따라 연장되는 하부 TiN막과, 상기 하부 TiN막 상의 식각 방지막을 더 포함하고, 상기 제1 일함수 조절막 및 상기 제2 일함수 조절막은 각각 상기 식각 방지막 상에서 상기 식각 방지막과 접촉한다.In some embodiments of the present disclosure, a gate insulating layer intersecting the first active region, the second active region, and the first field insulating layer is further included between the substrate and the first gate electrode structure, and the first The gate electrode structure further includes a lower TiN layer extending along the gate insulating layer on the gate insulating layer, and an etch stop layer on the lower TiN layer, wherein the first work function control layer and the second work function control layer are respectively The etch stop layer is in contact with the etch stop layer.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 식각 방지막은 TaN를 포함한다.In some embodiments of the present invention, the etch stop layer includes TaN.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 기판과 상기 제1 게이트 전극 구조체 사이에, 상기 제1 활성 영역, 상기 제2 활성 영역 및 상기 제1 필드 절연막을 가로지르는 게이트 절연막을 더 포함하고, 상기 제1 일함수 조절막 및 상기 제2 일함수 조절막은 각각 상기 게이트 절연막과 접촉한다.In some embodiments of the present disclosure, a gate insulating layer intersecting the first active region, the second active region, and the first field insulating layer is further included between the substrate and the first gate electrode structure, and the first The work function control layer and the second work function control layer contact the gate insulating layer, respectively.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 기판 상에, 상기 제1 활성 영역, 상기 제1 필드 절연막 및 상기 제2 활성 영역을 가로지르는 트렌치를 포함하는 층간 절연막을 더 포함하고, 상기 제1 일함수 조절막 및 상기 제2 일함수 조절막은 상기 트렌치의 측면 및 바닥면을 따라 연장된다.In some embodiments of the present disclosure, an interlayer insulating layer including a trench crossing the first active region, the first field insulating layer, and the second active region is further included on the substrate, wherein the first work function is adjusted The film and the second work function control film extend along side surfaces and bottom surfaces of the trench.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제1 게이트 전극 구조체의 상면은 상기 층간 절연막의 상면과 동일 평면에 놓인다.In some embodiments of the present invention, a top surface of the first gate electrode structure is disposed on the same plane as a top surface of the interlayer insulating layer.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제1 게이트 전극 구조체는 상기 트렌치의 일부를 채우고, 상기 제1 게이트 전극 구조체 상에 상기 트렌치를 채우는 캡핑 패턴을 더 포함하고, 상기 캡핑 패턴의 상면은 상기 층간 절연막의 상면과 동일 평면에 놓인다.In some embodiments of the present disclosure, the first gate electrode structure may further include a capping pattern filling a portion of the trench and filling the trench on the first gate electrode structure, and a top surface of the capping pattern is the interlayer insulating layer. lie on the same plane as the top surface of
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제1 상부 게이트 전극은 상기 제1 일함수 조절막 상의 제1 삽입막을 포함하고, 상기 제2 상부 게이트 전극은 상기 제2 일함수 조절막 상의 제2 삽입막을 포함하고, 상기 제1 삽입막 및 상기 제2 삽입막은 동일한 물질막이고, 서로 직접 접촉하고, 상기 제1 삽입막의 두께 및 상기 제2 삽입막의 두께는 실질적으로 동일하다.In some embodiments of the present disclosure, the first upper gate electrode includes a first interposing layer on the first work function regulating layer, and the second upper gate electrode includes a second interposing layer on the second work function regulating layer. and the first interposing layer and the second interposing layer are the same material layer, and are in direct contact with each other, and the thickness of the first insertion layer and the thickness of the second insertion layer are substantially the same.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제1 삽입막 및 상기 제2 삽입막은 TiAl을 포함한다.In some embodiments of the present invention, the first intercalation layer and the second intercalation layer include TiAl.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제1 활성 영역 및 상기 제2 활성 영역은 각각 제1 핀형 패턴 및 제2 핀형 패턴이다.In some embodiments of the present invention, the first active region and the second active region are a first fin-shaped pattern and a second fin-shaped pattern, respectively.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 반도체 장치의 다른 태양은 서로 인접하는 제1 핀형 패턴 및 제2 핀형 패턴; 상기 제1 핀형 패턴과 상기 제2 핀형 패턴 사이에, 상기 제1 핀형 패턴 및 상기 제2 핀형 패턴의 일부를 덮는 제1 필드 절연막; 상기 제1 핀형 패턴, 상기 제1 필드 절연막 및 상기 제2 핀형 패턴과 교차하는 제1 게이트 전극 구조체를 포함하고, 상기 제1 게이트 전극 구조체는 서로 직접 접촉하는 제1 p형 게이트 전극과 제1 n형 게이트 전극을 포함하고, 상기 제1 p형 게이트 전극은 상기 제1 핀형 패턴 및 상기 제1 필드 절연막 상의 제1 일함수 조절막과, 상기 제1 일함수 조절막 상의 제1 상부 게이트 전극을 포함하고, 상기 제1 n형 게이트 전극은 상기 제2 핀형 패턴 및 상기 제1 필드 절연막 상의 제2 일함수 조절막과, 상기 제2 일함수 조절막 상의 제2 상부 게이트 전극을 포함하고, 상기 제1 일함수 조절막 및 상기 제2 일함수 조절막은 직접 접촉하고, 동일한 물질막이고, 상기 제1 일함수 조절막의 두께는 상기 제2 일함수 조절막의 두께보다 두껍고, 상기 제1 p형 게이트 전극과 상기 제1 필드 절연막이 중첩되는 폭은, 상기 제1 n형 게이트 전극과 상기 제1 필드 절연막이 중첩되는 폭보다 크다.Another aspect of the semiconductor device of the present invention for solving the above problems is a first fin-shaped pattern and a second fin-shaped pattern adjacent to each other; a first field insulating layer between the first fin-shaped pattern and the second fin-shaped pattern and covering a portion of the first fin-shaped pattern and the second fin-shaped pattern; a first gate electrode structure intersecting the first fin-shaped pattern, the first field insulating layer, and the second fin-shaped pattern, wherein the first gate electrode structure includes a first p-type gate electrode in direct contact with each other and a first n-th gate electrode structure a type gate electrode, wherein the first p-type gate electrode includes a first work function control layer on the first fin pattern and the first field insulating layer, and a first upper gate electrode on the first work function control layer and the first n-type gate electrode includes a second work function regulating film on the second fin-shaped pattern and the first field insulating film, and a second upper gate electrode on the second work function regulating film, and the first The work function control layer and the second work function control layer are in direct contact with each other and are the same material layer, the thickness of the first work function control layer is thicker than the thickness of the second work function control layer, and the first p-type gate electrode and the The overlapping width of the first field insulating layer is greater than the overlapping width of the first n-type gate electrode and the first field insulating layer.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제1 p형 게이트 전극과 상기 제1 n형 게이트 전극 사이의 접촉면은 상기 제1 핀형 패턴보다 상기 제2 핀형 패턴에 가깝다.In some embodiments of the present invention, a contact surface between the first p-type gate electrode and the first n-type gate electrode is closer to the second fin-shaped pattern than the first fin-shaped pattern.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제1 일함수 조절막 및 상기 제2 일함수 조절막은 상기 제1 핀형 패턴의 프로파일, 상기 제1 필드 절연막의 상면 및 상기 제2 핀형 패턴의 프로파일을 따라 연속적으로 연장된다.In some embodiments of the present disclosure, the first work function regulating film and the second work function regulating film are successively formed along the profile of the first fin-shaped pattern, the upper surface of the first field insulating film, and the profile of the second fin-shaped pattern. is extended
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제1 게이트 전극 구조체 하부에, 상기 제1 핀형 패턴의 프로파일, 상기 제1 필드 절연막의 상면 및 상기 제2 핀형 패턴의 프로파일을 따라 연장되는 게이트 절연막을 더 포함하고, 상기 제1 게이트 전극 구조체는 상기 게이트 절연막 상에, 상기 게이트 절연막을 따라 연장되는 TiN막과, 상기 TiN막 상의 TaN막을 더 포함하고, 상기 제1 일함수 조절막 및 상기 제2 일함수 조절막은 각각 상기 TaN막 상에서 상기 TaN막과 접촉한다.In some embodiments of the present invention, a gate insulating layer extending along the profile of the first fin-shaped pattern, the upper surface of the first field insulating layer, and the profile of the second fin-shaped pattern is further included under the first gate electrode structure, , the first gate electrode structure further includes a TiN layer extending along the gate insulating layer on the gate insulating layer, and a TaN layer on the TiN layer, wherein the first work function control layer and the second work function control layer include respectively on the TaN film and in contact with the TaN film.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제1 게이트 전극 구조체 하부에, 상기 제1 핀형 패턴의 프로파일, 상기 제1 필드 절연막의 상면 및 상기 제2 핀형 패턴의 프로파일을 따라 연장되는 게이트 절연막을 더 포함하고, 상기 제1 일함수 조절막 및 상기 제2 일함수 조절막은 각각 상기 게이트 절연막과 접촉한다.In some embodiments of the present invention, a gate insulating layer extending along the profile of the first fin-shaped pattern, the upper surface of the first field insulating layer, and the profile of the second fin-shaped pattern is further included under the first gate electrode structure, , the first work function control layer and the second work function control layer contact the gate insulating layer, respectively.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 서로 인접하는 제3 핀형 패턴 및 제4 핀형 패턴과, 상기 제3 핀형 패턴과 상기 제4 핀형 패턴 사이에, 상기 제3 핀형 패턴 및 상기 제4 핀형 패턴의 일부를 덮는 제2 필드 절연막과, 상기 게이트 절연막 상에, 상기 제3 핀형 패턴, 상기 제2 필드 절연막 및 상기 제4 핀형 패턴을 가로지르는 제2 게이트 전극 구조체를 더 포함하고, 상기 제2 게이트 전극 구조체는 서로 직접 접촉하는 제2 p형 게이트 전극과 제2 n형 게이트 전극을 포함하고, 상기 제2 p형 게이트 전극과 상기 제2 n형 게이트 전극의 접촉면은 상기 제3 핀형 패턴보다 상기 제4 핀형 패턴에 가깝다.In some embodiments of the present invention, a third fin-shaped pattern and a fourth fin-shaped pattern adjacent to each other, and between the third fin-shaped pattern and the fourth fin-shaped pattern, a portion of the third fin-shaped pattern and the fourth fin-shaped pattern is formed a second field insulating layer covering the second field insulating layer; and a second gate electrode structure crossing the third fin-shaped pattern, the second field insulating layer, and the fourth fin-shaped pattern on the gate insulating layer, wherein the second gate electrode structure includes: a second p-type gate electrode and a second n-type gate electrode in direct contact with each other, wherein a contact surface of the second p-type gate electrode and the second n-type gate electrode is larger than the third fin pattern close to
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제1 핀형 패턴 및 상기 제2 핀형 패턴은 SRAM 영역에 형성되고, 상기 제3 핀형 패턴 및 상기 제4 핀형 패턴은 로직 영역에 형성된다.In some embodiments of the present invention, the first fin-shaped pattern and the second fin-shaped pattern are formed in an SRAM region, and the third fin-shaped pattern and the fourth fin-shaped pattern are formed in a logic region.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제1 핀형 패턴 및 상기 제2 핀형 패턴 사이에, 상기 필드 절연막의 상면보다 위로 돌출된 핀형 패턴은 비형성된다.In some embodiments of the present invention, between the first fin-shaped pattern and the second fin-shaped pattern, the fin-shaped pattern protruding above the top surface of the field insulating layer is not formed.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 반도체 장치의 또 다른 태양은 제1 활성 영역과, 제2 활성 영역과, 상기 제1 활성 영역 및 상기 제2 활성 영역 사이에 직접 접촉된 필드 절연막을 포함하는 기판; 상기 기판 상에, 상기 제1 활성 영역, 상기 필드 절연막 및 상기 제2 활성 영역을 가로지르는 트렌치를 포함하는 층간 절연막; 상기 트렌치의 측벽 및 바닥면을 따라 연장되는 게이트 절연막; 및 상기 게이트 절연막 상에, 상기 트렌치를 채우고, 상기 제1 활성 영역, 상기 제2 활성 영역 및 상기 필드 절연막을 가로지르는 게이트 전극 구조체를 포함하고, 상기 게이트 전극 구조체는 서로 직접 접촉하는 p형 게이트 전극과 n형 게이트 전극을 포함하고, 상기 p형 게이트 전극은 상기 제1 활성 영역 및 상기 필드 절연막 상에 연장되고, 상기 n형 게이트 전극은 상기 제2 활성 영역 및 상기 필드 절연막 상에 연장되고, 상기 p형 게이트 전극은 상기 게이트 절연막을 따라 연장되는 제1 TiN막과, 상기 제1 TiN막 상의 제1 상부 게이트 전극을 포함하고, 상기 n형 게이트 전극은 상기 게이트 절연막을 따라 연장되고 상기 제1 TiN막과 직접 접촉하는 제2 TiN막과, 상기 제2 TiN막 상의 제2 상부 게이트 전극을 포함하고, 상기 필드 절연막 상에서 상기 제1 상부 게이트 전극의 두께는, 상기 필드 절연막 상에서 상기 제2 상부 게이트 전극의 두께보다 작고, 상기 제1 TiN막과 상기 필드 절연막이 중첩되는 폭은, 상기 제2 TiN막과 상기 필드 절연막이 중첩되는 폭과 다르다.Another aspect of the semiconductor device of the present invention for solving the above problems is a substrate including a first active region, a second active region, and a field insulating film in direct contact between the first active region and the second active region ; an interlayer insulating layer on the substrate, the interlayer insulating layer including a trench crossing the first active region, the field insulating layer, and the second active region; a gate insulating layer extending along sidewalls and bottom surfaces of the trench; and a gate electrode structure on the gate insulating layer, filling the trench, and crossing the first active region, the second active region, and the field insulating layer, wherein the gate electrode structure is in direct contact with each other. and an n-type gate electrode, wherein the p-type gate electrode extends over the first active region and the field insulating layer, the n-type gate electrode extends over the second active region and the field insulating layer, and The p-type gate electrode includes a first TiN layer extending along the gate insulating layer and a first upper gate electrode on the first TiN layer, the n-type gate electrode extending along the gate insulating layer and the first TiN layer a second TiN film in direct contact with the film and a second upper gate electrode on the second TiN film, wherein a thickness of the first upper gate electrode on the field insulating film is equal to that of the second upper gate electrode on the field insulating film is smaller than a thickness of , and the overlapping width of the first TiN layer and the field insulating layer is different from the overlapping width of the second TiN layer and the field insulating layer.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제1 TiN막의 두께는 상기 제2 TiN막의 두께보다 크다.In some embodiments of the present invention, a thickness of the first TiN layer is greater than a thickness of the second TiN layer.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제1 TiN막과 상기 필드 절연막이 중첩되는 폭은, 상기 제2 TiN막과 상기 필드 절연막이 중첩되는 폭보다 크다.In some embodiments of the present invention, an overlapping width of the first TiN layer and the field insulating layer is greater than an overlapping width of the second TiN layer and the field insulating layer.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제1 TiN막과 상기 필드 절연막이 중첩되는 폭은, 상기 제2 TiN막과 상기 필드 절연막이 중첩되는 폭보다 작다.In some embodiments of the present invention, an overlapping width of the first TiN layer and the field insulating layer is smaller than an overlapping width of the second TiN layer and the field insulating layer.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제1 활성 영역은 SRAM의 풀업 트랜지스터 형성 영역이고, 상기 제2 활성 영역은 SRAM의 풀다운 트랜지스터 형성 영역이다.In some embodiments of the present invention, the first active region is a pull-up transistor formation region of an SRAM, and the second active region is a pull-down transistor formation region of an SRAM.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제1 활성 영역 및 상기 제2 활성 영역은 각각 제1 핀형 패턴 및 제2 핀형 패턴이다.In some embodiments of the present invention, the first active region and the second active region are a first fin-shaped pattern and a second fin-shaped pattern, respectively.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다. Other specific details of the invention are included in the detailed description and drawings.
도 1은 본 발명의 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치를 설명하기 위한 평면도이다.
도 2a 및 도 2b는 도 1의 A - A를 따라 절단한 단면도들이다.
도 3a 및 도 3b는 도 1의 B - B 및 C - C를 따라서 절단한 단면도들이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치를 설명하기 위한 도면들이다.
도 6은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치를 설명하기 위한 도면들이다.
도 7은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치를 설명하기 위한 평면도이다.
도 9는 도 8의 A - A를 따라 절단한 단면도이다.
도 10a는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 10b는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치를 설명하기 위한 평면도이다.
도 12는 도 11의 A - A를 따라 절단한 단면도이다.
도 13은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 본 발명의 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치를 설명하기 위한 평면도이다.
도 15는 도 14의 A - A를 따라 절단한 단면도이다.
도 16은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치를 설명하기 위한 평면도이다.
도 18은 도 17의 A - A 및 D - D를 따라 절단한 단면도이다.
도 19는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 20은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 21은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치를 설명하기 위한 평면도이다.
도 22는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치를 설명하기 위한 평면도이다.
도 23은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치를 설명하기 위한 평면도이다.
도 24는 도 23의 A - A 및 D - D를 따라 절단한 단면도이다.
도 25는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 26은 본 발명의 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치를 설명하기 위한 평면도이다.
도 27은 도 26의 A - A 및 D - D를 따라 절단한 단면도이다.
도 28은 본 발명의 실시예들에 따른 반도체 장치를 포함하는 SoC 시스템의 블록도이다.1 is a plan view illustrating a semiconductor device according to some embodiments of the present invention.
2A and 2B are cross-sectional views taken along line A - A of FIG. 1 .
3A and 3B are cross-sectional views taken along lines B - B and C - C of FIG. 1 .
4 and 5 are diagrams for explaining a semiconductor device according to some embodiments of the present invention.
6 is a diagram for explaining a semiconductor device according to some embodiments of the present invention.
7 is a view for explaining a semiconductor device according to some embodiments of the present invention.
8 is a plan view illustrating a semiconductor device according to some embodiments of the present invention.
9 is a cross-sectional view taken along line A - A of FIG. 8 .
10A is a diagram for explaining a semiconductor device according to some embodiments of the present invention.
10B is a diagram for describing a semiconductor device according to some embodiments of the present invention.
11 is a plan view illustrating a semiconductor device according to some embodiments of the present invention.
12 is a cross-sectional view taken along line A - A of FIG. 11 .
13 is a diagram for describing a semiconductor device according to some embodiments of the present invention.
14 is a plan view illustrating a semiconductor device according to some embodiments of the present invention.
15 is a cross-sectional view taken along line A - A of FIG. 14 .
16 is a diagram for describing a semiconductor device according to some embodiments of the present invention.
17 is a plan view illustrating a semiconductor device according to some embodiments of the present invention.
18 is a cross-sectional view taken along lines A - A and D - D of FIG. 17 .
19 is a diagram for describing a semiconductor device according to some embodiments of the present invention.
20 is a diagram for describing a semiconductor device according to some embodiments of the present invention.
21 is a plan view illustrating a semiconductor device according to some embodiments of the present invention.
22 is a plan view illustrating a semiconductor device according to some embodiments of the present invention.
23 is a plan view illustrating a semiconductor device according to some embodiments of the present invention.
24 is a cross-sectional view taken along lines A - A and D - D of FIG. 23 .
25 is a diagram for describing a semiconductor device according to some embodiments of the present invention.
26 is a plan view for explaining a semiconductor device according to some embodiments of the present invention.
27 is a cross-sectional view taken along lines A - A and D - D of FIG. 26 .
28 is a block diagram of an SoC system including a semiconductor device according to embodiments of the present invention.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 도면에서 층 및 영역들의 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장된 것일 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. Advantages and features of the present invention and methods of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in a variety of different forms, only these embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and common knowledge in the technical field to which the present invention belongs It is provided to fully inform the possessor of the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Relative sizes of layers and regions in the drawings may be exaggerated for clarity of explanation. Like reference numerals refer to like elements throughout.
하나의 소자(elements)가 다른 소자와 "접속된(connected to)" 또는 "커플링된(coupled to)" 이라고 지칭되는 것은, 다른 소자와 직접 연결 또는 커플링된 경우 또는 중간에 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 하나의 소자가 다른 소자와 "직접 접속된(directly connected to)" 또는 "직접 커플링된(directly coupled to)"으로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자를 개재하지 않은 것을 나타낸다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. When an element is referred to as “connected to” or “coupled to” with another element, it means that it is directly connected or coupled to another element, or with the other element intervening. including all cases. On the other hand, when one element is referred to as “directly connected to” or “directly coupled to” with another element, it indicates that another element is not interposed therebetween. Like reference numerals refer to like elements throughout. “And/or” includes each and every combination of one or more of the recited items.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다. Reference to an element or layer “on” or “on” another element or layer includes not only directly on the other element or layer, but also with intervening other layers or other elements. include all On the other hand, reference to an element "directly on" or "directly on" indicates that no intervening element or layer is interposed.
비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다. Although first, second, etc. are used to describe various elements, components, and/or sections, it should be understood that these elements, components, and/or sections are not limited by these terms. These terms are only used to distinguish one element, component, or sections from another. Accordingly, it goes without saying that the first element, the first element, or the first section mentioned below may be the second element, the second element, or the second section within the spirit of the present invention.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. The terminology used herein is for the purpose of describing the embodiments and is not intended to limit the present invention. In this specification, the singular also includes the plural, unless specifically stated otherwise in the phrase. As used herein, “comprises” and/or “comprising” refers to the presence of one or more other components, steps, operations and/or elements mentioned. or addition is not excluded.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다. Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used with the meaning commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. In addition, terms defined in a commonly used dictionary are not to be interpreted ideally or excessively unless clearly defined in particular.
본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치에 관한 도면에서는, 예시적으로, 핀형 패턴 형상의 채널 영역을 포함하는 핀형 트랜지스터(FinFET)을 도시하였지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치는 터널링 트랜지스터(tunneling FET), 나노 와이어를 포함하는 트랜지스터, 나노 시트(sheet)를 포함하는 트랜지스터, 또는 3차원(3D) 트랜지스터를 포함할 수 있음은 물론이다. 또한, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치는 양극성 접합(bipolar junction) 트랜지스터, 횡형 이중 확산 트랜지스터(LDMOS) 등을 포함할 수도 있다.In the drawings of semiconductor devices according to some embodiments of the present invention, a fin-type transistor (FinFET) including a channel region having a fin-shaped pattern is illustrated, but the present invention is not limited thereto. Of course, the semiconductor device according to some embodiments of the present invention may include a tunneling transistor (FET), a transistor including a nanowire, a transistor including a nanosheet, or a three-dimensional (3D) transistor. . In addition, the semiconductor device according to some embodiments of the present invention may include a bipolar junction transistor, a lateral double diffusion transistor (LDMOS), or the like.
이하에서, 도 1 내지 도 3을 이용하여, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치에 대해 설명한다. Hereinafter, semiconductor devices according to some embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3 .
도 1은 본 발명의 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치를 설명하기 위한 평면도이다. 도 2a 및 도 2b는 도 1의 A - A를 따라 절단한 단면도이다. 도 3a 및 도 3b는 도 1의 B - B 및 C - C를 따라서 절단한 단면도이다. 1 is a plan view illustrating a semiconductor device according to some embodiments of the present invention. 2A and 2B are cross-sectional views taken along line A - A of FIG. 1 . 3A and 3B are cross-sectional views taken along lines B - B and C - C of FIG. 1 .
참고적으로, 설명의 편의를 위해, 도 1은 제1 활성 영역(10) 및 제2 활성 영역(20)과, 제1 게이트 전극 구조체(50)만을 개략적으로 도시하였다. For reference, for convenience of description, FIG. 1 schematically illustrates only the first
도 1 내지 도 3b를 참고하면, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치는 제1 활성 영역(10), 제2 활성 영역(20) 및 제1 필드 절연막(105)을 포함하는 기판(100)과, 제1 활성 영역(10), 제2 활성 영역(20) 및 제1 필드 절연막(105)을 가로지르는 제1 게이트 전극 구조체(50)를 포함한다.1 to 3B , a semiconductor device according to some embodiments of the present invention includes a
기판(100)은 벌크 실리콘 또는 SOI(silicon-on-insulator)일 수 있다. 이와 달리, 기판(100)은 실리콘 기판일 수도 있고, 또는 다른 물질, 예를 들어, 실리콘게르마늄, SGOI(silicon germanium on insulator), 안티몬화 인듐, 납 텔루르 화합물, 인듐 비소, 인듐 인화물, 갈륨 비소 또는 안티몬화 갈륨을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The
이 후의 설명에서, 설명의 편의성을 위해, 기판(100)은 실리콘을 포함하는 기판인 것으로 설명한다.In the following description, for convenience of description, the
제1 활성 영역(10)과 제2 활성 영역(20)은 제1 필드 절연막(105)에 의해 정의될 수 있다. 제1 활성 영역(10) 및 제2 활성 영역(20)은 공간적으로 이격되어 있지만, 서로 간에 인접하고 있다. The first
제1 활성 영역(10) 및 제2 활성 영역(20)은 제1 방향(X1)으로 길게 연장되는 장방형의 모양일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 제1 활성 영역(10) 및 제2 활성 영역(20)은 서로 장변 방향으로 인접하여, 나란하게 배열될 수 있다.The first
제1 활성 영역(10)은 PMOS가 형성되는 영역이고, 제2 활성 영역(20)은 NMOS가 형성되는 영역이다. 예를 들어, 제1 활성 영역(10)은 SRAM의 풀업(pull up) 트랜지스터가 형성되는 영역이고, 제2 활성 영역(30)은 SRAM의 풀다운(pull down) 트랜지스터 또는 패스(pass) 트랜지스터가 형성되는 영역일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The first
즉, 하나의 게이트 전극 구조체에 의해 게이트 전압이 인가되고 서로 인접하는 PMOS 및 NMOS가 형성되는 영역은 제1 활성 영역(10) 및 제2 활성 영역(20)이 될 수 있음은 물론이다. That is, the regions to which the gate voltage is applied by one gate electrode structure and where the PMOS and NMOS adjacent to each other are formed may be the first
본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치에서, 제1 활성 영역(10) 및 제2 활성 영역(20)은 SRAM 영역에 형성된 것으로 설명한다.In the semiconductor device according to some embodiments of the present invention, the first
제1 필드 절연막(105)은 제1 활성 영역(10) 및 제2 활성 영역(20)을 둘러싸며 형성될 수 있다. 하지만, 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 반도체 장치에서, 제1 필드 절연막(105)은 제1 활성 영역(10) 및 제2 활성 영역(20) 사이에 위치하는 부분을 의미하는 것으로 설명한다. The first
제1 필드 절연막(105)은 제1 활성 영역(10) 및 제2 활성 영역(20) 사이에 배치되고, 제1 활성 영역(10) 및 제2 활성 영역(20)에 직접 접촉될 수 있다. The first
즉, 제1 필드 절연막(105)이 제1 활성 영역(10) 및 제2 활성 영역(20)과 직접 접촉하는 것은 제1 활성 영역(10) 및 제2 활성 영역(20) 사이에는 다른 활성 영역이 개재되지 않는다는 것을 의미한다. That is, when the first
제1 필드 절연막(105)은 예를 들어, 실리콘 산화막, 실리콘 질화막, 실리콘 산질화막 및 이들의 조합 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The first
또한, 제1 필드 절연막(105)은 제1 활성 영역(10) 및 제1 필드 절연막(105)과, 제2 활성 영역(20) 및 제1 필드 절연막(105) 사이에 형성되는 적어도 하나 이상의 필드 라이너막을 더 포함할 수도 있다.In addition, the first
제1 필드 절연막(105)이 필드 라이너막을 더 포함할 경우, 필드 라이너막은 폴리 실리콘, 비정질 실리콘, 실리콘 산질화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산화물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.When the first
제1 활성 영역(10) 및 제2 활성 영역(20) 사이에 위치하는 제1 필드 절연막(105)의 폭은 제1 폭(W1)일 수 있다. 또한, 제1 필드 절연막(105)은 제1 활성 영역(10) 및 제2 활성 영역(20)에서 동일한 거리에 위치하는 제1 중심선(CL1)을 포함한다. A width of the first
즉, 제1 중심선(CL1)으로부터 제1 활성 영역(10)까지의 거리와, 제1 중심선(CL1)으로부터 제2 활성 영역(20)까지의 거리는 서로 동일하고, 제1 필드 절연막(105)의 폭(W1)의 절반일 수 있다. 제1 필드 절연막(105)의 제1 중심선(CL1)은 제1 활성 영역(10) 및 제2 활성 영역(20)과 나란하게 배열될 수 있다.That is, the distance from the first center line CL1 to the first
제1 게이트 전극 구조체(50)는 기판(100) 상에 형성될 수 있다. 제1 게이트 전극 구조체(50)는 제1 활성 영역(10), 제2 활성 영역(20) 및 제1 필드 절연막(105)을 가로지를 수 있다. 제1 게이트 전극 구조체(50)는 제2 방향(Y1)으로 길게 연장될 수 있다.The first
제1 게이트 전극 구조체(50)는 제1 게이트 전극(120) 및 제2 게이트 전극(220)을 포함한다. 제1 게이트 전극(120) 및 제2 게이트 전극(220)은 서로 접촉하고, 구체적으로, 직접 접촉한다.The first
제1 게이트 전극(120)은 p형 금속성 게이트 전극이고, 제1 활성 영역(10) 및 제1 필드 절연막(105) 상에 형성될 수 있다. 제2 게이트 전극(220)은 n형 금속성 게이트 전극이고, 제2 활성 영역(20) 및 제1 필드 절연막(105) 상에 형성될 수 있다. The
제1 활성 영역(10)과 제1 게이트 전극 구조체(50)가 교차하는 영역에는 제1 트랜지스터(10p)가 형성되고, 제2 활성 영역(20)과 제1 게이트 전극 구조체(50)가 교차하는 영역에는 제2 트랜지스터(10n)가 형성될 수 있다. 제1 트랜지스터(10p)는 p형 트랜지스터이고, 제2 트랜지스터(10n)는 n형 트랜지스터일 수 있다.A
즉, 서로 다른 도전형의 제1 트랜지스터(10p) 및 제2 트랜지스터(10n)는 제1 게이트 전극 구조체(50)를 공유할 수 있다. That is, the
제1 게이트 전극(120)은 제1 필드 절연막(105) 상으로 연장되므로, 제1 활성 영역(10)뿐만 아니라, 제1 필드 절연막(105)의 일부와 오버랩된다. Since the
제2 게이트 전극(220)은 제1 게이트 전극(120)과 직접 접촉하므로, 제2 게이트 전극(220)은 제2 활성 영역(20)뿐만 아니라, 제1 게이트 전극(120)과 오버랩되지 않는 제1 필드 절연막(105)의 나머지와 오버랩될 수 있다.Since the
제1 게이트 전극 구조체(50)는 제1 게이트 전극(120) 및 제2 게이트 전극(220)가 접촉하는 제1 접촉면(MI1)을 포함한다. 제1 게이트 전극(120) 및 제2 게이트 전극(220)가 접촉하는 제1 접촉면(MI1)은 제1 필드 절연막(105) 상에 위치한다. The first
제1 게이트 전극(120) 및 제2 게이트 전극(220) 사이의 제1 접촉면(MI1)은 제1 필드 절연막(105)의 제1 중심선(CL1)과 일치하지 않을 수 있다. 다르게 말하면, 제1 게이트 전극(120) 및 제2 게이트 전극(220) 사이의 제1 접촉면(MI1)은 제1 활성 영역(10)보다 제2 활성 영역(20)에 근접할 수도 있고, 제2 활성 영역(20)보다 제1 활성 영역(10)에 근접할 수도 있다.The first contact surface MI1 between the
도 1을 이용하여 설명하는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치에서, 제1 게이트 전극(120) 및 제2 게이트 전극(220) 사이의 제1 접촉면(MI1)은 제1 활성 영역(10)보다 제2 활성 영역(20)에 근접하여 위치할 수 있다. In the semiconductor device according to some exemplary embodiments described with reference to FIG. 1 , the first contact surface MI1 between the
도 1에서, 제1 활성 영역(10), 제1 중심선(CL1), 제1 접촉면(MI1) 및 제2 활성 영역(20)의 순서로 배열되므로, 제2 게이트 전극(220)은 제1 필드 절연막(105)의 제1 중심선(CL1)과 오버랩되지 않는다. 즉, 제1 접촉면(MI1)은 제2 활성 영역(20)과 제1 필드 절연막(105)의 제1 중심선(CL1) 사이에 위치한다.In FIG. 1 , since the first
제1 활성 영역(10)은 p형 트랜지스터의 채널 영역을 포함하고, 제2 활성 영역(20)은 n형 트랜지스터의 채널 영역을 포함한다. 이 때, 제1 게이트 전극(120) 및 제2 게이트 전극(220) 사이의 제1 접촉면(MI1)은 제1 활성 영역(10)보다 제2 활성 영역(20)에 근접하여 위치하므로, 제1 접촉면(MI1)은 p형 트랜지스터의 채널 영역보다 n형 트랜지스터의 채널 영역에 더 가깝다.The first
다르게 설명하면, 제1 게이트 전극(120) 중, 제1 필드 절연막(105) 상으로 연장되는 제1 게이트 전극(120)의 폭은 제1 중첩폭(overlapping width)(W11)이다. 즉, 제1 접촉면(MI1)에서 제1 활성 영역(10)의 경계까지 제1 게이트 전극(120)의 폭은 제1 중첩폭(W11)이다. In other words, among the
제2 게이트 전극(220) 중, 제1 필드 절연막(105) 상으로 연장되는 제2 게이트 전극(220)의 폭은 제2 중첩폭(W12)이다. 즉, 제1 접촉면(MI1)에서 제2 활성 영역(20)의 경계까지 제2 게이트 전극(220)의 폭은 제2 중첩폭(W12)이다. Among the
제1 게이트 전극(120) 및 제2 게이트 전극(220) 사이의 제1 접촉면(MI1)은 제1 필드 절연막(105)의 제1 중심선(CL1)과 일치하지 않으므로, 제1 중첩폭(W11)은 제2 중첩폭(W12)과 다르다.Since the first contact surface MI1 between the
도 1을 이용하여 설명하는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치에서, 제1 게이트 전극(120) 및 제2 게이트 전극(220) 사이의 제1 접촉면(MI1)은 제1 활성 영역(10)보다 제2 활성 영역(20)에 근접하여 위치하므로, 제1 중첩폭(W11)은 제2 중첩폭(W12)보다 크다.In the semiconductor device according to some exemplary embodiments described with reference to FIG. 1 , the first contact surface MI1 between the
제1 필드 절연막(105)과 오버랩되는 제1 게이트 전극(120)의 폭(W11)은 제1 필드 절연막(105)과 오버랩되는 제2 게이트 전극(220)의 폭(W12)보다 크다.The width W11 of the
또한, 제1 게이트 전극(120) 및 제2 게이트 전극(220)은 서로 직접 접촉하므로, 제1 필드 절연막(105)과 오버랩되는 제1 게이트 전극(120)의 폭(W11)과, 제1 필드 절연막(105)과 오버랩되는 제2 게이트 전극(220)의 폭(W12)의 합은 제1 필드 절연막(105)의 폭(W1)와 동일할 수 있다.In addition, since the
제1 게이트 전극(120) 및 제2 게이트 전극(220)의 구조에 대해서는 이하 상술한다.The structures of the
층간 절연막(190)은 기판(100) 상에 형성될 수 있다. 층간 절연막(190)은 제1 트렌치(50t)를 포함할 수 있다.The interlayer insulating
제1 트렌치(50t)는 제1 활성 영역(10), 제1 필드 절연막(105) 및 제2 활성 영역(20)을 가로지를 수 있다. 즉, 제1 트렌치(50t)는 제1 활성 영역(10) 및 제2 활성 영역(20)과 교차할 수 있다. 제1 트렌치(50t)는 제2 방향(Y1)으로 길게 연장될 수 있다.The
층간 절연막(190)은 예를 들어, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물 및 저유전율 물질 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 저유전율 물질은 예를 들어, FOX(Flowable Oxide), TOSZ(Torene SilaZene), USG(Undoped Silica Glass), BSG(Borosilica Glass), PSG(PhosphoSilica Glass), BPSG(BoroPhosphoSilica Glass), PETEOS(Plasma Enhanced Tetra Ethyl Ortho Silicate), FSG(Fluoride Silicate Glass), CDO(Carbon Doped silicon Oxide), Xerogel, Aerogel, Amorphous Fluorinated Carbon, OSG(Organo Silicate Glass), Parylene, BCB(bis-benzocyclobutenes), SiLK, polyimide, porous polymeric material 또는 이들의 조합을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The interlayer insulating
제1 스페이서(55)는 기판(100) 상에 형성될 수 있다. 제1 스페이서(55)는 제1 트렌치(50t)를 정의할 수 있다. 제1 스페이서(55)는 제1 게이트 전극 구조체(50)의 측벽 상에 형성될 수 있다.The
제1 게이트 전극 구조체(50)가 제2 방향(Y1)으로 길게 연장된다. 이에 따라, 제1 게이트 전극 구조체(50)는 제2 방향(Y1)으로 연장되는 장변과, 제1 방향(X1)으로 연장되는 단변을 포함한다. The first
도 2a 내지 도 3b에서, 제1 스페이서(55)는 제1 게이트 전극 구조체(50)의 장변을 포함하는 측벽 및 제1 게이트 전극 구조체(50)의 단변을 포함하는 측벽 상에 모두 형성되는 것으로 도시하였지만, 이에 제한되는 것은 아니다.2A to 3B , the
도 2a 내지 도 3b에서 도시된 것과 달리, 제1 스페이서(55)는 제1 게이트 전극 구조체(50)의 장변을 포함하는 측벽 상에 형성되지만, 제1 게이트 전극 구조체(50)의 단변을 포함하는 측벽 상에는 형성되지 않을 수 있다. 2A to 3B , the
또는, 제1 게이트 전극 구조체(50)의 장변을 포함하는 측벽 상에 형성된 제1 스페이서(55)의 두께는 제1 게이트 전극 구조체(50)의 단변을 포함하는 측벽 상에 형성된 제1 스페이서(55)의 두께와 다를 수 있다.Alternatively, the thickness of the
제1 스페이서(55)는 예를 들어, 실리콘 질화물(SiN), 실리콘 산질화물(SiON), 실리콘 산화물(SiO2), 실리콘 산탄질화물(SiOCN) 및 이들의 조합 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The
제1 스페이서(55)는 단일막인 것으로 도시되었지만, 설명의 편의성을 위한 것일 뿐, 이에 제한되는 것은 아니다. 제1 스페이서(55)가 복수의 막일 경우, 제1 스페이서(55)에 포함된 막 중 적어도 하나의 막은 실리콘 산탄질화물(SiOCN)과 같은 저유전율 물질을 포함할 수 있다. Although the
또한, 제1 스페이서(55)가 복수의 막일 경우, 제1 스페이서(55)에 포함된 막 중 적어도 하나의 막은 L자 모양의 형상을 가질 수 있다.Also, when the
경우에 따라, 제1 스페이서(55)는 자기 정렬 컨택(Self Aligned Contact)을 형성하기 위한 가이드 역할을 할 수 있다. 이에, 제1 스페이서(55)는 층간 절연막(190)에 대한 식각 선택비를 갖는 물질을 포함할 수 있다. In some cases, the
제1 게이트 절연막(130) 및 제2 게이트 절연막(230)은 기판(100) 상에 형성될 수 있다. 제1 게이트 절연막(130)은 제1 활성 영역(10) 및 제1 필드 절연막(105)의 상에 형성될 수 있다. 제2 게이트 절연막(230)은 제2 활성 영역(20) 및 제1 필드 절연막(105) 상에 형성될 수 있다. The first
제1 게이트 절연막(130) 및 제2 게이트 절연막(230)은 제1 트렌치(50t)의 측벽 및 바닥면을 따라 연장될 수 있다. 제1 트렌치(50t)의 바닥면을 따라 연장되는 제1 및 제2 게이트 절연막(130, 230)은 제1 활성 영역(10), 제1 필드 절연막(105) 및 제2 활성 영역(20)을 가로지를 수 있다.The first
제1 게이트 절연막(130) 및 제2 게이트 절연막(230)은 제1 게이트 전극 구조체(50)의 제1 접촉면(MI1)에 의해 구분될 수 있다. 제1 게이트 절연막(130) 및 제2 게이트 절연막(230)은 동일 레벨에서 형성된다. 여기서, "동일 레벨"이라 함은 동일한 제조 공정에 의해 형성되는 것을 의미하는 것이다.The first
제1 게이트 절연막(130) 및 제2 게이트 절연막(230)은 각각 고유전율 절연막을 포함할 수 있다. 고유전율 절연막은 예를 들어, 하프늄 산화물(hafnium oxide), 하프늄 실리콘 산화물(hafnium silicon oxide), 하프늄 알루미늄 산화물(hafnium aluminum oxide), 란타늄 산화물(lanthanum oxide), 란타늄 알루미늄 산화물(lanthanum aluminum oxide), 지르코늄 산화물(zirconium oxide), 지르코늄 실리콘 산화물(zirconium silicon oxide), 탄탈륨 산화물(tantalum oxide), 티타늄 산화물(titanium oxide), 바륨 스트론튬 티타늄 산화물(barium strontium titanium oxide), 바륨 티타늄 산화물(barium titanium oxide), 스트론튬 티타늄 산화물(strontium titanium oxide), 이트륨 산화물(yttrium oxide), 알루미늄 산화물(aluminum oxide), 납 스칸듐 탄탈륨 산화물(lead scandium tantalum oxide), 또는 납 아연 니오브산염(lead zinc niobate) 중에서 하나 이상을 포함할 수 있다.Each of the first
또한, 고유전율 절연막은 산화물을 중심으로 설명하였지만, 이와 달리, 고유전율 절연막은 상술한 금속성 물질의 질화물(일 예로, 하프늄 질화물(hafnium nitride)) 또는 산질화물(일 예로, 하프늄 산질화물(hafnium oxynitride) 중 하나 이상을 포함할 수도 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.In addition, although the high-k insulating layer has been described with the focus on oxide, the high-k insulating layer is different from the above-described metallic material nitride (eg, hafnium nitride) or oxynitride (eg, hafnium oxynitride). ), but is not limited thereto.
도 2a 및 도 3a와 달리, 도 2b 및 도 3b에서, 제1 게이트 절연막(130)과 제1 활성 영역(10) 사이 및 제2 게이트 절연막(230)과 제2 활성 영역(20) 사이에 제1 계면막(interfacial layer)(131) 및 제2 계면막(231)가 각각 형성될 수 있다. Unlike FIGS. 2A and 3A , in FIGS. 2B and 3B , between the first
형성하는 방법에 따라, 제1 및 제2 계면막(131, 231)은 제1 활성 영역(10) 및 제2 활성 영역(20) 상에만 형성될 수도 있고, 제1 트렌치(50t)의 측벽 및 바닥면(즉, 제1 필드 절연막(105) 상면 및 제1 스페이서(55)의 측벽)을 따라 형성될 수도 있다. Depending on the formation method, the first and second
기판(100)의 종류 또는 제1 및 제2 게이트 절연막(130, 230)의 종류 등에 따라, 제1 및 제2 계면막(131, 231)은 다른 물질을 포함할 수 있다. 기판(100)이 실리콘 기판일 경우, 제1 및 제2 계면막(131, 231)은 예를 들어, 실리콘 산화물을 포함할 수 있다.Depending on the type of the
도 2b 및 도 3b에서, 제1 및 제2 계면막(131, 231)의 상면은 제1 필드 절연막(105)의 상면과 동일 평면에 놓이는 것으로 도시하였지만, 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 이에 제한되는 것은 아니다.In FIGS. 2B and 3B , top surfaces of the first and second interface layers 131 and 231 are illustrated as being on the same plane as the top surfaces of the first
제1 게이트 전극 구조체(50)는 제1 게이트 절연막(130) 및 제2 게이트 절연막(230) 상에 형성될 수 있다. 제1 게이트 절연막(130) 및 제2 게이트 절연막(230)은 제1 게이트 전극 구조체(50)와 기판(100) 사이에 형성될 수 있다. 제1 게이트 절연막(130) 및 제2 게이트 절연막(230)은 제1 게이트 전극 구조체(50) 하부에 형성될 수 있다. The first
제1 게이트 전극 구조체(50)는 제1 트렌치(50t)를 채울 수 있다. 제1 게이트 전극 구조체(50)의 상면은 제1 스페이서(55)의 상면 및 층간 절연막(190)의 상면과 동일 평면에 놓일 수 있다. The first
제1 게이트 전극(120)은 제1 게이트 절연막(130) 상에 순차적으로 형성된 제1 하부 도전막(125)과, 제1 식각 방지막(124)과, 제1 일함수 조절막(121)과, 제1 삽입막(122)과, 제1 필링막(123)을 포함할 수 있다.The
제2 게이트 전극(220)은 제2 게이트 절연막(230) 상에 순차적으로 형성된 제2 하부 도전막(225)과, 제2 식각 방지막(224)과, 제2 일함수 조절막(221)과, 제2 삽입막(222)과, 제2 필링막(223)을 포함할 수 있다. The
제1 하부 도전막(125) 및 제2 하부 도전막(225)은 제1 및 제2 게이트 절연막(130, 230) 상에 형성될 수 있다. 제1 하부 도전막(125)은 제1 게이트 절연막(130)과 접하고, 제2 하부 도전막(225)은 제2 게이트 절연막(230)과 접할 수 있다.The first lower
제1 하부 도전막(125)은 제1 활성 영역(10) 및 제1 필드 절연막(105) 상에 형성될 수 있다. 제2 하부 도전막(225)은 제2 활성 영역(20) 및 제1 필드 절연막(105) 상에 형성될 수 있다. The first lower
제1 하부 도전막(125) 및 제2 하부 도전막(225)은 제1 트렌치(50t)의 측벽 및 바닥면을 따라 연장될 수 있다. 제1 하부 도전막(125)은 제1 게이트 절연막(130)의 프로파일을 따라 연장되고, 제2 하부 도전막(225)은 제2 게이트 절연막(230)의 프로파일을 따라 연장될 수 있다. The first lower
제1 하부 도전막(125) 및 제2 하부 도전막(225)은 제1 게이트 전극 구조체(50)의 제1 접촉면(MI1)에 의해 구분될 수 있다. The first lower
제1 하부 도전막(125) 및 제2 하부 도전막(225)은 동일한 물질을 포함할 수 있다. 제1 하부 도전막(125) 및 제2 하부 도전막(225)은 예를 들어, TiN를 포함할 수 있다.The first lower
제1 식각 방지막(124) 및 제2 식각 방지막(224)은 제1 및 제2 하부 도전막(125, 225) 상에 형성될 수 있다. 제1 식각 방지막(124)은 제1 활성 영역(10) 및 제1 필드 절연막(105) 상에 형성될 수 있다. 제2 식각 방지막(224)은 제2 활성 영역(20) 및 제1 필드 절연막(105) 상에 형성될 수 있다. The first
제1 식각 방지막(124) 및 제2 식각 방지막(224)은 제1 트렌치(50t)의 측벽 및 바닥면을 따라 연장될 수 있다. 제1 식각 방지막(124)은 제1 하부 도전막(125)의 프로파일을 따라 연장되고, 제2 식각 방지막(224)은 제2 하부 도전막(225)의 프로파일을 따라 연장될 수 있다. The first
제1 식각 방지막(124) 및 제2 식각 방지막(224)은 제1 게이트 전극 구조체(50)의 제1 접촉면(MI1)에 의해 구분될 수 있다. 제1 식각 방지막(124) 및 제2 식각 방지막(224)은 동일 레벨에서 형성될 수 있다. 제1 활성 영역(10) 상의 제1 식각 방지막(124)의 두께는 제2 활성 영역(20) 상의 제2 식각 방지막(224)의 두께는 실질적으로 동일할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.The first
제1 식각 방지막(124) 및 제2 식각 방지막(224)은 동일한 물질을 포함할 수 있다. 제1 식각 방지막(124) 및 제2 식각 방지막(224)은 예를 들어, TaN를 포함할 수 있다. The first
제1 일함수 조절막(121) 및 제2 일함수 조절막(221)은 제1 및 제2 식각 방지막(124, 224) 상에 형성될 수 있다. 제1 일함수 조절막(121)은 제1 식각 방지막(124)과 접촉하고, 제2 일함수 조절막(221)은 제2 식각 방지막(224)과 접촉할 수 있다. The first work
제1 일함수 조절막(121)은 제1 활성 영역(10) 및 제1 필드 절연막(105) 상에 형성될 수 있다. 제2 일함수 조절막(221)은 제2 활성 영역(20) 및 제1 필드 절연막(105) 상에 형성될 수 있다. 제1 일함수 조절막(121) 및 제2 일함수 조절막(221)은 서로 간에 직접 접촉할 수 있다.The first work
제1 일함수 조절막(121) 및 제2 일함수 조절막(221)은 제1 트렌치(50t)의 측벽 및 바닥면을 따라 연장될 수 있다. 제1 일함수 조절막(121)은 제1 게이트 절연막(130) 및 제1 식각 방지막(124)의 프로파일을 따라 연장되고, 제2 일함수 조절막(221)은 제2 게이트 절연막(230) 및 제2 식각 방지막(224)의 프로파일을 따라 연장될 수 있다.The first work
제1 일함수 조절막(121) 및 제2 일함수 조절막(221)은 동일한 물질을 포함할 수 있다. 좀 더 구체적으로, 제1 일함수 조절막(121) 및 제2 일함수 조절막(221)은 동일한 물질막일 수 있다. 제1 일함수 조절막(121) 및 제2 일함수 조절막(221)은 예를 들어, TiN를 포함할 수 있다. The first work
제1 일함수 조절막(121)의 두께(t11)는 제2 일함수 조절막(221)의 두께(t21)와 다를 수 있다. 예를 들어, 제1 일함수 조절막(121)의 두께(t11)는 제2 일함수 조절막(221)의 두께(t21)보다 클 수 있다. A thickness t11 of the first work
즉, p형 게이트 전극에 포함된 제1 일함수 조절막(121)의 두께(t11)가 n형 게이트 전극에 포함된 제2 일함수 조절막(221)의 두께(t21)보다 클 수 있다. 예를 들어, 제1 일함수 조절막(121)의 두께(t11)는 제1 활성 영역(10) 상에서의 두께이고, 제2 일함수 조절막(221)의 두께(t21)는 제2 활성 영역(20) 상에서의 두께일 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. That is, the thickness t11 of the first work
제1 게이트 전극(120) 및 제2 게이트 전극(220) 사이의 제1 접촉면(MI1)은 서로 두께가 다른 제1 일함수 조절막(121) 및 제2 일함수 조절막(221) 사이에서 정의된다. 즉, 제1 필드 절연막(105) 상에 연장된 제1 일함수 조절막(121) 및 제2 일함수 조절막(221) 사이를 경계로 하여, 기판(100)의 법선을 따라 제1 게이트 전극 구조체(50)를 절단할 경우, 제1 게이트 전극(120)과 제2 게이트 전극(220) 사이의 제1 접촉면(MI1)이 된다.The first contact surface MI1 between the
제1 게이트 전극(120) 및 제2 게이트 전극(220) 사이의 제1 접촉면(MI1)은 제1 일함수 조절막(121) 및 제2 일함수 조절막(221) 사이의 경계로 정의되므로, 제1 일함수 조절막(121)과 제1 필드 절연막(105)이 중첩되는 폭(W11)은 제2 일함수 조절막(221)과 제1 필드 절연막(105)이 중첩되는 폭(W12)과 다르다. Since the first contact surface MI1 between the
도 1 내지 도 2b에서, 제1 게이트 전극(120) 및 제2 게이트 전극(220) 사이의 제1 접촉면(MI1)은 제1 활성 영역(10)보다 제2 활성 영역(20)에 근접하여 위치하므로, 제1 일함수 조절막(121)과 제1 필드 절연막(105)이 중첩되는 폭(W11)은 제2 일함수 조절막(221)과 제1 필드 절연막(105)이 중첩되는 폭(W12)보다 크다. 1 to 2B , the first contact surface MI1 between the
덧붙여, 제1 활성 영역(10), 제1 중심선(CL1), 제1 접촉면(MI1) 및 제2 활성 영역(20)의 순서로 배열되므로, 제2 일함수 조절막(221)은 제1 필드 절연막(105)의 제1 중심선(CL1)과 오버랩되지 않는다. In addition, since the first
제1 삽입막(122) 및 제2 삽입막(222)은 제1 및 제2 일함수 조절막(121, 221) 상에 형성될 수 있다. 제1 삽입막(122) 및 제2 삽입막(222)은 서로 간에 직접 접촉할 수 있다. The
제1 삽입막(122)은 제1 활성 영역(10) 및 제1 필드 절연막(105) 상에 형성될 수 있다. 제2 삽입막(222)은 제2 활성 영역(20) 및 제1 필드 절연막(105) 상에 형성될 수 있다. The
제1 삽입막(122) 및 제2 삽입막(222)은 제1 트렌치(50t)의 측벽 및 바닥면을 따라 연장될 수 있다. 제1 삽입막(122) 및 제2 삽입막(222)은 서로 직접 접촉하는 제1 및 제2 일함수 조절막(121, 221)의 프로파일을 따라 연장될 수 있다. The
제1 삽입막(122) 및 제2 삽입막(222)은 제1 게이트 전극 구조체(50)의 제1 접촉면(MI1)에 의해 구분될 수 있다. 제1 삽입막(122) 및 제2 삽입막(222)은 동일 레벨에서 형성될 수 있다.The
제1 삽입막(122)의 두께(t12)는 제2 삽입막(222)의 두께(t22)와 실질적으로 동일할 수 있다. 예를 들어, 제1 삽입막(122)의 두께(t12)는 제1 활성 영역(10) 상에서의 두께이고, 제2 삽입막(222)의 두께(t22)는 제2 활성 영역(20) 상에서의 두께일 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.A thickness t12 of the
제1 삽입막(122) 및 제2 삽입막(222)은 동일한 물질을 포함할 수 있다. 제1 식각 방지막(124) 및 제2 식각 방지막(224)은 예를 들어, Ti, TiAl, TiAlN, TiAlC, TiAlCN 중 하나를 포함할 수 있다. The
본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치에서, 제1 삽입막(122) 및 제2 삽입막(222)은 TiAl를 포함하는 막으로 설명한다.In the semiconductor device according to some embodiments of the present invention, the first interposed
제1 필링막(123) 및 제2 필링막(223)은 제1 및 제2 삽입막(122, 222) 상에 형성될 수 있다. 제1 필링막(123) 및 제2 필링막(223)은 서로 간에 직접 접촉할 수 있다. The
제1 필링막(123)은 제1 활성 영역(10) 및 제1 필드 절연막(105) 상에 형성될 수 있다. 제2 필링막(223)은 제2 활성 영역(20) 및 제1 필드 절연막(105) 상에 형성될 수 있다.The
제1 필링막(123) 및 제2 필링막(223)은 제1 게이트 전극 구조체(50)의 제1 접촉면(MI1)에 의해 구분될 수 있다. 제1 필링막(123) 및 제2 필링막(223)은 동일 레벨에서 형성될 수 있다. The
제1 필링막(123) 및 제2 필링막(223)은 동일한 물질을 포함할 수 있다. 제1 필링막(123) 및 제2 필링막(223)은 예를 들어, W, Al, Co, Cu, Ru, Ni, Pt, Ni-Pt, TiN 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The
제1 일함수 조절막(121) 상의 제1 삽입막(122) 및 제1 필링막(123)은 제1 상부 게이트 전극일 수 있고, 제2 일함수 조절막(221) 상의 제2 삽입막(222) 및 제2 필링막(223)은 제2 상부 게이트 전극일 수 있다.The
제1 상부 게이트 전극(122, 123)의 두께(h1)는 층간 절연막(190)의 상면으로부터 제1 트렌치(50t)의 바닥면의 제1 일함수 조절막(121)까지의 거리이고, 제2 상부 게이트 전극(222, 223)의 두께(h2)는 층간 절연막(190)의 상면으로부터 제1 트렌치(50t)의 바닥면의 제2 일함수 조절막(221)까지 거리일 수 있다. The thickness h1 of the first
이 때, 제1 필드 절연막(105) 상에서, 제1 상부 게이트 전극(122, 123)의 두께(h1)는 제2 상부 게이트 전극(222, 223)의 두께(h2)와 다를 수 있다. 예를 들어, 제1 상부 게이트 전극(122, 123)의 두께(h1)는 제2 상부 게이트 전극(222, 223)의 두께(h2)보다 작을 수 있다. In this case, on the first
제1 소오스/드레인(150)은 제1 게이트 전극(120)의 양측에 형성되고, 제2 소오스/드레인(250)은 제2 게이트 전극(220)의 양측에 형성될 수 있다. The first source/
제1 소오스/드레인(150) 및 제2 소오스/드레인(250)은 기판(100) 내에 형성된 에피택셜층을 포함하는 것으로 도시하였지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 제1 소오스/드레인(150) 및 제2 소오스/드레인(250)은 기판(100)에 불순물을 주입하여 형성된 불순물 영역일 수도 있다.The first source/
또한, 제1 소오스/드레인(150) 및 제2 소오스/드레인(250)은 기판(100)의 상면보다 위로 돌출된 상면을 포함하는 상승된 소오스/드레인일 수도 있다.In addition, the first source/
도 4 및 도 5는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치를 설명하기 위한 도면들이다. 설명의 편의상, 도 1 내지 도 3b를 이용하여 설명한 것과 다른 점을 위주로 설명한다.4 and 5 are diagrams for explaining a semiconductor device according to some embodiments of the present invention. For convenience of explanation, the points different from those described with reference to FIGS. 1 to 3B will be mainly described.
참고적으로, 도 4는 도 1의 A - A를 따라서 절단한 단면도이고, 도 5는 도 1의 B - B 및 C - C를 따라서 절단한 단면도이다.For reference, FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line A - A of FIG. 1 , and FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line B - B and C - C of FIG. 1 .
도 4 및 도 5를 참고하면, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치에서, 제1 일함수 조절막(121)은 제1 게이트 절연막(130)과 접촉하고, 제2 일함수 조절막(221)은 제2 게이트 절연막(230)과 접촉할 수 있다. 4 and 5 , in the semiconductor device according to some embodiments of the present disclosure, the first work
제1 게이트 전극(120)은 제1 게이트 절연막(130) 상에 순차적으로 형성된 제1 일함수 조절막(121)과, 제1 삽입막(122)과, 제1 필링막(123)을 포함할 수 있다.The
제2 게이트 전극(220)은 제2 게이트 절연막(230) 상에 순차적으로 형성된 제2 일함수 조절막(221)과, 제2 삽입막(222)과, 제2 필링막(223)을 포함할 수 있다.The
제1 게이트 절연막(130)과 제1 일함수 조절막(121) 사이에, 도전성 막이 개재되지 않을 수 있다. 마찬가지로, 제2 게이트 절연막(230)과 제2 일함수 조절막(221) 사이에, 도전성 막이 개재되지 않을 수 있다.A conductive layer may not be interposed between the first
도 6은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치를 설명하기 위한 도면들이다. 설명의 편의상, 도 1 내지 도 3b를 이용하여 설명한 것과 다른 점을 위주로 설명한다.6 is a diagram for explaining a semiconductor device according to some embodiments of the present invention. For convenience of explanation, the points different from those described with reference to FIGS. 1 to 3B will be mainly described.
참고적으로, 도 6은 도 1의 A - A를 따라서 절단한 단면도이다.For reference, FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line A - A of FIG. 1 .
도 6을 참고하면, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치는 캡핑 패턴(60)을 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 6 , the semiconductor device according to some exemplary embodiments may further include a
제1 게이트 전극 구조체(50)는 제1 트렌치(50t)의 일부를 채울 수 있다. 제1 게이트 전극 구조체(50)의 상면은 층간 절연막(190)의 상면보다 기판(100)의 상면에 가까울 수 있다.The first
캡핑 패턴(60)은 제1 게이트 전극 구조체(50) 상에 형성될 수 있다. 다시 말하면, 캡핑 패턴(160)은 제1 상부 게이트 전극(122, 123) 상에 형성될 수 있다. 캡핑 패턴(60)은 제1 게이트 전극 구조체(50)가 채우고 남은 제1 트렌치(50t)의 일부를 채울 수 있다.The
캡핑 패턴(60)은 제1 트렌치(50t)의 일부를 채워서 형성되므로, 캡핑 패턴(60)의 상면은 제1 스페이서(55)의 상면 및 층간 절연막(190)의 상면과 동일 평면에 놓여있을 수 있다.Since the
캡핑 패턴(60)은 자기 정렬 컨택(Self Aligned Contact)을 형성하기 위한 가이드 역할을 할 수 있으므로, 층간 절연막(190)에 대한 식각 선택비를 갖는 물질을 포함할 수 있다. Since the
캡핑 패턴(60)은 예를 들어, 실리콘 질화물(SiN), 실리콘 산질화물(SiON), 실리콘 산화물(SiO2), 실리콘 탄질화물(SiCN), 실리콘 탄화 산질화물(SiOCN) 및 이들의 조합 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The
도시된 것과 달리, 제1 게이트 절연막(130)은 제1 스페이서(55) 및 캡핑 패턴(60) 사이로 연장될 수도 있다. 즉, 서로 마주보는 제1 스페이서(55)의 내측벽 및 캡핑 패턴(60)의 사이에, 제1 게이트 절연막(130)의 일부가 연장되어 있을 수 있다.Unlike the drawings, the first
마찬가지로, 제2 게이트 절연막(230)은 제1 스페이서(55) 및 캡핑 패턴(60) 사이로 연장될 수도 있다.Similarly, the second
도 7은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치를 설명하기 위한 도면이다. 설명의 편의를 위해, 도 1 내지 도 3b를 이용하여 설명한 것과 다른 점을 위주로 설명한다.7 is a view for explaining a semiconductor device according to some embodiments of the present invention. For convenience of description, the points different from those described with reference to FIGS. 1 to 3B will be mainly described.
도 7을 참고하면, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치에서, 제1 게이트 절연막(130) 및 제2 게이트 절연막(230)은 제1 게이트 전극 구조체(50)와 제1 스페이서(55) 사이로 연장되는 부분을 포함하지 않을 수 있다.Referring to FIG. 7 , in the semiconductor device according to some embodiments of the present disclosure, the first
또한, 제1 게이트 전극(120)에서, 제1 하부 도전막(125), 제1 식각 방지막(124)과, 제1 일함수 조절막(121)과, 제1 삽입막(122)은 제1 스페이서(55)의 내측벽을 따라서 연장되는 부분을 포함하지 않을 수 있다.In addition, in the
마찬가지로, 제2 게이트 전극(220)에서, 제2 하부 도전막(225), 제2 식각 방지막(224)과, 제2 일함수 조절막(221)과, 제2 삽입막(222)은 제1 스페이서(55)의 내측벽을 따라서 연장되는 부분을 포함하지 않을 수 있다.Similarly, in the
도 8은 본 발명의 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치를 설명하기 위한 평면도이다. 도 9는 도 8의 A - A를 따라 절단한 단면도이다. 설명의 편의를 위해, 도 1 내지 도 3b를 이용하여 설명한 것과 다른 점을 위주로 설명한다.8 is a plan view illustrating a semiconductor device according to some embodiments of the present invention. 9 is a cross-sectional view taken along line A - A of FIG. 8 . For convenience of description, the points different from those described with reference to FIGS. 1 to 3B will be mainly described.
참고적으로, 도 9는 핀형 패턴에 관한 내용을 제외하고 도 2와 실질적으로 동일할 수 있으므로, 중복되는 사항은 생략하거나 간략히 설명한다. 즉, 제1 핀형 패턴(110)은 제1 활성 영역(10)에 대응될 수 있고, 제2 핀형 패턴(210)은 제2 활성 영역(20)에 대응될 수 있다.For reference, since FIG. 9 may be substantially the same as FIG. 2 except for the fin-shaped pattern, overlapping matters will be omitted or briefly described. That is, the first fin-shaped
또한, 도 8에서, 제1 핀형 패턴(110) 및 제2 핀형 패턴(210)을 따라 절단한 단면도는 핀형 패턴에 관한 내용을 제외하고, 도 3a와 실질적으로 동일할 수 있다.Also, in FIG. 8 , a cross-sectional view taken along the first fin-shaped
덧붙여, 설명의 편의를 위해, 도 8은 제1 핀형 패턴(210) 및 제2 핀형 패턴(210)과, 제1 게이트 전극 구조체(50)만을 개략적으로 도시하였다.In addition, for convenience of description, FIG. 8 schematically illustrates only the first fin-shaped
도 8 및 도 9를 참고하면, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치는 제1 핀형 패턴(110)과, 제1 핀형 패턴(110)과 인접하는 제2 핀형 패턴(210)과, 제1 핀형 패턴(110) 및 제2 핀형 패턴(210) 사이의 제1 필드 절연막(105)과, 제1 핀형 패턴(110), 제1 필드 절연막(105) 및 제2 핀형 패턴(210)을 가로지르는 제1 게이트 전극 구조체(50)를 포함한다.8 and 9 , a semiconductor device according to some embodiments of the present invention includes a first fin-shaped
제1 핀형 패턴(110) 및 제2 핀형 패턴(210)은 기판(100)으로부터 돌출되어 있을 수 있다. 제1 핀형 패턴(110) 및 제2 핀형 패턴(210)은 각각 제1 방향(X1)으로 길게 연장될 수 있다. The first fin-shaped
제1 핀형 패턴(110)은 PMOS가 형성되는 영역이고, 제2 핀형 패턴(210)은 NMOS가 형성되는 영역이다. 예를 들어, 제1 핀형 패턴(110) 및 제2 핀형 패턴(210)은 SRAM 영역에 형성될 수 있다.The first fin-shaped
제1 핀형 패턴(110) 및 제2 핀형 패턴(210)은 기판(100)의 일부일 수도 있고, 기판(100)으로부터 성장된 에피층(epitaxial layer)을 포함할 수 있다.The first fin-shaped
각각의 제1 핀형 패턴(110) 및 제2 핀형 패턴(210)은 예를 들어, 원소 반도체 물질인 실리콘 또는 게르마늄을 포함할 수 있다. 또한, 각각의 제1 핀형 패턴(110) 및 제2 핀형 패턴(210)은 화합물 반도체를 포함할 수 있고, 예를 들어, IV-IV족 화합물 반도체 또는 III-V족 화합물 반도체를 포함할 수 있다. Each of the first fin-shaped
구체적으로, IV-IV족 화합물 반도체를 예로 들면, 각각의 제1 핀형 패턴(110) 및 제2 핀형 패턴(210)은 탄소(C), 규소(Si), 게르마늄(Ge), 주석(Sn) 중 적어도 2개 이상을 포함하는 이원계 화합물(binary compound), 삼원계 화합물(ternary compound) 또는 이들에 IV족 원소가 도핑된 화합물일 수 있다. Specifically, using the group IV-IV compound semiconductor as an example, each of the first fin-shaped
III-V족 화합물 반도체를 예로 들면, 각각의 제1 핀형 패턴(110) 및 제2 핀형 패턴(210)은 III족 원소로 알루미늄(Al), 갈륨(Ga) 및 인듐(In) 중 적어도 하나와 V족 원소인 인(P), 비소(As) 및 안티모늄(Sb) 중 하나가 결합되어 형성되는 이원계 화합물, 삼원계 화합물 또는 사원계 화합물 중 하나일 수 있다.Taking the group III-V compound semiconductor as an example, each of the first fin-shaped
본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치에서, 각각의 제1 핀형 패턴(110) 및 제2 핀형 패턴(210)은 실리콘 핀형 패턴인 것으로 설명한다.In the semiconductor device according to some embodiments of the present invention, each of the first fin-shaped
제1 필드 절연막(105)은 제1 핀형 패턴(110)의 측벽의 일부 및 제2 핀형 패턴(210)의 측벽의 일부를 덮고 있기 때문에, 제1 핀형 패턴(110) 및 제2 핀형 패턴(210)은 기판(100) 상에 형성된 제1 필드 절연막(105)의 상면 위로 돌출되어 있을 수 있다.Since the first
제1 핀형 패턴(110) 및 제2 핀형 패턴(210)은 제1 필드 절연막(105)에 의해 정의될 수 있다. 제1 핀형 패턴(110) 및 제2 핀형 패턴(210)은 공간적으로 이격되어 있지만, 서로 간에 인접하고 있다.The first fin-shaped
제1 필드 절연막(105)은 제1 핀형 패턴(110) 및 제2 핀형 패턴(210) 사이에 배치되고, 제1 핀형 패턴(110) 및 제2 핀형 패턴(210)과 직접 접촉될 수 있다.The first
제1 필드 절연막(105)이 제1 핀형 패턴(110) 및 제2 핀형 패턴(210)과 직접 접촉하는 것은 제1 핀형 패턴(110) 및 제2 핀형 패턴(210) 사이에는 제1 필드 절연막(105)의 상면보다 위로 돌출된 핀형 패턴이 개재되지 않는다는 것을 의미한다.When the first
도 9에서 도시된 것과 달리, 제1 필드 절연막(105)은 제1 핀형 패턴(110) 및 제1 필드 절연막(105)와, 제2 핀형 패턴(210) 및 제1 필드 절연막(105) 사이에 형성되는 적어도 하나 이상의 필드 라이너막을 더 포함할 수도 있다.9 , the first
제1 중심선(CL1)으로부터 제1 핀형 패턴(110)까지의 거리와, 제1 중심선(CL1)으로부터 제2 핀형 패턴(210)까지 거리는 서로 동일할 수 있다.A distance from the first center line CL1 to the first fin-shaped
제1 게이트 전극 구조체(50)는 제1 핀형 패턴(110), 제2 핀형 패턴(210) 및 제1 필드 절연막(105)을 가로지를 수 있다. 제1 게이트 전극 구조체(50)는 제2 방향(Y1)으로 길게 연장될 수 있다.The first
제1 게이트 전극(120)은 제1 핀형 패턴(110) 및 제1 필드 절연막(105) 상에 형성될 수 있다. 제2 게이트 전극(220)은 제2 핀형 패턴(210) 및 제1 필드 절연막(105) 상에 형성될 수 있다.The
제1 핀형 패턴(110)과 제1 게이트 전극 구조체(50)가 교차하는 영역에 형성된 제1 트랜지스터(10p)는 p형의 핀형 트랜지스터일 수 있다. 제2 핀형 패턴(210)과 제1 게이트 전극 구조체(50)가 교차하는 영역에 형성된 제2 트랜지스터(10n)는 n형의 핀형 트랜지스터일 수 있다.The
제1 게이트 전극(120) 및 제2 게이트 전극(220) 사이의 제1 접촉면(MI1)은 제1 핀형 패턴(110)보다 제2 핀형 패턴(210)에 근접할 수도 있고, 제2 핀형 패턴(210)보다 제1 핀형 패턴(110)에 근접할 수도 있다.The first contact surface MI1 between the
도 8을 이용하여 설명하는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치에서, 제1 게이트 전극(120) 및 제2 게이트 전극(220) 사이의 제1 접촉면(MI1)은 제1 핀형 패턴(110)보다 제2 핀형 패턴(210)에 근접하여 위치할 수 있다.In the semiconductor device according to some exemplary embodiments described with reference to FIG. 8 , the first contact surface MI1 between the
이에 따라, 제1 필드 절연막(105)과 오버랩되는 제1 게이트 전극(120)의 폭(W11)은 제1 필드 절연막(105)과 오버랩되는 제2 게이트 전극(220)의 폭(W12)보다 크다. Accordingly, the width W11 of the
제1 스페이서(55)에 의해 정의되는 제1 트렌치(50t)는 제1 핀형 패턴(110), 제1 필드 절연막(105) 및 제2 핀형 패턴(210)을 가로지를 수 있다. 즉, 제1 트렌치(50t)는 제1 핀형 패턴(110) 및 제2 핀형 패턴(210)과 교차할 수 있다.The
제1 게이트 절연막(130)은 제1 필드 절연막(105) 및 제1 핀형 패턴(110) 상에 형성될 수 있다. 제1 게이트 절연막(130)은 제1 필드 절연막(105)의 상면 및 제1 핀형 패턴(110)의 프로파일을 따라서 형성될 수 있다. The first
제2 게이트 절연막(230)은 제1 필드 절연막(105) 및 제2 핀형 패턴(210) 상에 형성될 수 있다. 제2 게이트 절연막(230)은 제1 필드 절연막(105)의 상면 및 제2 핀형 패턴(210)의 프로파일을 따라서 형성될 수 있다.The second
제1 트렌치(50t)의 바닥면을 따라 연장되는 제1 및 제2 게이트 절연막(130, 230)은 제1 핀형 패턴(110)의 프로파일, 제1 필드 절연막(105)의 상면 및 제2 핀형 패턴(210)의 프로파일을 따라 형성될 수 있다. The first and second
제1 게이트 전극 구조체(50)은 제1 및 제2 게이트 절연막(130, 230) 상에 형성될 수 있다.The first
제1 게이트 전극(120)은 제1 게이트 절연막(130) 상에 형성되고, 제1 핀형 패턴(110)과 교차할 수 있다. 제2 게이트 전극(220)은 제2 게이트 절연막(230) 상에 형성되고, 제2 핀형 패턴(210)과 교차할 수 있다. The
각각의 제1 하부 도전막(125)과, 제1 식각 방지막(124)과, 제1 일함수 조절막(121)과, 제1 삽입막(122)은 제1 게이트 절연막(130)의 프로파일을 따라서 형성될 수 있다. Each of the first lower
다르게 설명하면, 각각의 제1 하부 도전막(125)과, 제1 식각 방지막(124)과, 제1 일함수 조절막(121)과, 제1 삽입막(122)은 제1 핀형 패턴(110)의 프로파일 및 제1 필드 절연막(105)의 상면을 따라 연장될 수 있다.In other words, each of the first lower
각각의 제2 하부 도전막(225)과, 제2 식각 방지막(224)과, 제2 일함수 조절막(221)과, 제2 삽입막(222)은 제2 게이트 절연막(230)의 프로파일을 따라서 형성될 수 있다. Each of the second lower
각각의 제2 하부 도전막(225)과, 제2 식각 방지막(224)과, 제2 일함수 조절막(221)과, 제2 삽입막(222)은 제2 핀형 패턴(210)의 프로파일 및 제1 필드 절연막(105)의 상면을 따라 연장될 수 있다.Each of the second lower
제1 트렌치(50t)의 바닥면을 따라 연장되는 제1 및 제2 일함수 조절막(121, 221)은 제1 핀형 패턴(110)의 프로파일, 제1 필드 절연막(105)의 상면 및 제2 핀형 패턴(210)의 프로파일을 따라 연속적으로 연장될 수 있다.The first and second work function control layers 121 and 221 extending along the bottom surface of the
도 9에서, 제1 일함수 조절막(121)의 두께(t11)는 제2 일함수 조절막(221)의 두께(t21)보다 클 수 있다. 하지만, 제1 삽입막(122)의 두께(t12)는 제2 삽입막(222)의 두께(t22)와 실질적으로 동일할 수 있다.9 , a thickness t11 of the first work
층간 절연막(190)의 상면으로부터 제1 일함수 조절막(121)까지의 제1 상부 게이트 전극(122, 123)의 두께(h1)는, 층간 절연막(190)의 상면으로부터 제2 일함수 조절막(221)까지의 제2 상부 게이트 전극(222, 223)의 두께(h2)보다 작을 수 있다.The thickness h1 of the first
도 10a는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치를 설명하기 위한 도면이다. 설명의 편의상, 도 8 및 도 9를 이용하여 설명한 것과 다른 점을 위주로 설명한다. 10A is a diagram for explaining a semiconductor device according to some embodiments of the present invention. For convenience of explanation, the points different from those described with reference to FIGS. 8 and 9 will be mainly described.
참고적으로, 도 10a는 도 8의 A - A를 따라서 절단한 단면도이다.For reference, FIG. 10A is a cross-sectional view taken along line A - A of FIG. 8 .
도 10a를 참고하면, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치에서, 제1 게이트 전극(120)은 제1 게이트 절연막(130) 상에 순차적으로 형성된 제1 일함수 조절막(121)과, 제1 삽입막(122)과, 제1 필링막(123)을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 10A , in the semiconductor device according to some embodiments of the present invention, the
또한, 제2 게이트 전극(220)은 제2 게이트 절연막(230) 상에 순차적으로 형성된 제2 일함수 조절막(221)과, 제2 삽입막(222)과, 제2 필링막(223)을 포함할 수 있다.In addition, the
이 때, 제1 일함수 조절막(121)은 제1 게이트 절연막(130)과 접촉하고, 제2 일함수 조절막(221)은 제2 게이트 절연막(230)과 접촉할 수 있다.In this case, the first work
도 10b는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치를 설명하기 위한 도면이다. 설명의 편의상, 도 10a를 이용하여 설명한 것과 다른 점을 위주로 설명한다.10B is a diagram for describing a semiconductor device according to some embodiments of the present invention. For convenience of description, the points different from those described with reference to FIG. 10A will be mainly described.
도 10b를 참고하면, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치에서, 제1 핀형 패턴(110)의 폭(W3)은 제2 핀형 패턴(210)의 폭(W4)과 다를 수 있다.Referring to FIG. 10B , in the semiconductor device according to some embodiments of the present disclosure, the width W3 of the first fin-shaped
예를 들어, 제1 핀형 패턴(110)의 폭(W3)은 제2 핀형 패턴(210)의 폭(W4)보다 클 수 있다.For example, the width W3 of the first fin-shaped
여기에서, 핀형 패턴의 폭은 제1 필드 절연막(105)의 상면과 만나는 부분에서, 핀형 패턴의 폭을 의미할 수 있다. 예를 들어, 제1 핀형 패턴(110)의 형상을 조절하기 위한 공정의 횟수와, 제2 핀형 패턴(210)의 형상을 조절하기 위한 공정의 횟수가 다를 경우, 제1 핀형 패턴(110)의 폭이 제2 핀형 패턴(210)의 폭과 다를 수 있다. Here, the width of the fin-shaped pattern may mean the width of the fin-shaped pattern at a portion meeting the top surface of the first
따라서, 도 10b에서 도시된 것과 달리, 제1 핀형 패턴(110)의 폭(W3)은 제2 핀형 패턴(210)의 폭(W4)보다 작을 수도 있다.Accordingly, unlike illustrated in FIG. 10B , the width W3 of the first fin-shaped
도 11은 본 발명의 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치를 설명하기 위한 평면도이다. 도 12는 도 11의 A - A를 따라 절단한 단면도이다. 설명의 편의를 위해, 도 1 내지 도 3b를 이용하여 설명한 것과 다른 점을 위주로 설명한다.11 is a plan view illustrating a semiconductor device according to some embodiments of the present invention. 12 is a cross-sectional view taken along line A - A of FIG. 11 . For convenience of description, the points different from those described with reference to FIGS. 1 to 3B will be mainly described.
또한, 도 11에서, 제1 활성 영역(10) 및 제2 활성 영역(20)을 따라 절단한 단면도는 도 3a와 실질적으로 동일할 수 있다.Also, in FIG. 11 , a cross-sectional view taken along the first
도 11 및 도 12를 참고하면, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치에서, 제1 게이트 전극(120) 및 제2 게이트 전극(220) 사이의 제1 접촉면(MI1)은 제2 활성 영역(20)보다 제1 활성 영역(10)에 근접하여 위치할 수 있다.11 and 12 , in the semiconductor device according to some embodiments of the present invention, the first contact surface MI1 between the
제1 활성 영역(10), 제1 접촉면(MI1), 제1 중심선(CL1) 및 제2 활성 영역(20)의 순서로 배열되므로, 제1 게이트 전극(120)은 제1 필드 절연막(105)의 제1 중심선(CL1)과 오버랩되지 않는다. 즉, 제1 접촉면(MI1)은 제1 활성 영역(10)과 제1 필드 절연막(105)의 제1 중심선(CL1) 사이에 위치한다.Since the first
제1 활성 영역(10)은 p형 트랜지스터의 채널 영역을 포함하고, 제2 활성 영역(20)은 n형 트랜지스터의 채널 영역을 포함한다. 이 때, 제1 게이트 전극(120) 및 제2 게이트 전극(220) 사이의 제1 접촉면(MI1)은 제2 활성 영역(20)보다 제1 활성 영역(10)에 근접하여 위치하므로, 제1 접촉면(MI1)은 n형 트랜지스터의 채널 영역보다 p형 트랜지스터의 채널 영역에 더 가깝다.The first
제1 게이트 전극(120) 및 제2 게이트 전극(220) 사이의 제1 접촉면(MI1)은 제2 활성 영역(20)보다 제1 활성 영역(10)에 근접하여 위치한다. 이에 따라, 제1 필드 절연막(105)과 오버랩되는 제1 게이트 전극(120)의 폭(W11)은 제1 필드 절연막(105)과 오버랩되는 제2 게이트 전극(220)의 폭(W12)보다 작다.The first contact surface MI1 between the
제1 게이트 전극(120)은 제1 게이트 절연막(130) 상에 순차적으로 형성된 제1 하부 도전막(125)과, 제1 식각 방지막(124)과, 제1 일함수 조절막(121)과, 제1 삽입막(122)과, 제1 필링막(123)을 포함할 수 있다.The
제2 게이트 전극(220)은 제2 게이트 절연막(230) 상에 순차적으로 형성된 제2 하부 도전막(225)과, 제2 식각 방지막(224)과, 제2 일함수 조절막(221)과, 제2 삽입막(222)과, 제2 필링막(223)을 포함할 수 있다.The
이 때, 제1 게이트 전극(120) 및 제2 게이트 전극(220) 사이의 제1 접촉면(MI1)은 제2 활성 영역(20)보다 제1 활성 영역(10)에 근접하여 위치하므로, 제1 일함수 조절막(121)과 제1 필드 절연막(105)이 중첩되는 폭(W11)은 제2 일함수 조절막(221)과 제1 필드 절연막(105)이 중첩되는 폭(W12)보다 작다.At this time, since the first contact surface MI1 between the
덧붙여, 제1 활성 영역(10), 제1 접촉면(MI1), 제1 중심선(CL1) 및 제2 활성 영역(20)의 순서로 배열되므로, 제1 일함수 조절막(121)은 제1 필드 절연막(105)의 제1 중심선(CL1)과 오버랩되지 않는다.In addition, since the first
도 13은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치를 설명하기 위한 도면이다. 설명의 편의상, 도 11 및 도 12를 이용하여 설명한 것과 다른 점을 위주로 설명한다.13 is a diagram for describing a semiconductor device according to some embodiments of the present invention. For convenience of explanation, the points different from those described with reference to FIGS. 11 and 12 will be mainly described.
참고적으로, 도 13은 도 11의 A - A를 따라서 절단한 단면도이다.For reference, FIG. 13 is a cross-sectional view taken along line A - A of FIG. 11 .
도 13을 참고하면, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치에서, 제1 일함수 조절막(121)은 제1 게이트 절연막(130)과 접촉하고, 제2 일함수 조절막(221)은 제2 게이트 절연막(230)과 접촉할 수 있다.Referring to FIG. 13 , in the semiconductor device according to some embodiments of the present invention, the first work
도 14는 본 발명의 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치를 설명하기 위한 평면도이다. 도 15는 도 14의 A - A를 따라 절단한 단면도이다. 14 is a plan view illustrating a semiconductor device according to some embodiments of the present invention. 15 is a cross-sectional view taken along line A - A of FIG. 14 .
설명의 편의를 위해, 도 11 및 도 12를 이용하여 설명한 것과 다른 점을 위주로 설명한다. For convenience of description, the points different from those described with reference to FIGS. 11 and 12 will be mainly described.
덧붙여, 제1 핀형 패턴(110) 및 제2 핀형 패턴(210)에 관한 내용은 도 8 및 도 9를 이용하여 설명한 것과 실질적으로 동일하므로, 간략하게 설명하거나 생략한다.In addition, since the contents of the first fin-shaped
도 14 및 도 15를 참고하면, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치는 제1 핀형 패턴(110)과, 제1 핀형 패턴(110)과 인접하는 제2 핀형 패턴(210)을 포함할 수 있다. 14 and 15 , the semiconductor device according to some embodiments of the present invention may include a first fin-shaped
제1 핀형 패턴(110)과 제2 핀형 패턴(210)을 교차하는 제1 게이트 전극 구조체(50)의 제1 접촉면(MI1)은 제2 핀형 패턴(210)보다 제1 핀형 패턴(110)에 가까울 수 있다. The first contact surface MI1 of the first
제1 핀형 패턴(110) 상에 형성된 제1 게이트 전극(120)과 제1 필드 절연막(105)이 오버랩되는 폭(W11)은 제2 핀형 패턴(210) 상에 형성된 제2 게이트 전극(220)과 제1 필드 절연막(105)이 오버랩되는 폭(W12)보다 작다.The overlapping width W11 of the
제1 게이트 전극 구조체(50)의 제1 접촉면(MI1)은 제1 일함수 조절막(121) 및 제2 일함수 조절막(221) 사이의 경계에서 정의되므로, 제1 핀형 패턴(110)의 프로파일을 따라 형성된 제1 일함수 조절막(121)과 제1 필드 절연막(105)이 오버랩되는 폭(W11)은 제2 핀형 패턴(210)의 프로파일을 따라 형성된 제2 일함수 조절막(221)과 제1 필드 절연막(105)이 오버랩되는 폭(W12)보다 작다.Since the first contact surface MI1 of the first
도 16은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치를 설명하기 위한 도면이다. 설명의 편의상, 도 14 및 도 15를 이용하여 설명한 것과 다른 점을 위주로 설명한다.16 is a diagram for describing a semiconductor device according to some embodiments of the present invention. For convenience of description, the points different from those described with reference to FIGS. 14 and 15 will be mainly described.
참고적으로, 도 16은 도 14의 A - A를 따라서 절단한 단면도이다.For reference, FIG. 16 is a cross-sectional view taken along line A - A of FIG. 14 .
도 16을 참고하면, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치에서, 제1 게이트 전극(120)은 제1 게이트 절연막(130) 상에 제1 게이트 절연막(130)과 접촉하는 제1 일함수 조절막(121)과, 제1 일함수 조절막(121) 상의 제1 삽입막(122)과, 제1 삽입막(122) 상의 제1 필링막(123)을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 16 , in the semiconductor device according to some embodiments of the present disclosure, the
또한, 제2 게이트 전극(220)은 제2 게이트 절연막(230) 상에 제2 게이트 절연막(230)과 접촉하는 제2 일함수 조절막(221)과, 제2 일함수 조절막(221) 상의 제2 삽입막(222)과, 제2 삽입막(222) 상의 제2 필링막(223)을 포함할 수 있다.In addition, the
도 17은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치를 설명하기 위한 평면도이다. 도 18은 도 17의 A - A 및 D - D를 따라 절단한 단면도이다. 17 is a plan view illustrating a semiconductor device according to some embodiments of the present invention. 18 is a cross-sectional view taken along lines A - A and D - D of FIG. 17 .
도 17 및 도 18의 제1 영역(I)에 도시된 제1 활성 영역(10), 제2 활성 영역(20) 및 제1 게이트 전극 구조체(50)는 도 1 내지 도 2b를 이용하여 설명한 것과 실질적으로 동일하므로, 도 17 및 도 18은 제2 영역(II)에 도시된 내용을 중심으로 설명한다.The first
도 17 및 도 18을 참고하면, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치는 제1 영역(I) 및 제2 영역(II)을 포함하는 기판(100)과, 제1 영역(I)에 형성된 제1 게이트 전극 구조체(50)와, 제2 영역(II)에 형성된 제2 게이트 전극 구조체(70)를 포함할 수 있다. 17 and 18 , a semiconductor device according to some embodiments of the present invention includes a
기판(100)은 제1 활성 영역(10), 제2 활성 영역(20), 제3 활성 영역(30), 제4 활성 영역(40), 제1 필드 절연막(105) 및 제2 필드 절연막(106)을 포함할 수 있다. The
제1 영역(I) 및 제2 영역(II)은 서로 다른 기능을 하는 소자가 형성된 영역일 수 있다. 예를 들어, 제1 영역(I)은 SRAM 영역이고, 제2 영역(II)은 로직 영역 또는 I/O 영역일 수 있다.The first region I and the second region II may be regions in which devices having different functions are formed. For example, the first region I may be an SRAM region, and the second region II may be a logic region or an I/O region.
제1 영역(I)의 기판(100)은 제1 활성 영역(10), 제2 활성 영역(20) 및 제1 필드 절연막(105)을 포함할 수 있다.The
제2 영역(II)의 기판(100)은 제3 활성 영역(30), 제4 활성 영역(40) 및 제2 필드 절연막(106)을 포함할 수 있다.The
제3 활성 영역(30)과 제4 활성 영역(40)은 제2 필드 절연막(106)에 의해 정의될 수 있다. 제3 활성 영역(30) 및 제4 활성 영역(40)은 공간적으로 이격되어 있지만, 서로 간에 인접하고 있다. The third
제3 활성 영역(30) 및 제4 활성 영역(40)은 제3 방향(X2)으로 길게 연장되는 장방형의 모양일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 제3 활성 영역(30) 및 제4 활성 영역(40)은 서로 장변 방향으로 인접하여, 나란하게 배열될 수 있다.The third
제3 활성 영역(30)은 PMOS가 형성되는 영역이고, 제4 활성 영역(40)은 NMOS가 형성되는 영역이다. The third
제2 필드 절연막(106)은 제3 활성 영역(30) 및 제4 활성 영역(40)을 둘러싸며 형성될 수 있다. 하지만, 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 반도체 장치에서, 제2 필드 절연막(106)은 제3 활성 영역(30) 및 제4 활성 영역(40) 사이에 위치하는 부분을 의미하는 것으로 설명한다. The second
제2 필드 절연막(106)은 제3 활성 영역(30) 및 제4 활성 영역(40) 사이에 배치되고, 제3 활성 영역(30) 및 제4 활성 영역(40)에 직접 접촉될 수 있다. The second
즉, 제2 필드 절연막(106)이 제3 활성 영역(30) 및 제4 활성 영역(40)과 직접 접촉하는 것은 제2 필드 절연막(106) 및 제3 활성 영역(30) 사이, 및 제2 필드 절연막(106) 및 제4 활성 영역(40) 사이에는 다른 활성 영역이 개재되지 않는다는 것을 의미한다. That is, the second
제2 필드 절연막(106)은 예를 들어, 실리콘 산화막, 실리콘 질화막, 실리콘 산질화막 및 이들의 조합 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The second
또한, 제2 필드 절연막(106)은 제3 활성 영역(30) 및 제2 필드 절연막(106)과, 제4 활성 영역(40) 및 제2 필드 절연막(106) 사이에 형성되는 적어도 하나 이상의 필드 라이너막을 더 포함할 수도 있다. In addition, the second
제3 활성 영역(30) 및 제4 활성 영역(40) 사이에 위치하는 제2 필드 절연막(106)의 폭은 제2 폭(W2)일 수 있다. 또한, 제2 필드 절연막(106)은 제3 활성 영역(30) 및 제4 활성 영역(40)에서 동일한 거리를 위치하는 제2 중심선(CL2)을 포함한다.A width of the second
즉, 제2 중심선(CL2)으로부터 제3 활성 영역(30)까지의 거리와, 제2 중심선(CL2)으로부터 제4 활성 영역(40)까지의 거리는 서로 동일하고, 제2 필드 절연막(106)의 폭(W2)의 절반일 수 있다. 제2 필드 절연막(106)의 제2 중심선(CL2)은 제3 활성 영역(30) 및 제4 활성 영역(40)과 나란하게 배열될 수 있다.That is, the distance from the second center line CL2 to the third
제1 게이트 전극 구조체(50)는 제1 영역(I)의 기판(100) 상에 형성될 수 있다.The first
제2 게이트 전극 구조체(70)는 제2 영역(II)의 기판(100) 상에 형성될 수 있다. 제2 게이트 전극 구조체(70)는 제3 활성 영역(30), 제4 활성 영역(40) 및 제2 필드 절연막(106)을 가로지를 수 있다. 제2 게이트 전극 구조체(70)는 제4 방향(Y2)으로 길게 연장될 수 있다.The second
제2 게이트 전극 구조체(70)는 제3 게이트 전극(320) 및 제4 게이트 전극(420)을 포함한다. 제3 게이트 전극(320) 및 제4 게이트 전극(420)은 서로 직접 접촉한다.The second
제3 게이트 전극(320)은 p형 금속성 게이트 전극이고, 제3 활성 영역(30) 및 제2 필드 절연막(106) 상에 형성될 수 있다. 제4 게이트 전극(420)은 n형 금속성 게이트 전극이고, 제4 활성 영역(40) 및 제2 필드 절연막(106) 상에 형성될 수 있다.The
제3 활성 영역(30)과 제2 게이트 전극 구조체(70)가 교차하는 영역에는 제3 트랜지스터(20p)가 형성되고, 제4 활성 영역(40)과 제2 게이트 전극 구조체(70)가 교차하는 영역에는 제4 트랜지스터(20n)가 형성될 수 있다. 제3 트랜지스터(20p)는 p형 트랜지스터이고, 제4 트랜지스터(20n)는 n형 트랜지스터일 수 있다.A
제3 게이트 전극(320)은 제2 필드 절연막(106) 상으로 연장되므로, 제3 활성 영역(30)뿐만 아니라, 제2 필드 절연막(106)의 일부와 오버랩된다. Since the
제4 게이트 전극(420)은 제3 게이트 전극(320)과 직접 접촉하므로, 제4 게이트 전극(420)은 제4 활성 영역(40)뿐만 아니라, 제3 게이트 전극(320)과 오버랩되지 않는 제2 필드 절연막(106)의 나머지와 오버랩될 수 있다.Since the
제2 게이트 전극 구조체(70)는 제3 게이트 전극(320) 및 제4 게이트 전극(420)가 접촉하는 제2 접촉면(MI2)을 포함한다. 제3 게이트 전극(320) 및 제4 게이트 전극(420)가 접촉하는 제2 접촉면(MI2)은 제2 필드 절연막(106) 상에 위치한다.The second
도 17 에서, 제1 게이트 전극(120) 및 제2 게이트 전극(220) 사이의 제1 접촉면(MI1)은 제1 필드 절연막(105)의 제1 중심선(CL1)과 일치하지 않을 수 있다. 또한, 제3 게이트 전극(320) 및 제4 게이트 전극(420) 사이의 제2 접촉면(MI2)은 제2 필드 절연막(106)의 제2 중심선(CL2)과 일치하지 않을 수 있다.In FIG. 17 , the first contact surface MI1 between the
제1 게이트 전극(120) 및 제2 게이트 전극(220) 사이의 제1 접촉면(MI1)은 제1 활성 영역(10)보다 제2 활성 영역(20)에 근접하여 위치할 수 있다. 제3 게이트 전극(320) 및 제4 게이트 전극(420) 사이의 제2 접촉면(MI2)은 제3 활성 영역(30)보다 제4 활성 영역(40)에 근접하여 위치할 수 있다.The first contact surface MI1 between the
제2 게이트 전극(220)은 제1 필드 절연막(105)의 제1 중심선(CL1)과 오버랩되지 않는다. 제4 게이트 전극(420)은 제2 필드 절연막(106)의 제1 중심선(CL2)과 오버랩되지 않는다.The
제3 활성 영역(30)은 p형 트랜지스터의 채널 영역을 포함하고, 제4 활성 영역(40)은 n형 트랜지스터의 채널 영역을 포함한다. 이 때, 제3 게이트 전극(320) 및 제4 게이트 전극(420) 사이의 제2 접촉면(MI2)은 제3 활성 영역(30)보다 제4 활성 영역(40)에 근접하여 위치하므로, 제2 접촉면(MI2)은 p형 트랜지스터의 채널 영역보다 n형 트랜지스터의 채널 영역에 더 가깝다.The third
다르게 설명하면, 제3 게이트 전극(320) 중, 제2 필드 절연막(106) 상으로 연장되는 제3 게이트 전극(320)의 폭은 제3 중첩폭(W21)이다. 즉, 제2 접촉면(MI2)에서 제3 활성 영역(30)의 경계까지 제3 게이트 전극(320)의 폭은 제3 중첩폭(W21)이다. In other words, among the
제4 게이트 전극(420) 중, 제2 필드 절연막(106) 상으로 연장되는 제4 게이트 전극(420)의 폭은 제4 중첩폭(W22)이다. 즉, 제2 접촉면(MI2)에서 제4 활성 영역(40)의 경계까지 제4 게이트 전극(420)의 폭은 제4 중첩폭(W42)이다.Among the
도 17에서, 제1 게이트 전극(120) 및 제2 게이트 전극(220) 사이의 제1 접촉면(MI1)은 제1 활성 영역(10)보다 제2 활성 영역(20)에 근접하여 위치하므로, 제1 중첩폭(W11)은 제2 중첩폭(W12)보다 크다. 또한, 제3 게이트 전극(320) 및 제4 게이트 전극(420) 사이의 제2 접촉면(MI2)은 제3 활성 영역(30)보다 제4 활성 영역(40)에 근접하여 위치하므로, 제3 중첩폭(W21)은 제4 중첩폭(W22)보다 크다. In FIG. 17 , the first contact surface MI1 between the
제1 필드 절연막(105)과 오버랩되는 제1 게이트 전극(120)의 폭(W11)은 제1 필드 절연막(105)과 오버랩되는 제2 게이트 전극(220)의 폭(W12)보다 크다. 제2 필드 절연막(106)과 오버랩되는 제3 게이트 전극(320)의 폭(W21)은 제2 필드 절연막(106)과 오버랩되는 제4 게이트 전극(420)의 폭(W22)보다 크다.The width W11 of the
제3 게이트 전극(320) 및 제4 게이트 전극(420)의 구조에 대해서는 이하 상술한다.The structures of the
층간 절연막(190)은 제1 영역(I)에 형성된 제1 트렌치(50t)와, 제2 영역(II)에 포함된 제2 트렌치(70t)를 포함할 수 있다.The interlayer insulating
제2 트렌치(70t)는 제3 활성 영역(30), 제2 필드 절연막(106) 및 제4 활성 영역(40)을 가로지를 수 있다. 즉, 제2 트렌치(70t)는 제3 활성 영역(30) 및 제4 활성 영역(40)과 교차할 수 있다. 제2 트렌치(70t)는 제4 방향(Y2)으로 길게 연장될 수 있다.The
제1 영역(I)에 형성된 제1 스페이서(55)는 제1 트렌치(50t)를 정의할 수 있다. 제2 영역(II)에 형성된 제2 스페이서(75)는 제2 트렌치(70t)를 정의할 수 있다. 제2 스페이서(70t)는 기판(100) 상에 형성될 수 있다. 제2 스페이서(75)는 제2 게이트 전극 구조체(70)의 측벽 상에 형성될 수 있다.The
제2 게이트 전극 구조체(70)가 제4 방향(Y2)으로 길게 연장된다. 이에 따라, 제2 게이트 전극 구조체(70)는 제4 방향(Y2)으로 연장되는 장변과, 제3 방향(X2)으로 연장되는 단변을 포함한다. The second
제2 스페이서(75)는 제2 게이트 전극 구조체(70)의 장변을 포함하는 측벽 및 제2 게이트 전극 구조체(70)의 단변을 포함하는 측벽 상에 모두 형성되는 것으로 도시하였지만, 이에 제한되는 것은 아니다.Although the
제2 스페이서(75)에 관한 설명은 제1 스페이서(55)에 관한 설명과 실질적으로 동일할 수 있으므로, 이하 생략한다.Since the description of the
제3 게이트 절연막(330) 및 제4 게이트 절연막(430)은 기판(100) 상에 형성될 수 있다. 제3 게이트 절연막(330)은 제3 활성 영역(30) 및 제2 필드 절연막(106)의 상에 형성될 수 있다. 제4 게이트 절연막(430)은 제4 활성 영역(40) 및 제2 필드 절연막(106) 상에 형성될 수 있다. The third
제3 게이트 절연막(330) 및 제4 게이트 절연막(430)은 제2 트렌치(70t)의 측벽 및 바닥면을 따라 연장될 수 있다. 제2 트렌치(70t)의 바닥면을 따라 연장되는 제3 및 제4 게이트 절연막(330, 430)은 제3 활성 영역(30), 제2 필드 절연막(106) 및 제4 활성 영역(40)을 가로지를 수 있다.The third
제3 게이트 절연막(330) 및 제4 게이트 절연막(430)은 제2 게이트 전극 구조체(70)의 제2 접촉면(MI2)에 의해 구분될 수 있다. 제1 내지 제4 게이트 절연막(130, 230, 330, 440)은 동일 레벨에서 형성될 수 있다.The third
제3 게이트 절연막(330) 및 제4 게이트 절연막(430)은 각각 고유전율 절연막을 포함할 수 있다.The third
제2 게이트 전극 구조체(70)는 제3 게이트 절연막(330) 및 제4 게이트 절연막(430) 상에 형성될 수 있다. 제3 게이트 절연막(330) 및 제4 게이트 절연막(430)은 제2 게이트 전극 구조체(70)와 기판(100) 사이에 형성될 수 있다. 제3 게이트 절연막(330) 및 제4 게이트 절연막(430)은 제2 게이트 전극 구조체(70) 하부에 형성될 수 있다. The second
제2 게이트 전극 구조체(70)는 제2 트렌치(70t)를 채울 수 있다. 제2 게이트 전극 구조체(70)의 상면은 제2 스페이서(75)의 상면 및 층간 절연막(190)의 상면과 동일 평면에 놓일 수 있다. The second
제3 게이트 전극(320)은 제3 게이트 절연막(330) 상에 순차적으로 형성된 제3 하부 도전막(325)과, 제3 식각 방지막(324)과, 제3 일함수 조절막(321)과, 제3 삽입막(322)과, 제3 필링막(323)을 포함할 수 있다.The
제4 게이트 전극(420)은 제4 게이트 절연막(430) 상에 순차적으로 형성된 제4 하부 도전막(425)과, 제4 식각 방지막(424)과, 제4 일함수 조절막(421)과, 제4 삽입막(422)과, 제4 필링막(423)을 포함할 수 있다. The
제3 하부 도전막(325) 및 제4 하부 도전막(425)은 제3 및 제4 게이트 절연막(330, 430) 상에 형성될 수 있다. 제3 하부 도전막(325)은 제3 게이트 절연막(330)과 접하고, 제4 하부 도전막(425)은 제4 게이트 절연막(430)과 접할 수 있다.The third lower
제3 하부 도전막(325)은 제3 활성 영역(30) 및 제2 필드 절연막(106) 상에 형성될 수 있다. 제4 하부 도전막(425)은 제4 활성 영역(40) 및 제2 필드 절연막(106) 상에 형성될 수 있다. The third lower
제3 하부 도전막(325) 및 제4 하부 도전막(425)은 제2 트렌치(70t)의 측벽 및 바닥면을 따라 연장될 수 있다. 제3 하부 도전막(325)은 제3 게이트 절연막(330)의 프로파일을 따라 연장되고, 제4 하부 도전막(425)은 제4 게이트 절연막(430)의 프로파일을 따라 연장될 수 있다. The third lower
제3 하부 도전막(325) 및 제4 하부 도전막(425)은 제2 게이트 전극 구조체(70)의 제2 접촉면(MI1)에 의해 구분될 수 있다.The third lower
제1 내지 제4 하부 도전막(125, 225, 325, 425)은 동일한 물질을 포함할 수 있다. The first to fourth lower
제3 식각 방지막(324) 및 제4 식각 방지막(424)은 제3 및 제4 하부 도전막(325, 425) 상에 형성될 수 있다. 제3 식각 방지막(324)은 제3 활성 영역(30) 및 제2 필드 절연막(106) 상에 형성될 수 있다. 제4 식각 방지막(424)은 제4 활성 영역(40) 및 제2 필드 절연막(106) 상에 형성될 수 있다. The third
제3 식각 방지막(324) 및 제4 식각 방지막(424)은 제2 트렌치(70t)의 측벽 및 바닥면을 따라 연장될 수 있다. 제3 식각 방지막(324)은 제3 하부 도전막(325)의 프로파일을 따라 연장되고, 제4 식각 방지막(424)은 제4 하부 도전막(425)의 프로파일을 따라 연장될 수 있다. The third
제3 식각 방지막(324) 및 제4 식각 방지막(424)은 제2 게이트 전극 구조체(70)의 제2 접촉면(MI2)에 의해 구분될 수 있다. 제1 내지 제4 식각 방지막(124, 224, 324, 424)은 동일 레벨에서 형성될 수 있다. 각각의 제1 내지 제4 식각 방지막(124, 224, 324, 424)의 두께는 실질적으로 동일할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.The third
제1 내지 제4 식각 방지막(124, 224, 324, 424)은 동일한 물질을 포함할 수 있다. The first to fourth etch stop layers 124 , 224 , 324 , and 424 may include the same material.
제3 일함수 조절막(321) 및 제4 일함수 조절막(421)은 제3 및 제4 식각 방지막(324, 424) 상에 형성될 수 있다. 제3 일함수 조절막(321)은 제3 식각 방지막(324)과 접촉하고, 제4 일함수 조절막(421)은 제4 식각 방지막(424)과 접촉할 수 있다. The third work
제3 일함수 조절막(321)은 제3 활성 영역(30) 및 제2 필드 절연막(106) 상에 형성될 수 있다. 제4 일함수 조절막(421)은 제4 활성 영역(40) 및 제2 필드 절연막(106) 상에 형성될 수 있다. 제3 일함수 조절막(321) 및 제4 일함수 조절막(421)은 서로 간에 직접 접촉할 수 있다.The third work
제3 일함수 조절막(321) 및 제4 일함수 조절막(421)은 제2 트렌치(70t)의 측벽 및 바닥면을 따라 연장될 수 있다. 제3 일함수 조절막(321)은 제3 게이트 절연막(330) 및 제3 식각 방지막(324)의 프로파일을 따라 연장되고, 제4 일함수 조절막(421)은 제4 게이트 절연막(430) 및 제4 식각 방지막(424)의 프로파일을 따라 연장될 수 있다.The third work
제1 내지 제4 일함수 조절막(121, 221, 321, 421)은 동일한 물질을 포함할 수 있다. 좀 더 구체적으로, 제1 내지 제4 일함수 조절막(121, 221, 321, 421)은 동일한 물질막일 수 있다. The first to fourth work function control layers 121 , 221 , 321 , and 421 may include the same material. More specifically, the first to fourth work function control layers 121 , 221 , 321 , and 421 may be the same material layer.
제3 일함수 조절막(321)의 두께(t31)는 제4 일함수 조절막(421)의 두께(t41)와 다를 수 있다. 예를 들어, 제3 일함수 조절막(321)의 두께(t31)는 제4 일함수 조절막(421)의 두께(t41)보다 클 수 있다. A thickness t31 of the third work
즉, p형 게이트 전극에 포함된 제3 일함수 조절막(321)의 두께(t31)가 n형 게이트 전극에 포함된 제4 일함수 조절막(421)의 두께(t41)보다 클 수 있다. 예를 들어, 제3 일함수 조절막(321)의 두께(t31)는 제3 활성 영역(30) 상에서의 두께이고, 제4 일함수 조절막(421)의 두께(t41)는 제4 활성 영역(40) 상에서의 두께일 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. That is, the thickness t31 of the third work
본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치에서, 제3 일함수 조절막(321)의 두께(t31)와 제4 일함수 조절막(421)의 두께(t41) 사이의 차이는 제1 일함수 조절막(121)의 두께(t11)와 제2 일함수 조절막(221)의 두께(t21) 사이의 차이보다 크거나 같을 수 있다.In the semiconductor device according to some embodiments of the present disclosure, the difference between the thickness t31 of the third work
제3 게이트 전극(320) 및 제4 게이트 전극(420) 사이의 제2 접촉면(MI2)은 서로 두께가 다른 제3 일함수 조절막(321) 및 제4 일함수 조절막(421) 사이에서 정의된다. 즉, 제2 필드 절연막(106) 상에 연장된 제3 일함수 조절막(321) 및 제4 일함수 조절막(421) 사이를 경계로 하여, 기판(100)의 법선을 따라 제2 게이트 전극 구조체(70)를 절단할 경우, 제3 게이트 전극(320)과 제4 게이트 전극(420) 사이의 제2 접촉면(MI2)이 된다.The second contact surface MI2 between the
도 18에서, 제1 게이트 전극(120) 및 제2 게이트 전극(220) 사이의 제1 접촉면(MI1)은 제1 활성 영역(10)보다 제2 활성 영역(20)에 근접하여 위치하므로, 제1 일함수 조절막(121)과 제1 필드 절연막(105)이 중첩되는 폭(W11)은 제2 일함수 조절막(221)과 제1 필드 절연막(105)이 중첩되는 폭(W12)보다 크다. In FIG. 18 , the first contact surface MI1 between the
또한, 제3 게이트 전극(320) 및 제4 게이트 전극(420) 사이의 제2 접촉면(MI2)은 제3 활성 영역(30)보다 제4 활성 영역(40)에 근접하여 위치하므로, 제3 일함수 조절막(321)과 제2 필드 절연막(106)이 중첩되는 폭(W21)은 제4 일함수 조절막(421)과 제2 필드 절연막(106)이 중첩되는 폭(W22)보다 크다.In addition, since the second contact surface MI2 between the
덧붙여, 제1 활성 영역(10), 제1 중심선(CL1), 제1 접촉면(MI1) 및 제2 활성 영역(20)의 순서로 배열되므로, 제2 일함수 조절막(221)은 제1 필드 절연막(105)의 제1 중심선(CL1)과 오버랩되지 않는다. 제3 활성 영역(30), 제2 중심선(CL2), 제2 접촉면(MI2) 및 제4 활성 영역(40)의 순서로 배열되므로, 제4 일함수 조절막(421)은 제2 필드 절연막(106)의 제2 중심선(CL2)과 오버랩되지 않는다.In addition, since the first
제3 삽입막(322) 및 제4 삽입막(422)은 제3 및 제4 일함수 조절막(321, 421) 상에 형성될 수 있다. 제3 삽입막(322) 및 제4 삽입막(422)은 서로 간에 직접 접촉할 수 있다. The third and fourth intercalation layers 322 and 422 may be formed on the third and fourth work function control layers 321 and 421 . The
제3 삽입막(322)은 제3 활성 영역(30) 및 제2 필드 절연막(106) 상에 형성될 수 있다. 제4 삽입막(422)은 제4 활성 영역(40) 및 제2 필드 절연막(106) 상에 형성될 수 있다. The
제3 삽입막(322) 및 제4 삽입막(422)은 제2 트렌치(70t)의 측벽 및 바닥면을 따라 연장될 수 있다. 제3 삽입막(322) 및 제4 삽입막(422)은 서로 직접 접촉하는 제3 및 제4 일함수 조절막(321, 421)의 프로파일을 따라 연장될 수 있다. The
제3 삽입막(322) 및 제4 삽입막(422)은 제2 게이트 전극 구조체(70)의 제2 접촉면(MI2)에 의해 구분될 수 있다. 제1 내지 제4 삽입막(122, 222, 322, 422)은 동일 레벨에서 형성될 수 있다.The
제1 삽입막(122)의 두께(t12)는 제2 삽입막(222)의 두께(t22)와 실질적으로 동일할 수 있다. 제3 삽입막(322)의 두께(t32)는 제4 삽입막(422)의 두께(t42)와 실질적으로 동일할 수 있다. 제1 삽입막(122)의 두께(t12)는 제3 삽입막(322)의 두께(t32)와 실질적으로 동일할 수 있다.A thickness t12 of the
제1 내지 제4 삽입막(122, 222, 322, 422)은 동일한 물질을 포함할 수 있다. The first to fourth insertion layers 122 , 222 , 322 , and 422 may include the same material.
본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치에서, 제1 내지 제4 삽입막(122, 222, 322, 422)은 TiAl를 포함하는 막으로 설명한다.In the semiconductor device according to some embodiments of the present invention, the first to fourth interposed
제3 필링막(323) 및 제4 필링막(423)은 제3 및 제4 삽입막(322, 422) 상에 형성될 수 있다. 제3 필링막(323) 및 제4 필링막(423)은 서로 간에 직접 접촉할 수 있다. The
제3 필링막(323)은 제3 활성 영역(30) 및 제2 필드 절연막(106) 상에 형성될 수 있다. 제4 필링막(423)은 제4 활성 영역(40) 및 제2 필드 절연막(106) 상에 형성될 수 있다.The
제3 필링막(323) 및 제4 필링막(423)은 제2 게이트 전극 구조체(70)의 제2 접촉면(MI2)에 의해 구분될 수 있다. 제1 내지 제4 필링막(123, 223, 323, 423)은 동일 레벨에서 형성될 수 있다. The
제1 내지 제4 필링막(123, 223, 323, 423)은 동일한 물질을 포함할 수 있다. The first to fourth filling layers 123 , 223 , 323 , and 423 may include the same material.
제3 일함수 조절막(321) 상의 제3 삽입막(322) 및 제3 필링막(323)은 제3 상부 게이트 전극일 수 있고, 제4 일함수 조절막(421) 상의 제4 삽입막(422) 및 제4 필링막(423)은 제4 상부 게이트 전극일 수 있다.The third interposed
제3 상부 게이트 전극(322, 323)의 두께(h3)는 층간 절연막(190)의 상면으로부터 제2 트렌치(70t)의 바닥면의 제3 일함수 조절막(321)까지의 거리이고, 제4 상부 게이트 전극(422, 423)의 두께(h4)는 층간 절연막(190)의 상면으로부터 제2 트렌치(70t)의 바닥면의 제4 일함수 조절막(421)까지의 거리일 수 있다. The thickness h3 of the third
이 때, 제1 필드 절연막(105) 상에서, 제3 상부 게이트 전극(322, 323)의 두께(h3)는 제4 상부 게이트 전극(422, 423)의 두께(h4)와 다를 수 있다. 예를 들어, 제3 상부 게이트 전극(322, 323)의 두께(h3)는 제4 상부 게이트 전극(422, 423)의 두께(h4)보다 작을 수 있다.In this case, on the first
도 19는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치를 설명하기 위한 도면이다. 설명의 편의상, 도 17 및 도 18을 이용하여 설명한 것과 다른 것을 위주로 설명한다.19 is a diagram for describing a semiconductor device according to some embodiments of the present invention. For convenience of description, descriptions will be made mainly of things different from those described with reference to FIGS. 17 and 18 .
도 19를 참고하면, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치에서, 제4 게이트 전극(420)은 제4 게이트 절연막(430) 상에 순차적으로 형성된 제4 하부 도전막(425)과, 제4 식각 방지막(424)과, 제4 삽입막(422)과, 제4 필링막(423)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 19 , in the semiconductor device according to some embodiments of the present disclosure, the
제4 식각 방지막(424)은 제4 식각 방지막(424) 상의 제4 삽입막(422)과 접촉할 수 있다. The fourth
덧붙여, 제3 게이트 전극(320)에서, 제3 일함수 조절막(321)은 제3 일함수 조절막(321) 상의 제3 삽입막(322)과 접촉할 수 있다.In addition, in the
제4 게이트 전극(420)은 제4 식각 방지막(424)과 제4 삽입막(422) 사이에, TiN를 포함하는 일함수 조절막을 포함하지 않으므로, 제3 게이트 전극(320) 및 제4 게이트 전극(420) 사이의 제2 접촉면(MI2)는 제2 필드 절연막(106) 상으로 연장된 제3 일함수 조절막(321)의 종단에 위치할 수 있다. Since the
도 20은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치를 설명하기 위한 도면이다. 설명의 편의상, 도 17 및 도 18을 이용하여 설명한 것과 다른 것을 위주로 설명한다.20 is a diagram for describing a semiconductor device according to some embodiments of the present invention. For convenience of description, descriptions will be made mainly of things different from those described with reference to FIGS. 17 and 18 .
도 20을 참고하면, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치에서, 제1 일함수 조절막(121)은 제1 게이트 절연막(130)과 접촉하고, 제2 일함수 조절막(221)은 제2 게이트 절연막(230)과 접촉할 수 있다. Referring to FIG. 20 , in the semiconductor device according to some embodiments of the present invention, the first work
또한, 제3 일함수 조절막(321)은 제3 게이트 절연막(330)과 접촉하고, 제4 일함수 조절막(421)은 제4 게이트 절연막(430)과 접촉할 수 있다.Also, the third work
도 21은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치를 설명하기 위한 평면도이다. 도 22는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치를 설명하기 위한 평면도이다. 설명의 편의상, 도 17 및 도 18을 이용하여 설명한 것과 다른 것을 위주로 설명한다.21 is a plan view illustrating a semiconductor device according to some embodiments of the present invention. 22 is a plan view illustrating a semiconductor device according to some embodiments of the present invention. For convenience of description, descriptions will be made mainly of things different from those described with reference to FIGS. 17 and 18 .
도 21을 참고하면, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치에서, 제3 게이트 전극(320)과 제2 필드 절연막(106)이 중첩되는 폭(W21)는 제4 게이트 전극(420)과 제2 필드 절연막(106)이 중첩되는 폭(W22)과 실질적으로 동일할 수 있다.Referring to FIG. 21 , in the semiconductor device according to some embodiments of the present disclosure, a width W21 at which the
다시 말하면, 제3 게이트 전극(320) 및 제4 게이트 전극(420) 사이의 제2 접촉면(MI2)은 제2 필드 절연막(106)의 제2 중심선(CL2)과 일치할 수 있다. In other words, the second contact surface MI2 between the
제3 게이트 전극(320) 및 제4 게이트 전극(420) 사이의 제2 접촉면(MI2)은 제3 활성 영역(30) 및 제4 활성 영역(40)으로부터 동일한 거리만큼 이격되어 있을 수 있다.The second contact surface MI2 between the
제3 게이트 전극(320) 및 제4 게이트 전극(420) 사이의 제2 접촉면(MI2)은 제3 활성 영역(30) 및 제4 활성 영역(40)으로부터 동일한 거리에 위치하므로, 제2 접촉면(MI2)은 p형 트랜지스터의 채널 영역 및 n형 트랜지스터의 채널 영역에서 동일한 거리만큼 이격되어 있을 수 있다.Since the second contact surface MI2 between the
도 22를 참고하면, 제3 게이트 전극(320)과 제2 필드 절연막(106)이 중첩되는 폭(W21)은 제4 게이트 전극(420)과 제2 필드 절연막(106)이 중첩되는 폭(W22)보다 작을 수 있다.Referring to FIG. 22 , the overlapping width W21 of the
제3 게이트 전극(320) 및 제4 게이트 전극(420) 사이의 제2 접촉면(MI2)은 제4 활성 영역(40) 및 제3 활성 영역(30)에 근접하여 위치할 수 있다.The second contact surface MI2 between the
제3 게이트 전극(320) 및 제4 게이트 전극(420) 사이의 제2 접촉면(MI2)은 제4 활성 영역(40)보다 제3 활성 영역(30)에 근접하여 위치하므로, 제2 접촉면(MI2)은 n형 트랜지스터의 채널 영역보다 p형 트랜지스터의 채널 영역에 더 가깝다. Since the second contact surface MI2 between the
즉, 제1 영역(I)에서 제1 게이트 전극(120) 및 제2 게이트 전극(220) 사이의 제1 접촉면(MI1)은 p형 트랜지스터의 채널 영역보다 n형 트랜지스터의 채널 영역에 더 가깝지만, 제2 영역(II)에서 제3 게이트 전극(320) 및 제4 게이트 전극(420) 사이의 제2 접촉면(MI2)은 n형 트랜지스터의 채널 영역보다 p형 트랜지스터의 채널 영역에 더 가까울 수 있다.That is, in the first region I, the first contact surface MI1 between the
도 23은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치를 설명하기 위한 평면도이다. 도 24는 도 23의 A - A 및 D - D를 따라 절단한 단면도이다.23 is a plan view illustrating a semiconductor device according to some embodiments of the present invention. 24 is a cross-sectional view taken along lines A - A and D - D of FIG. 23 .
도 23 및 도 24의 제1 영역(I)에 도시된 제1 핀형 패턴(110), 제2 핀형 패턴(210) 및 제1 게이트 전극 구조체(50)는 도 1 내지 도 3b, 도 8 및 도 9를 이용하여 설명한 것과 실질적으로 동일하므로, 도 23 및 도 24은 제2 영역(II)에 도시된 내용을 중심으로 설명한다.The first fin-shaped
덧붙여, 도 23 및 도 24은 제2 영역(II)에 도시된 제2 게이트 전극 구조체(70)는 도 17 및 도 18을 이용하여 설명한 것과 실질적으로 동일하므로, 중복되는 내용은 간략히 설명하거나, 생략한다.In addition, since the second
도 23 및 도 24를 참고하면, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치는 제1 영역(I)에 형성된 제1 핀형 패턴(110)과, 제1 핀형 패턴(110)과 인접하는 제2 핀형 패턴(210)을 포함하고, 제2 영역(II)에 형성된 제3 핀형 패턴(310)과, 제3 핀형 패턴(310)과 인접하는 제4 핀형 패턴(410)을 포함할 수 있다. 23 and 24 , in the semiconductor device according to some embodiments of the present invention, a first fin-shaped
예를 들어, 제1 핀형 패턴(110) 및 제2 핀형 패턴(210)은 SRAM 영역에 형성되고, 제3 핀형 패턴(310) 및 제4 핀형 패턴(410)은 로직 영역 또는 I/O 영역에 형성될 수 있다. For example, the first fin-shaped
제3 핀형 패턴(310) 및 제4 핀형 패턴(410)은 기판(100)으로부터 돌출되어 있을 수 있다. 제3 핀형 패턴(310) 및 제4 핀형 패턴(410)은 각각 제3 방향(X2)으로 길게 연장될 수 있다.The third fin-shaped
제3 핀형 패턴(310)은 PMOS의 채널 영역으로 사용되고, 제4 핀형 패턴(410)은 NMOS의 채널 영역으로 사용될 수 있다.The third fin-shaped
제3 핀형 패턴(310) 및 제4 핀형 패턴(410)은 기판(100)의 일부일 수도 있고, 기판(100)으로부터 성장된 에피층(epitaxial layer)을 포함할 수 있다.The third fin-shaped
각각의 제3 핀형 패턴(310) 및 제4 핀형 패턴(410)은 예를 들어, 원소 반도체 물질인 실리콘 또는 게르마늄을 포함할 수 있다. 또한, 각각의 제3 핀형 패턴(310) 및 제4 핀형 패턴(410)은 화합물 반도체를 포함할 수 있고, 예를 들어, IV-IV족 화합물 반도체 또는 III-V족 화합물 반도체를 포함할 수 있다.Each of the third fin-shaped
제2 필드 절연막(106)은 제3 핀형 패턴(310)의 측벽의 일부 및 제4 핀형 패턴(410)의 측벽의 일부를 덮고 있기 때문에, 제3 핀형 패턴(310) 및 제4 핀형 패턴(410)은 기판(100) 상에 형성된 제2 필드 절연막(106)의 상면 위로 돌출되어 있을 수 있다.Since the second
제3 핀형 패턴(310) 및 제4 핀형 패턴(410) 사이에는 제2 필드 절연막(106)의 상면보다 위로 돌출된 핀형 패턴이 형성되지 않을 수 있다.A fin-shaped pattern protruding above the upper surface of the second
제2 게이트 전극 구조체(70)는 제3 핀형 패턴(310), 제4 핀형 패턴(410) 및 제2 필드 절연막(106)을 가로지를 수 있다. 제2 게이트 전극 구조체(70)는 제4 방향(Y2)으로 길게 연장될 수 있다.The second
제3 핀형 패턴(310)과 제4 핀형 패턴(410)을 교차하는 제2 게이트 전극 구조체(70)의 제2 접촉면(MI2)은 제3 핀형 패턴(310)보다 제4 핀형 패턴(410)에 가까울 수 있다. The second contact surface MI2 of the second
제3 핀형 패턴(310) 상에 형성된 제3 게이트 전극(320)과 제2 필드 절연막(106)이 오버랩되는 폭(W21)은 제4 핀형 패턴(410) 상에 형성된 제4 게이트 전극(420)과 제2 필드 절연막(106)이 오버랩되는 폭(W22)보다 크다.A width W21 at which the
제3 게이트 절연막(330)은 제2 필드 절연막(106) 및 제3 핀형 패턴(310) 상에 형성될 수 있다. 제3 게이트 절연막(330)은 제2 필드 절연막(106)의 상면 및 제3 핀형 패턴(310)의 프로파일을 따라서 형성될 수 있다. The third
제4 게이트 절연막(430)은 제2 필드 절연막(106) 및 제4 핀형 패턴(410) 상에 형성될 수 있다. 제4 게이트 절연막(430)은 제2 필드 절연막(106)의 상면 및 제4 핀형 패턴(410)의 프로파일을 따라서 형성될 수 있다.The fourth
제2 트렌치(70t)의 바닥면을 따라 연장되는 제3 및 제4 게이트 절연막(330, 430)은 제3 핀형 패턴(310)의 프로파일, 제2 필드 절연막(106)의 상면 및 제4 핀형 패턴(410)의 프로파일을 따라 형성될 수 있다.The third and fourth
제2 게이트 전극 구조체(70)은 제3 및 제4 게이트 절연막(330, 430) 상에 형성될 수 있다.The second
제3 게이트 전극(320)은 제3 게이트 절연막(330) 상에 형성되고, 제3 핀형 패턴(310)과 교차할 수 있다. 제4 게이트 전극(420)은 제4 게이트 절연막(430) 상에 형성되고, 제4 핀형 패턴(410)과 교차할 수 있다. The
각각의 제3 하부 도전막(325)과, 제3 식각 방지막(324)과, 제3 일함수 조절막(321)과, 제3 삽입막(322)은 제3 게이트 절연막(330)의 프로파일을 따라서 형성될 수 있다. Each of the third lower
다르게 설명하면, 각각의 제3 하부 도전막(325)과, 제3 식각 방지막(324)과, 제3 일함수 조절막(321)과, 제3 삽입막(322)은 제3 핀형 패턴(310)의 프로파일 및 제2 필드 절연막(106)의 상면을 따라 연장될 수 있다.In other words, each of the third lower
각각의 제4 하부 도전막(425)과, 제4 식각 방지막(424)과, 제4 일함수 조절막(421)과, 제4 삽입막(422)은 제4 게이트 절연막(430)의 프로파일을 따라서 형성될 수 있다. Each of the fourth lower
각각의 제4 하부 도전막(425)과, 제4 식각 방지막(424)과, 제4 일함수 조절막(421)과, 제4 삽입막(422)은 제4 핀형 패턴(410)의 프로파일 및 제2 필드 절연막(106)의 상면을 따라 연장될 수 있다.Each of the fourth lower
제2 트렌치(70t)의 바닥면을 따라 연장되는 제3 및 제4 일함수 조절막(321, 421)은 제3 핀형 패턴(310)의 프로파일, 제2 필드 절연막(106)의 상면 및 제4 핀형 패턴(410)의 프로파일을 따라 연속적으로 연장될 수 있다.The third and fourth work function control layers 321 and 421 extending along the bottom surface of the
도 25에서, 제3 일함수 조절막(321)의 두께(t31)는 제4 일함수 조절막(421)의 두께(t41)보다 클 수 있다. 하지만, 제3 삽입막(322)의 두께(t32)는 제4 삽입막(422)의 두께(t42)와 실질적으로 동일할 수 있다.In FIG. 25 , a thickness t31 of the third work
제2 게이트 전극 구조체(70)의 제2 접촉면(MI2)은 제3 일함수 조절막(321) 및 제4 일함수 조절막(421) 사이의 경계에서 정의된다. 따라서, 제3 핀형 패턴(310)의 프로파일을 따라 형성된 제3 일함수 조절막(321)과 제2 필드 절연막(106)이 오버랩되는 폭(W21)은 제4 핀형 패턴(410)의 프로파일을 따라 형성된 제4 일함수 조절막(421)과 제2 필드 절연막(106)이 오버랩되는 폭(W22)보다 크다.The second contact surface MI2 of the second
층간 절연막(190)의 상면으로부터 제3 일함수 조절막(321)까지의 제3 상부 게이트 전극(322, 323)의 두께(h3)는, 층간 절연막(190)의 상면으로부터 제4 일함수 조절막(421)까지의 제4 상부 게이트 전극(422, 423)의 두께(h4)보다 작을 수 있다.The thickness h3 of the third
도 25는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치를 설명하기 위한 도면이다. 설명의 편의상, 도 23 및 도 24를 이용하여 설명한 것과 다른 점을 위주로 설명한다. 25 is a diagram for describing a semiconductor device according to some embodiments of the present invention. For convenience of description, the points different from those described with reference to FIGS. 23 and 24 will be mainly described.
도 25를 참고하면, 제3 게이트 전극(320)은 제3 게이트 절연막(330) 상에 제3 게이트 절연막(330)과 접촉하는 제3 일함수 조절막(321)과, 제3 일함수 조절막(321) 상의 제3 삽입막(322)과, 제3 삽입막(322) 상의 제3 필링막(323)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 25 , the
제4 게이트 전극(420)은 제4 게이트 절연막(430) 상에 제4 게이트 절연막(430)과 접촉하는 제4 일함수 조절막(421)과, 제4 일함수 조절막(421) 상의 제4 삽입막(422)과, 제4 삽입막(422) 상의 제4 필링막(423)을 포함할 수 있다. The
도 26은 본 발명의 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치를 설명하기 위한 평면도이다. 도 27은 도 26의 A - A 및 D - D를 따라 절단한 단면도이다. 설명의 편의를 위해, 도 11 및 도 12를 이용하여 설명한 것과 다른 점을 위주로 설명한다. 26 is a plan view for explaining a semiconductor device according to some embodiments of the present invention. 27 is a cross-sectional view taken along lines A - A and D - D of FIG. 26 . For convenience of description, the points different from those described with reference to FIGS. 11 and 12 will be mainly described.
도 26 및 도 27의 제1 영역(I)에 도시된 제1 활성 영역(10), 제2 활성 영역(20) 및 제1 게이트 전극 구조체(50)는 도 11 및 도 12를 이용하여 설명한 것과 실질적으로 동일하므로, 도 26 및 도 27은 제2 영역(II)에 도시된 내용을 중심으로 설명한다.The first
도 26 및 도 27을 참고하면, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치는 제1 영역(I) 및 제2 영역(II)을 포함하는 기판(100)과, 제1 영역(I)에 형성된 제1 게이트 전극 구조체(50)와, 제2 영역(II)에 형성된 제2 게이트 전극 구조체(70)를 포함할 수 있다.26 and 27 , a semiconductor device according to some embodiments of the present invention includes a
기판(100)은 제1 활성 영역(10), 제2 활성 영역(20), 제3 활성 영역(30), 제4 활성 영역(40), 제1 필드 절연막(105) 및 제2 필드 절연막(106)을 포함할 수 있다. The
제1 영역(I) 및 제2 영역(II)은 서로 다른 기능을 하는 소자가 형성된 영역일 수 있다. 예를 들어, 제1 영역(I)은 SRAM 영역이고, 제2 영역(II)은 로직 영역 또는 I/O 영역일 수 있다.The first region I and the second region II may be regions in which devices having different functions are formed. For example, the first region I may be an SRAM region, and the second region II may be a logic region or an I/O region.
제1 영역(I)의 기판(100)은 제1 활성 영역(10), 제2 활성 영역(20) 및 제1 필드 절연막(105)을 포함할 수 있다.The
제2 영역(II)의 기판(100)은 제3 활성 영역(30), 제4 활성 영역(40) 및 제2 필드 절연막(106)을 포함할 수 있다.The
제3 활성 영역(30)은 PMOS가 형성되는 영역이고, 제4 활성 영역(40)은 NMOS가 형성되는 영역이다.The third
제2 필드 절연막(106)은 제3 활성 영역(30) 및 제4 활성 영역(40) 사이에 배치되고, 제3 활성 영역(30) 및 제4 활성 영역(40)에 직접 접촉될 수 있다. 제2 필드 절연막(106)은 제3 활성 영역(30) 및 제4 활성 영역(40)로부터 동일한 거리에 위치하는 제2 중심선(CL2)을 포함한다.The second
제2 게이트 전극 구조체(70)는 제2 영역(II)의 기판(100) 상에 형성될 수 있다. 제2 게이트 전극 구조체(70)는 제3 활성 영역(30), 제4 활성 영역(40) 및 제2 필드 절연막(106)을 가로지를 수 있다. 제2 게이트 전극 구조체(70)는 제4 방향(Y2)으로 길게 연장될 수 있다.The second
제3 게이트 전극(320) 및 제4 게이트 전극(420) 사이의 제2 접촉면(MI2)은 제4 활성 영역(40)보다 제3 활성 영역(30)에 근접하여 위치할 수 있다.The second contact surface MI2 between the
제3 활성 영역(30), 제2 접촉면(MI2), 제2 중심선(CL2) 및 제4 활성 영역(40)의 순서로 배열되므로, 제3 게이트 전극(320)은 제2 필드 절연막(106)의 제2 중심선(CL2)과 오버랩되지 않는다.Since the third
제3 게이트 전극(320) 및 제4 게이트 전극(420) 사이의 제2 접촉면(MI2)은 제4 활성 영역(40)보다 제3 활성 영역(30)에 근접하여 위치한다. 이에 따라, 제2 필드 절연막(106)과 오버랩되는 제3 게이트 전극(320)의 폭(W21)은 제2 필드 절연막(106)과 오버랩되는 제4 게이트 전극(420)의 폭(W22)보다 작다.The second contact surface MI2 between the
제3 게이트 전극(320)은 제3 게이트 절연막(330) 상에 순차적으로 형성된 제3 하부 도전막(325)과, 제3 식각 방지막(324)과, 제3 일함수 조절막(321)과, 제3 삽입막(322)과, 제3 필링막(323)을 포함할 수 있다.The
제4 게이트 전극(420)은 제4 게이트 절연막(430) 상에 순차적으로 형성된 제4 하부 도전막(425)과, 제4 식각 방지막(424)과, 제4 일함수 조절막(421)과, 제4 삽입막(422)과, 제4 필링막(423)을 포함할 수 있다.The
제3 게이트 전극(320) 및 제4 게이트 전극(420)에 대한 설명은 제1 게이트 전극(120) 및 제2 게이트 전극(220)에 관한 설명과 실질적으로 동일하므로, 이하 생략한다.The description of the
덧붙여, 제1 내지 제4 활성 영역(10, 20, 30, 40)은 예를 들어, 핀형 패턴과 같은 다채널 액티브 패턴이 될 수 있음은 자명하다.In addition, it is obvious that the first to fourth
도시된 것과 달리, 제3 게이트 전극(320) 및 제4 게이트 전극(420) 사이의 제2 접촉면(MI2)은 제3 활성 영역(30)보다 제4 활성 영역(40)에 근접하여 위치할 수도 있다. 또는, 제3 게이트 전극(320) 및 제4 게이트 전극(420) 사이의 제2 접촉면(MI2)은 제3 활성 영역(30) 및 제4 활성 영역(40)으로부터 동일한 거리만큼 이격된 위치에 정의될 수도 있다.Unlike the illustration, the second contact surface MI2 between the
도 1 내지 도 27에서, 서로 다른 두께를 갖는 제1 일함수 조절막(121) 및 제2 일함수 조절막(221)과, 서로 다른 두께를 갖는 제3 일함수 조절막(321) 및 제4 일함수 조절막(421)은 적어도 한번 이상의 TiN막의 패터닝을 통해 형성될 수 있다. 1 to 27 , a first work
제1 일함수 조절막(121) 및 제2 일함수 조절막(221)이 포함된 제1 영역(I)과, 제3 일함수 조절막(321) 및 제4 일함수 조절막(421)을 포함하는 제2 영역(II)은 서로 다른 기능을 하는 영역일 수 있다. The first region I including the first work
제1 영역(I)은 SRAM 영역이고, 제2 영역(II)은 로직 영역인 것으로 설명한다. It will be described that the first region I is an SRAM region, and the second region II is a logic region.
이와 같은 경우, 제1 영역(I)에 포함된 트랜지스터를 형성하는 공정에 따라, n형 게이트 전극 및 p형 게이트 전극 사이의 경계가 n형 트랜지스터의 채널 영역에 근접할 경우에, 서로 게이트 전극 구조체를 공유하는 n형 트랜지스터 및 p형 트랜지스터의 임계 전압이 개선될 수 있다. In this case, depending on the process of forming the transistor included in the first region (I), when the boundary between the n-type gate electrode and the p-type gate electrode is close to the channel region of the n-type transistor, each other gate electrode structure Threshold voltages of n-type transistors and p-type transistors that share a can be improved.
또는, n형 게이트 전극 및 p형 게이트 전극 사이의 경계가 p형 트랜지스터의 채널 영역에 근접할 경우에, 서로 게이트 전극 구조체를 공유하는 n형 트랜지스터 및 p형 트랜지스터의 임계 전압이 개선될 수 있다.Alternatively, when the boundary between the n-type gate electrode and the p-type gate electrode is close to the channel region of the p-type transistor, the threshold voltages of the n-type transistor and the p-type transistor sharing the gate electrode structure with each other may be improved.
한편, 로직 소자가 형성되는 제2 영역(II)에 포함된 트랜지스터를 형성하는 공정에 따라, n형 게이트 전극 및 p형 게이트 전극 사이의 경계가 n형 트랜지스터의 채널 영역에 근접할 경우에, 서로 게이트 전극 구조체를 공유하는 n형 트랜지스터 및 p형 트랜지스터의 임계 전압이 개선될 수 있다.Meanwhile, according to the process of forming the transistor included in the second region II in which the logic element is formed, when the boundary between the n-type gate electrode and the p-type gate electrode approaches the channel region of the n-type transistor, each other Threshold voltages of n-type transistors and p-type transistors sharing the gate electrode structure can be improved.
또는, n형 게이트 전극 및 p형 게이트 전극 사이의 경계가 p형 트랜지스터의 채널 영역에 근접할 경우에, 서로 게이트 전극 구조체를 공유하는 n형 트랜지스터 및 p형 트랜지스터의 임계 전압이 개선될 수 있다. Alternatively, when the boundary between the n-type gate electrode and the p-type gate electrode is close to the channel region of the p-type transistor, the threshold voltages of the n-type transistor and the p-type transistor sharing the gate electrode structure with each other may be improved.
또는, n형 게이트 전극 및 p형 게이트 전극 사이의 경계가 p형 트랜지스터의 채널 영역 및 n형 트랜지스터의 채널 영역의 중간에 있는 경우에, 서로 게이트 전극 구조체를 공유하는 n형 트랜지스터 및 p형 트랜지스터의 임계 전압이 개선될 수 있다.Alternatively, when the boundary between the n-type gate electrode and the p-type gate electrode is in the middle between the channel region of the p-type transistor and the channel region of the n-type transistor, the n-type transistor and the p-type transistor sharing a gate electrode structure with each other The threshold voltage can be improved.
n형 게이트 전극 및 p형 게이트 전극에 포함되는 물질이 무엇인지에 따라, 서로 다른 기능을 하는 영역에서 n형 게이트 전극 및 p형 게이트 전극 사이의 경계가 변할 수 있다. The boundary between the n-type gate electrode and the p-type gate electrode may change in regions having different functions depending on what materials are included in the n-type gate electrode and the p-type gate electrode.
또는, p형 트랜지스터의 채널 영역 및 n형 트랜지스터의 채널 영역 사이의 간격의 크고 작음에 따라, 서로 다른 기능을 하는 영역에서 n형 게이트 전극 및 p형 게이트 전극 사이의 경계가 변할 수 있다.Alternatively, the boundary between the n-type gate electrode and the p-type gate electrode in regions having different functions may be changed according to a large or small gap between the channel region of the p-type transistor and the channel region of the n-type transistor.
덧붙여, n형 게이트 전극 및 p형 게이트 전극을 어떤 공정 방법을 이용하여 제조하느냐에 따라, 서로 다른 기능을 하는 영역에서 n형 게이트 전극 및 p형 게이트 전극 사이의 경계가 변할 수 있다.In addition, depending on which process method is used to manufacture the n-type gate electrode and the p-type gate electrode, the boundary between the n-type gate electrode and the p-type gate electrode may change in regions having different functions.
도 28은 본 발명의 실시예들에 따른 반도체 장치를 포함하는 SoC 시스템의 블록도이다.28 is a block diagram of an SoC system including a semiconductor device according to embodiments of the present invention.
도 28을 참조하면, SoC 시스템(1000)은 어플리케이션 프로세서(1001)와, DRAM(1060)을 포함한다.Referring to FIG. 28 , the
어플리케이션 프로세서(1001)는 중앙처리부(1010), 멀티미디어 시스템(1020), 버스(1030), 메모리 시스템(1040), 주변 회로(1050)를 포함할 수 있다.The
중앙처리부(1010)는 SoC 시스템(1000)의 구동에 필요한 연산을 수행할 수 있다. 본 발명의 몇몇 실시예에서, 중앙처리부(1010)는 복수의 코어를 포함하는 멀티 코어 환경으로 구성될 수 있다. The
멀티미디어 시스템(1020)은, SoC시스템(1000)에서 각종 멀티미디어 기능을 수행하는데 이용될 수 있다. 이러한 멀티미디어 시스템(1020)은 3D 엔진(3D engine) 모듈, 비디오 코덱(video codec), 디스플레이 시스템(display system), 카메라 시스템(camera system), 포스트-프로세서(post -processor) 등을 포함할 수 있다. The
버스(1030)는, 중앙처리부(1010), 멀티미디어 시스템(1020), 메모리 시스템(1040), 및 주변 회로(1050)가 서로 데이터 통신을 하는데 이용될 수 있다. 본 발명의 몇몇 실시예에서, 이러한 버스(1030)는 다층 구조를 가질 수 있다. 구체적으로, 이러한 버스(1030)의 예로는 다층 AHB(multi-layer Advanced High-performance Bus), 또는 다층 AXI(multi-layer Advanced eXtensible Interface)가 이용될 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.The
메모리 시스템(1040)은, 어플리케이션 프로세서(1001)가 외부 메모리(예를 들어, DRAM(1060))에 연결되어 고속 동작하는데 필요한 환경을 제공할 수 있다. 본 발명의 몇몇 실시예에서, 메모리 시스템(1040)은 외부 메모리(예를 들어, DRAM(1060))를 컨트롤하기 위한 별도의 컨트롤러(예를 들어, DRAM 컨트롤러)를 포함할 수도 있다.The
주변 회로(1050)는, SoC시스템(1000)이 외부 장치(예를 들어, 메인 보드)와 원활하게 접속되는데 필요한 환경을 제공할 수 있다. 이에 따라, 주변 회로(1050)는 SoC시스템(1000)에 접속되는 외부 장치가 호환 가능하도록 하는 다양한 인터페이스를 구비할 수 있다.The
DRAM(1060)은 어플리케이션 프로세서(1001)가 동작하는데 필요한 동작 메모리로 기능할 수 있다. 본 발명의 몇몇 실시예에서, DRAM(1060)은, 도시된 것과 같이 어플리케이션 프로세서(1001)의 외부에 배치될 수 있다. 구체적으로, DRAM(1060)은 어플리케이션 프로세서(1001)와 PoP(Package on Package) 형태로 패키징될 수 있다.The
이러한 SoC 시스템(1000)의 구성 요소 중 적어도 하나는 앞서 설명한 본 발명의 실시예들에 따른 반도체 장치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.At least one of the components of the
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can realize that the present invention can be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential features. you will be able to understand Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive.
10, 20, 30, 40: 활성 영역 50, 70: 게이트 구조체
105, 106: 필드 절연막 110, 210, 310, 410: 핀형 패턴
120, 220, 320, 420: 게이트 전극 121, 221, 321, 421: 일함수 조절막
CL: 필드 절연막의 중심선
MI: n형 게이트 전극 및 p형 게이트 전극의 접촉면10, 20, 30, 40:
105, 106:
120, 220, 320, 420:
CL: center line of the field insulating film
MI: the contact surface of the n-type gate electrode and the p-type gate electrode
Claims (20)
상기 기판 상에, 상기 제1 활성 영역, 상기 제2 활성 영역 및 상기 제1 필드 절연막을 가로지르는 제1 게이트 전극 구조체를 포함하고,
상기 제1 게이트 전극 구조체는 서로 직접 접촉하는 제1 p형 게이트 전극과 제1 n형 게이트 전극을 포함하고,
상기 제1 p형 게이트 전극은 상기 제1 활성 영역 및 상기 제1 필드 절연막 상의 제1 일함수 조절막과, 상기 제1 일함수 조절막 상의 제1 상부 게이트 전극을 포함하고,
상기 제1 n형 게이트 전극은 상기 제2 활성 영역 및 상기 제1 필드 절연막 상의 제2 일함수 조절막과, 상기 제2 일함수 조절막 상의 제2 상부 게이트 전극을 포함하고,
상기 제1 일함수 조절막 및 상기 제2 일함수 조절막은 직접 접촉하고, 동일한 물질막이고,
상기 제1 일함수 조절막의 두께는 상기 제2 일함수 조절막의 두께와 다르고,
상기 제1 p형 게이트 전극과 상기 제1 필드 절연막이 중첩되는 폭은, 상기 제1 n형 게이트 전극과 상기 제1 필드 절연막이 중첩되는 폭과 다른 반도체 장치.a substrate comprising a first active region, a second active region, and a first field insulating layer in direct contact between the first active region and the second active region; and
a first gate electrode structure crossing the first active region, the second active region, and the first field insulating layer on the substrate;
The first gate electrode structure includes a first p-type gate electrode and a first n-type gate electrode in direct contact with each other,
the first p-type gate electrode includes a first work function control layer on the first active region and the first field insulating layer, and a first upper gate electrode on the first work function control layer;
the first n-type gate electrode includes a second work function regulating film on the second active region and the first field insulating film, and a second upper gate electrode on the second work function regulating film,
The first work function regulating film and the second work function regulating film are in direct contact with each other and are the same material film,
The thickness of the first work function control layer is different from the thickness of the second work function control layer,
The overlapping width of the first p-type gate electrode and the first field insulating layer is different from the overlapping width of the first n-type gate electrode and the first field insulating layer.
상기 제1 일함수 조절막의 두께는 상기 제2 일함수 조절막의 두께보다 큰 반도체 장치.The method of claim 1,
A thickness of the first work function control layer is greater than a thickness of the second work function control layer.
상기 제1 p형 게이트 전극과 상기 제1 필드 절연막이 중첩되는 폭은, 상기 제1 n형 게이트 전극과 상기 제1 필드 절연막이 중첩되는 폭보다 큰 반도체 장치.The method of claim 1,
An overlapping width of the first p-type gate electrode and the first field insulating layer is greater than an overlapping width of the first n-type gate electrode and the first field insulating layer.
상기 제1 p형 게이트 전극과 상기 제1 필드 절연막이 중첩되는 폭은, 상기 제1 n형 게이트 전극과 상기 제1 필드 절연막이 중첩되는 폭보다 작은 반도체 장치.The method of claim 1,
An overlapping width of the first p-type gate electrode and the first field insulating layer is smaller than an overlapping width of the first n-type gate electrode and the first field insulating layer.
상기 제1 활성 영역 및 상기 제2 활성 영역은 SRAM 영역에 포함되는 반도체 장치.The method of claim 1,
The first active region and the second active region are included in an SRAM region.
상기 기판은 서로 다른 기능을 하는 제1 영역 및 제2 영역을 포함하고,
상기 제1 활성 영역 및 상기 제2 활성 영역은 상기 제1 영역에 형성되고,
상기 제2 영역의 상기 기판은 제3 활성 영역과, 제4 활성 영역과, 상기 제3 활성 영역 및 상기 제4 활성 영역 사이에 직접 접촉된 제2 필드 절연막을 포함하고,
상기 기판 상에, 상기 제3 활성 영역, 상기 제4 활성 영역 및 상기 제2 필드 절연막을 가로지르는 제2 게이트 전극 구조체를 더 포함하고,
상기 제2 게이트 전극 구조체는 서로 직접 접촉하는 제2 p형 게이트 전극과 제2 n형 게이트 전극을 포함하고,
상기 제2 p형 게이트 전극은 상기 제3 활성 영역 및 상기 제2 필드 절연막 상에 형성되고,
상기 제2 n형 게이트 전극은 상기 제4 활성 영역 및 상기 제2 필드 절연막 상에 형성되는 반도체 장치.The method of claim 1,
The substrate includes a first region and a second region having different functions,
The first active region and the second active region are formed in the first region,
The substrate of the second region includes a third active region, a fourth active region, and a second field insulating film in direct contact between the third active region and the fourth active region,
a second gate electrode structure crossing the third active region, the fourth active region, and the second field insulating layer on the substrate;
The second gate electrode structure includes a second p-type gate electrode and a second n-type gate electrode in direct contact with each other,
the second p-type gate electrode is formed on the third active region and the second field insulating layer;
The second n-type gate electrode is formed on the fourth active region and the second field insulating layer.
상기 제2 p형 게이트 전극과 상기 제2 n형 게이트 전극의 접촉면은 상기 제3 활성 영역보다 상기 제4 활성 영역에 가까운 반도체 장치.7. The method of claim 6,
A contact surface of the second p-type gate electrode and the second n-type gate electrode is closer to the fourth active region than the third active region.
상기 제2 p형 게이트 전극과 상기 제2 필드 절연막이 중첩되는 폭은, 상기 제2 n형 게이트 전극과 상기 제2 필드 절연막이 중첩되는 폭과 실질적으로 동일한 반도체 장치.7. The method of claim 6,
The overlapping width of the second p-type gate electrode and the second field insulating layer is substantially the same as the overlapping width of the second n-type gate electrode and the second field insulating layer.
상기 제2 p형 게이트 전극과 상기 제2 n형 게이트 전극의 접촉면은 상기 제4 활성 영역보다 상기 제3 활성 영역에 가까운 반도체 장치.7. The method of claim 6,
A contact surface of the second p-type gate electrode and the second n-type gate electrode is closer to the third active region than the fourth active region.
상기 제1 일함수 조절막 및 상기 제2 일함수 조절막은 각각 TiN막인 반도체 장치.The method of claim 1,
The first work function control layer and the second work function control layer are each a TiN layer.
상기 제1 핀형 패턴과 상기 제2 핀형 패턴 사이에, 상기 제1 핀형 패턴 및 상기 제2 핀형 패턴의 일부를 덮는 제1 필드 절연막;
상기 제1 핀형 패턴, 상기 제1 필드 절연막 및 상기 제2 핀형 패턴과 교차하는 제1 게이트 전극 구조체를 포함하고,
상기 제1 게이트 전극 구조체는 서로 직접 접촉하는 제1 p형 게이트 전극과 제1 n형 게이트 전극을 포함하고,
상기 제1 p형 게이트 전극은 상기 제1 핀형 패턴 및 상기 제1 필드 절연막 상의 제1 일함수 조절막과, 상기 제1 일함수 조절막 상의 제1 상부 게이트 전극을 포함하고,
상기 제1 n형 게이트 전극은 상기 제2 핀형 패턴 및 상기 제1 필드 절연막 상의 제2 일함수 조절막과, 상기 제2 일함수 조절막 상의 제2 상부 게이트 전극을 포함하고,
상기 제1 일함수 조절막 및 상기 제2 일함수 조절막은 직접 접촉하고, 동일한 물질막이고,
상기 제1 일함수 조절막의 두께는 상기 제2 일함수 조절막의 두께보다 두껍고,
상기 제1 p형 게이트 전극과 상기 제1 필드 절연막이 중첩되는 폭은, 상기 제1 n형 게이트 전극과 상기 제1 필드 절연막이 중첩되는 폭보다 큰 반도체 장치.a first fin-shaped pattern and a second fin-shaped pattern adjacent to each other;
a first field insulating layer between the first fin-shaped pattern and the second fin-shaped pattern and covering a portion of the first fin-shaped pattern and the second fin-shaped pattern;
a first gate electrode structure intersecting the first fin-shaped pattern, the first field insulating layer, and the second fin-shaped pattern;
The first gate electrode structure includes a first p-type gate electrode and a first n-type gate electrode in direct contact with each other,
the first p-type gate electrode includes a first work function control layer on the first fin pattern and the first field insulating layer, and a first upper gate electrode on the first work function control layer;
the first n-type gate electrode includes a second work function control layer on the second fin pattern and the first field insulating layer, and a second upper gate electrode on the second work function control layer;
The first work function regulating film and the second work function regulating film are in direct contact with each other and are the same material film,
The thickness of the first work function control layer is thicker than the thickness of the second work function control layer,
An overlapping width of the first p-type gate electrode and the first field insulating layer is greater than an overlapping width of the first n-type gate electrode and the first field insulating layer.
상기 제1 p형 게이트 전극과 상기 제1 n형 게이트 전극 사이의 접촉면은 상기 제1 핀형 패턴보다 상기 제2 핀형 패턴에 가까운 반도체 장치.12. The method of claim 11,
A contact surface between the first p-type gate electrode and the first n-type gate electrode is closer to the second fin-type pattern than the first fin-type pattern.
상기 제1 게이트 전극 구조체 하부에, 상기 제1 핀형 패턴의 프로파일, 상기 제1 필드 절연막의 상면 및 상기 제2 핀형 패턴의 프로파일을 따라 연장되는 게이트 절연막을 더 포함하고,
상기 제1 게이트 전극 구조체는 상기 게이트 절연막 상에, 상기 게이트 절연막을 따라 연장되는 TiN막과, 상기 TiN막 상의 TaN막을 더 포함하고,
상기 제1 일함수 조절막 및 상기 제2 일함수 조절막은 각각 상기 TaN막 상에서 상기 TaN막과 접촉하는 반도체 장치.12. The method of claim 11,
a gate insulating layer extending under the first gate electrode structure along the profile of the first fin-shaped pattern, the upper surface of the first field insulating layer, and the profile of the second fin-shaped pattern;
The first gate electrode structure further includes a TiN film extending along the gate insulating film on the gate insulating film, and a TaN film on the TiN film,
The first work function control layer and the second work function control layer contact the TaN layer on the TaN layer, respectively.
상기 제1 게이트 전극 구조체 하부에, 상기 제1 핀형 패턴의 프로파일, 상기 제1 필드 절연막의 상면 및 상기 제2 핀형 패턴의 프로파일을 따라 연장되는 게이트 절연막을 더 포함하고,
상기 제1 일함수 조절막 및 상기 제2 일함수 조절막은 각각 상기 게이트 절연막과 접촉하는 반도체 장치.12. The method of claim 11,
a gate insulating layer extending under the first gate electrode structure along the profile of the first fin-shaped pattern, the upper surface of the first field insulating layer, and the profile of the second fin-shaped pattern;
The first work function control layer and the second work function control layer contact the gate insulating layer, respectively.
서로 인접하는 제3 핀형 패턴 및 제4 핀형 패턴과,
상기 제3 핀형 패턴과 상기 제4 핀형 패턴 사이에, 상기 제3 핀형 패턴 및 상기 제4 핀형 패턴의 일부를 덮는 제2 필드 절연막과,
상기 제3 핀형 패턴, 상기 제2 필드 절연막 및 상기 제4 핀형 패턴을 가로지르는 제2 게이트 전극 구조체를 더 포함하고,
상기 제2 게이트 전극 구조체는 서로 직접 접촉하는 제2 p형 게이트 전극과 제2 n형 게이트 전극을 포함하고,
상기 제2 p형 게이트 전극과 상기 제2 n형 게이트 전극의 접촉면은 상기 제3 핀형 패턴보다 상기 제4 핀형 패턴에 가까운 반도체 장치.12. The method of claim 11,
a third fin-shaped pattern and a fourth fin-shaped pattern adjacent to each other;
a second field insulating layer between the third fin-shaped pattern and the fourth fin-shaped pattern and covering a portion of the third fin-shaped pattern and the fourth fin-shaped pattern;
a second gate electrode structure crossing the third fin-shaped pattern, the second field insulating layer, and the fourth fin-shaped pattern;
The second gate electrode structure includes a second p-type gate electrode and a second n-type gate electrode in direct contact with each other,
A contact surface of the second p-type gate electrode and the second n-type gate electrode is closer to the fourth fin pattern than the third fin pattern.
상기 제1 핀형 패턴 및 상기 제2 핀형 패턴은 SRAM 영역에 형성되고, 상기 제3 핀형 패턴 및 상기 제4 핀형 패턴은 로직 영역에 형성되는 반도체 장치.16. The method of claim 15,
The first fin-shaped pattern and the second fin-shaped pattern are formed in an SRAM region, and the third fin-shaped pattern and the fourth fin-shaped pattern are formed in a logic region.
상기 기판 상에, 상기 제1 활성 영역, 상기 필드 절연막 및 상기 제2 활성 영역을 가로지르는 트렌치를 포함하는 층간 절연막;
상기 트렌치의 측벽 및 바닥면을 따라 연장되는 게이트 절연막; 및
상기 게이트 절연막 상에, 상기 트렌치를 채우고, 상기 제1 활성 영역, 상기 제2 활성 영역 및 상기 필드 절연막을 가로지르는 게이트 전극 구조체를 포함하고,
상기 게이트 전극 구조체는 서로 직접 접촉하는 p형 게이트 전극과 n형 게이트 전극을 포함하고,
상기 p형 게이트 전극은 상기 제1 활성 영역 및 상기 필드 절연막 상에 연장되고, 상기 n형 게이트 전극은 상기 제2 활성 영역 및 상기 필드 절연막 상에 연장되고,
상기 p형 게이트 전극은 상기 게이트 절연막을 따라 연장되는 제1 TiN막과, 상기 제1 TiN막 상의 제1 상부 게이트 전극을 포함하고,
상기 n형 게이트 전극은 상기 게이트 절연막을 따라 연장되고 상기 제1 TiN막과 직접 접촉하는 제2 TiN막과, 상기 제2 TiN막 상의 제2 상부 게이트 전극을 포함하고,
상기 필드 절연막 상에서 상기 제1 상부 게이트 전극의 두께는, 상기 필드 절연막 상에서 상기 제2 상부 게이트 전극의 두께보다 작고,
상기 제1 TiN막과 상기 필드 절연막이 중첩되는 폭은, 상기 제2 TiN막과 상기 필드 절연막이 중첩되는 폭과 다른 반도체 장치.a substrate comprising a first active region, a second active region, and a field insulating layer in direct contact between the first active region and the second active region;
an interlayer insulating layer on the substrate, the interlayer insulating layer including a trench crossing the first active region, the field insulating layer, and the second active region;
a gate insulating layer extending along sidewalls and bottom surfaces of the trench; and
a gate electrode structure filling the trench on the gate insulating layer and crossing the first active region, the second active region, and the field insulating layer;
The gate electrode structure includes a p-type gate electrode and an n-type gate electrode in direct contact with each other,
the p-type gate electrode extends over the first active region and the field insulating layer, and the n-type gate electrode extends over the second active region and the field insulating layer;
the p-type gate electrode includes a first TiN film extending along the gate insulating film, and a first upper gate electrode on the first TiN film;
the n-type gate electrode includes a second TiN film extending along the gate insulating film and in direct contact with the first TiN film, and a second upper gate electrode on the second TiN film,
a thickness of the first upper gate electrode on the field insulating layer is smaller than a thickness of the second upper gate electrode on the field insulating layer;
The overlapping width of the first TiN layer and the field insulating layer is different from the overlapping width of the second TiN layer and the field insulating layer.
상기 제1 TiN막의 두께는 상기 제2 TiN막의 두께보다 큰 반도체 장치.18. The method of claim 17,
A thickness of the first TiN layer is greater than a thickness of the second TiN layer.
상기 제1 TiN막과 상기 필드 절연막이 중첩되는 폭은, 상기 제2 TiN막과 상기 필드 절연막이 중첩되는 폭보다 큰 반도체 장치.18. The method of claim 17,
The overlapping width of the first TiN layer and the field insulating layer is greater than the overlapping width of the second TiN layer and the field insulating layer.
상기 제1 TiN막과 상기 필드 절연막이 중첩되는 폭은, 상기 제2 TiN막과 상기 필드 절연막이 중첩되는 폭보다 작은 반도체 장치.18. The method of claim 17,
The overlapping width of the first TiN layer and the field insulating layer is smaller than the overlapping width of the second TiN layer and the field insulating layer.
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