KR20160031399A - Semiconductor device and method for fabricating the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반도체 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor device and a manufacturing method thereof.
최근의 반도체 장치는 저전압에서 고속 동작을 할 수 있는 방향으로 발전하고 있으며, 반도체 장치의 제조 공정은 집적도가 향상되는 방향으로 발전되고 있다.BACKGROUND ART [0002] Recent semiconductor devices are being developed in a direction capable of high-speed operation at a low voltage, and the manufacturing process of semiconductor devices is being developed in a direction of improving the degree of integration.
전통적인 전계 효과 트랜지스터에 비해 숏 채널 효과(short channel effect)에 더 잘 견딜 수 있고 저전압에서 더 높은 구동 전류를 제공하기 위해, 3차원의 공간 구조로 채널이 형성되는 핀 전계 효과 트랜지스터(FinFET)에 관심이 높아지고 있다. Interest in fin field effect transistors (FinFETs), where channels are formed in a three-dimensional spatial structure to better withstand short channel effects and provide higher drive currents at lower voltages than traditional field effect transistors Is increasing.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 머지된 액티브 핀(merged active fin)을 갖는 핀펫 소자를 제조하는 공정에서 엘리베이티드 소오스/드레인(elevated Source/Drain)을 형성함에 있어서, 보이드(void) 공간을 통해 에천트(etchant)가 제공되어 소오스/드레인의 일부가 식각되는 것을 방지하는 구조를 갖는 반도체 장치를 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method of forming an elevated source / drain in a process for manufacturing a pinned device having a merged active fin, And an etchant is provided to prevent a part of the source / drain from being etched.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 머지된 액티브 핀(merged active fin)을 갖는 핀펫 소자를 제조하는 공정에서 엘리베이티드 소오스/드레인(elevated Source/Drain)을 형성함에 있어서, 보이드(void) 공간을 통해 에천트(etchant)가 제공되어 소오스/드레인의 일부가 식각되는 것을 방지할 수 있는 반도체 장치의 제조 방법을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a method of forming an elevated source / drain in a process for manufacturing a pinned device having a merged active fin, And a method of manufacturing a semiconductor device capable of preventing an etching of a part of a source / drain by providing an etchant through the via hole.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical objects of the present invention are not limited to the above-mentioned technical problems, and other technical subjects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 장치는, 기판 상에 제1 방향으로 연장되고, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 이격되어 형성된 제1 및 제2 액티브 핀, 상기 제1 및 제2 액티브 핀 상에, 상기 제2 방향으로 연장되어 형성된 게이트 구조물, 상기 제1 액티브 핀 상에 형성되고, 상기 게이트 구조물의 적어도 일측에 배치되는 제1 반도체 패턴, 상기 제2 액티브 핀 상에 형성되고, 상기 게이트 구조물의 적어도 일측에 배치되는 제2 반도체 패턴을 포함하되, 상기 제1 반도체 패턴은, 제1 반도체 물질을 포함하는 제1 패턴과, 상기 제1 및 제2 액티브 핀 사이의 상기 제1 패턴의 하부에 배치되고, 상기 제1 반도체 물질과 다른 제2 반도체 물질을 포함하는 제2 패턴을 포함하고, 상기 제2 반도체 패턴은, 상기 제1 반도체 물질을 포함하는 제3 패턴과, 상기 제1 및 제2 액티브 핀 사이의 상기 제3 패턴의 하부에 배치되고, 상기 제2 반도체 물질을 포함하고, 상기 제2 패턴과 접하는 제4 패턴을 포함한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device comprising: a substrate; first and second active pins extending in a first direction on the substrate and spaced apart from each other in a second direction crossing the first direction; A gate structure formed on the first and second active pins, the gate structure being formed in the second direction; a first semiconductor pattern formed on the first active pin and disposed on at least one side of the gate structure; And a second semiconductor pattern formed on the active fin and disposed on at least one side of the gate structure, wherein the first semiconductor pattern includes a first pattern including a first semiconductor material, And a second pattern disposed below the first pattern between the fins and including a second semiconductor material different from the first semiconductor material, wherein the second semiconductor pattern comprises a first semiconductor material, And a fourth pattern disposed below the third pattern between the first and second active pins and including the second semiconductor material and in contact with the second pattern.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제1 패턴과 상기 제3 패턴은 접할 수 있다. In some embodiments of the present invention, the first pattern and the third pattern may be in contact with each other.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제1 패턴은, 제1 서브 패턴과 상기 제1 서브 패턴 상의 제2 서브 패턴을 포함하고, 상기 제3 패턴은, 제3 서브 패턴과 상기 제3 서브 패턴 상의 제4 서브 패턴을 포함할 수 있다. In some embodiments of the present invention, the first pattern includes a first subpattern and a second subpattern on the first subpattern, the third pattern includes a third subpattern and a third subpattern, And a fourth sub-pattern.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제1 서브 패턴과 상기 제2 서브 패턴은, 상기 제1 반도체 물질에 포함된 불순물의 농도가 다를 수 있다. In some embodiments of the present invention, the concentration of impurities contained in the first semiconductor material may be different between the first subpattern and the second subpattern.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제3 서브 패턴과 상기 제4 서브 패턴은, 상기 제1 반도체 물질에 포함된 불순물의 농도가 다를 수 있다. In some embodiments of the present invention, the third subpattern and the fourth subpattern may have different concentrations of impurities contained in the first semiconductor material.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제2 패턴은, 상기 제1 및 제2 액티브 핀 사이의 상기 제1 패턴의 하부면 전체를 덮도록 형성될 수 있다. In some embodiments of the present invention, the second pattern may be formed to cover the entire lower surface of the first pattern between the first and second active pins.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제4 패턴은, 상기 제1 및 제2 액티브 핀 사이의 상기 제3 패턴의 하부면 전체를 덮도록 형성될 수 있다. In some embodiments of the present invention, the fourth pattern may be formed to cover the entire lower surface of the third pattern between the first and second active pins.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제2 패턴은, 상기 제1 패턴의 외부면 전체를 덮도록 형성될 수 있다. In some embodiments of the present invention, the second pattern may be formed to cover the entire outer surface of the first pattern.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제4 패턴은, 상기 제3 패턴의 외부면 전체를 덮도록 형성될 수 있다. In some embodiments of the present invention, the fourth pattern may be formed to cover the entire outer surface of the third pattern.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제1 반도체 물질은, SiP, SiC, 및 SiCP들 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. In some embodiments of the present invention, the first semiconductor material may comprise at least one of SiP, SiC, and SiCP.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제2 반도체 물질은, SiGe를 포함할 수 있다. In some embodiments of the present invention, the second semiconductor material may comprise SiGe.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제2 반도체 물질은, Ge를 5~10% 포함할 수 있다. In some embodiments of the present invention, the second semiconductor material may comprise 5 to 10% Ge.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제1 반도체 물질은 상기 제2 반도체 물질보다 작은 격자 상수를 가질 수 있다.In some embodiments of the present invention, the first semiconductor material may have a smaller lattice constant than the second semiconductor material.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 장치는, 기판 상에 제1 방향으로 연장되고, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 이격되어 형성된 제1 및 제2 액티브 핀, 상기 제1 및 제2 액티브 핀 상에, 상기 제2 방향으로 연장되어 형성된 게이트 구조물, 상기 제1 액티브 핀 상에 형성된 제1 반도체 패턴, 상기 제2 액티브 핀 상에 형성된 제2 반도체 패턴, 상기 제1 및 제2 액티브 핀 사이에 형성된 필드 절연막, 상기 제1 및 제2 액티브 핀 사이의 상기 필드 절연막 상에, 상기 필드 절연막으로부터 이격되어 상기 제1 및 제2 반도체 패턴과 접하도록 형성되고 제1 반도체 물질을 포함하는 된 제1 패턴, 및 상기 제1 패턴 상에 형성되고, 상기 제1 제1 반도체 물질과 다른 제2 반도체 물질을 포함하는 제2 패턴을 포함한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device including first and second active pins extending in a first direction and spaced apart from each other in a second direction crossing the first direction, , A gate structure formed on the first and second active pins in the second direction, a first semiconductor pattern formed on the first active pin, a second semiconductor pattern formed on the second active pin, A field insulating film formed between the first and second active pins, a field insulating film formed between the first and second active pins, the field insulating film being formed to be in contact with the first and second semiconductor patterns, A first pattern comprising a semiconductor material and a second pattern formed on the first pattern and comprising a second semiconductor material different from the first first semiconductor material.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제1 및 제2 반도체 패턴은, 상기 제2 반도체 물질을 포함할 수 있다. In some embodiments of the present invention, the first and second semiconductor patterns may comprise the second semiconductor material.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제2 패턴에 포함된 상기 제1 반도체 물질의 불순물의 농도는, 상기 제1 및 제2 반도체 패턴에 포함된 상기 제1 반도체 물질의 불순물의 농도보다 높을 수 있다. In some embodiments of the present invention, the impurity concentration of the first semiconductor material included in the second pattern may be higher than the impurity concentration of the first semiconductor material included in the first and second semiconductor patterns .
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제1 반도체 물질은, n형 불순물을 포함할 수 있다. In some embodiments of the present invention, the first semiconductor material may comprise an n-type impurity.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제1 반도체 물질은, SiP, SiC, 및 SiCP들 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. In some embodiments of the present invention, the first semiconductor material may comprise at least one of SiP, SiC, and SiCP.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제1 패턴은, SiGe를 포함할 수 있다. In some embodiments of the present invention, the first pattern may comprise SiGe.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제1 패턴은, Ge를 5~10% 포함할 수 있다. In some embodiments of the present invention, the first pattern may comprise 5 to 10% Ge.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제2 반도체 물질의 격자 상수는 상기 제1 반도체 물질의 격자 상수보다 낮을 수 있다.In some embodiments of the present invention, the lattice constant of the second semiconductor material may be lower than the lattice constant of the first semiconductor material.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반도체 장치는, 제1 영역과 제2 영역이 정의된 기판, 상기 기판의 제1 영역에 제1 방향으로 연장되고, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 이격되어 형성된 제1 및 제2 액티브 핀, 상기 제1 및 제2 액티브 핀 상에, 상기 제2 방향으로 연장되어 형성된 제1 게이트 구조물, 상기 제1 및 제2 액티브 핀 상에 형성되고, 상기 제1 게이트 구조물의 적어도 일측에 배치되고, 제1 반도체 물질을 포함하는 제1 반도체 패턴, 상기 제1 및 제2 액티브 핀 사이의 상기 제1 반도체 패턴 하부에 형성되고, 상기 제1 반도체 물질과 다른 제2 반도체 물질을 포함하는 제2 반도체 패턴, 상기 기판의 제2 영역에 상기 제1 방향으로 연장되고, 상기 제2 방향으로 이격되어 형성된 제3 및 제4 액티브 핀, 상기 제3 및 제4 액티브 핀 상에, 상기 제2 방향으로 연장되어 형성된 제2 게이트 구조물, 및 상기 제3 및 제4 액티브 핀 상에 형성되고, 상기 제2 게이트 구조물의 적어도 일측에 배치되고, 상기 제2 반도체 물질을 포함하는 제3 반도체 패턴을 포함한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device including a substrate having a first region and a second region defined therein, a first region extending in a first direction in the first region, First and second active pins spaced apart in a second direction intersecting the first active pin, a first gate structure formed in the second direction on the first and second active pins, A first semiconductor pattern formed on the first semiconductor structure and formed on at least one side of the first gate structure and including a first semiconductor material; a second semiconductor pattern formed under the first semiconductor pattern between the first and second active pins, A second semiconductor pattern comprising a second semiconductor material different from the first semiconductor material, third and fourth active pins extending in the first direction in the second region of the substrate and spaced apart in the second direction, Third and fourth A second gate structure formed on the active pin and extending in the second direction and a second gate structure formed on the third and fourth active pins and disposed on at least one side of the second gate structure, And a second semiconductor pattern.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제1 반도체 물질은, n형 불순물을 포함할 수 있다. In some embodiments of the present invention, the first semiconductor material may comprise an n-type impurity.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제2 반도체 물질은, 게르마늄을 포함할 수 있다. In some embodiments of the present invention, the second semiconductor material may comprise germanium.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제1 반도체 물질은, SiP, SiC, SiCP 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. In some embodiments of the present invention, the first semiconductor material may comprise at least one of SiP, SiC, and SiCP.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제2 반도체 물질은, SiGe를 포함할 수 있다. In some embodiments of the present invention, the second semiconductor material may comprise SiGe.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제2 반도체 패턴은, Ge를 5~10% 포함할 수 있다. In some embodiments of the present invention, the second semiconductor pattern may include 5 to 10% Ge.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 장치의 제조 방법은, 기판 상에 제1 방향으로 연장된 제1 및 제2 핀을 형성하고, 상기 제1 및 제2 핀 상에, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장된 더미 게이트 전극을 형성하고, 상기 더미 게이트 전극의 적어도 일 측에 배치된 상기 제1 및 제2 핀 상에 제1 및 제2 반도체 패턴을 에피 성장시키되, 상기 제1 및 제2 반도체 패턴은 접하지 않고, 상기 제1 및 제2 반도체 패턴 사이의 상기 제1 및 제2 반도체 패턴 하부에 블락킹(blocking) 에피텍셜막을 형성하되, 상기 블락킹 막은 상기 제1 및 제2 반도체 패턴들과 다른 물질을 포함하고, 상기 더미 게이트 전극을 제거하는 것을 포함한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, the method including forming first and second fins extending in a first direction on a substrate, forming first and second fins on the first and second fins, And forming a dummy gate electrode extending in a second direction intersecting with the first direction, and epitaxially forming first and second semiconductor patterns on the first and second pins disposed on at least one side of the dummy gate electrode, Forming a blocking epitaxial film below the first and second semiconductor patterns between the first and second semiconductor patterns without contacting the first and second semiconductor patterns, The film includes a material different from the first and second semiconductor patterns and includes removing the dummy gate electrode.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 블락킹 에피텍셜막은, 상기 제1 및 제2 반도체 패턴을 머지(merge)하고, 상기 제1 및 제2 반도체 패턴의 하부면 상에 형성되어 상기 제1 및 제2 반도체 패턴을 보호할 수 있다. 상기 블락킹 막에 포함된 반도체 물질은 상기 제1 및 제2 반도체 패턴들에 포함된 반도체 물질보다 작은 격자 상수를 가질 수 있다. In some embodiments of the present invention, the blocking epitaxial film may be formed by merge the first and second semiconductor patterns, and may be formed on the lower surface of the first and second semiconductor patterns, 2 Semiconductor pattern can be protected. The semiconductor material included in the blocking layer may have a smaller lattice constant than the semiconductor material included in the first and second semiconductor patterns.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제1 및 제2 반도체 패턴의 외부로 노출된 면 상에 형성된 상기 블락킹 막의 일부를 제거하는 것을 더 포함할 수 있다. In some embodiments of the present invention, the method may further include removing a portion of the blocking film formed on the exposed surface of the first and second semiconductor patterns.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 블락킹 막을 제거하는 것은, HCl 또는 GeH4를 이용할 수 있다. In some embodiments of the present invention, removing the blocking film may utilize HCl or GeH4.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 블락킹 막을 제거한 후에, 외부로 노출된 상기 제1 및 제2 반도체 패턴 상에 에피택셜 층을 성장시키는 것을 더 포함하되, 상기 에피택셜 층은, 상기 제1 및 제2 반도체 패턴에 포함된 물질과 동일 물질을 포함할 수 있다. In some embodiments of the present invention, the method further comprises: after removing the blocking film, growing an epitaxial layer on the first and second semiconductor patterns exposed to the outside, And may include the same material as the material included in the second semiconductor pattern.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.The details of other embodiments are included in the detailed description and drawings.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 반도체 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 A-A를 절단한 단면도이다.
도 3은 도 1의 B-B를 절단한 단면도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 반도체 장치의 단면도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 반도체 장치의 단면도이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 반도체 장치의 단면도이다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 제5 실시예에 따른 반도체 장치의 단면도이다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 제6 실시예에 따른 반도체 장치의 단면도이다.
도 14는 본 발명의 제7 실시예에 따른 반도체 장치의 사시도이다.
도 15는 본 발명의 제8 실시예에 따른 반도체 장치의 단면도이다.
도 16은 본 발명의 제9 실시예에 따른 반도체 장치의 단면도이다.
도 17 내지 19는 본 발명의 제10 실시예에 따른 반도체 장치를 설명하기 위한 회로도 및 레이아웃도이다.
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 장치의 제조 방법을 순차적으로 나타낸 흐름도이다.
도 21은 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 장치의 제조 방법을 순차적으로 나타낸 흐름도이다.
도 22는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반도체 장치의 제조 방법을 순차적으로 나타낸 흐름도이다.
도 23 내지 도 31은 본 발명에 따른 반도체 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 중간 단계 도면들이다.
도 32는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치를 포함하는 전자 시스템을 설명하기 위한 개략적인 블록도이다.
도 33은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치를 포함하는 전자 시스템의 응용예를 설명하기 위한 개략적인 블록도이다.1 is a perspective view of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view taken along line AA in Fig.
3 is a cross-sectional view taken along line BB of Fig.
4 and 5 are sectional views of a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.
6 and 7 are sectional views of a semiconductor device according to a third embodiment of the present invention.
8 and 9 are cross-sectional views of a semiconductor device according to a fourth embodiment of the present invention.
10 and 11 are sectional views of a semiconductor device according to a fifth embodiment of the present invention.
12 and 13 are sectional views of a semiconductor device according to a sixth embodiment of the present invention.
14 is a perspective view of a semiconductor device according to a seventh embodiment of the present invention.
15 is a cross-sectional view of a semiconductor device according to an eighth embodiment of the present invention.
16 is a cross-sectional view of a semiconductor device according to a ninth embodiment of the present invention.
17 to 19 are a circuit diagram and a layout diagram for explaining a semiconductor device according to a tenth embodiment of the present invention.
20 is a flowchart sequentially illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
21 is a flowchart sequentially illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to another embodiment of the present invention.
22 is a flowchart sequentially illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to another embodiment of the present invention.
FIGS. 23 to 31 are intermediate steps for explaining a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention.
32 is a schematic block diagram for describing an electronic system including a semiconductor device according to some embodiments of the present invention.
33 is a schematic block diagram for explaining an application example of an electronic system including a semiconductor device according to some 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. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and the manner of achieving them, will be apparent from and elucidated with reference to the embodiments described hereinafter in conjunction with the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.
하나의 구성 요소가 다른 구성 요소와 "연결된(connected to)" 또는 "커플링된(coupled to)" 이라고 지칭되는 것은, 다른 구성 요소와 직접 연결 또는 커플링된 경우 또는 중간에 다른 구성 요소를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 하나의 구성 요소가 다른 구성 요소와 "직접 연결된(directly connected to)" 또는 "직접 커플링된(directly coupled to)"으로 지칭되는 것은 중간에 다른 구성 요소를 개재하지 않은 것을 나타낸다. "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. It is to be understood that when an element is referred to as being "connected to" or "coupled to" another element, it can be directly connected or coupled to another element, One case. On the other hand, when an element is referred to as being "directly coupled to" or "directly coupled to " another element, it means that it does not intervene in another element. "And / or" include each and every combination of one or more of the mentioned items.
구성 요소가 다른 구성 요소의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 구성 요소의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 구성 요소를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 구성 요소가 다른 구성 요소의 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 구성 요소를 개재하지 않은 것을 나타낸다.It is to be understood that an element is referred to as being "on" or " on "of another element includes both elements immediately above and beyond other elements. On the other hand, when an element is referred to as being "directly on" or "directly above" another element, it means that it does not intervene another element in the middle.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성 요소들과 다른 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 구성 요소는 다른 구성 요소의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 구성 요소는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.The terms spatially relative, "below", "beneath", "lower", "above", "upper" Can be used to easily describe the correlation of components with other components. Spatially relative terms should be understood to include, in addition to the orientation shown in the drawings, terms that include different orientations of the device during use or operation. For example, when inverting an element shown in the figures, an element described as "below" or "beneath" of another element may be placed "above" another element . Thus, the exemplary term "below" can include both downward and upward directions. The components can also be oriented in different directions, so that spatially relative terms can be interpreted according to orientation.
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 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of illustrating embodiments and is not intended to be limiting of the present invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. It is noted that the terms "comprises" and / or "comprising" used in the specification are intended to be inclusive in a manner similar to the components, steps, operations, and / Or additions.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성 요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성 요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성 요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성 요소 일 수도 있음은 물론이다.Although the first, second, etc. are used to describe various components, it goes without saying that these components are not limited by these terms. These terms are used only to distinguish one component from another. Therefore, it goes without saying that the first component mentioned below may be the second component within the technical scope of the present invention.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 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 defined otherwise, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used in a sense commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Also, commonly used predefined terms are not ideally or excessively interpreted unless explicitly defined otherwise.
이하에서, 본 발명의 제1 실시예에 따른 반도체 장치에 대하여 설명한다. Hereinafter, a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention will be described.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 반도체 장치의 사시도이다. 도 2는 도 1의 A-A를 절단한 단면도이다. 도 3은 도 1의 B-B를 절단한 단면도이다. 1 is a perspective view of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention. 2 is a sectional view taken along line A-A in Fig. 3 is a cross-sectional view taken along line B-B in Fig.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 반도체 장치(1)는, 기판(100), 필드 절연막(110), 제1 액티브 핀(F1), 제2 액티브 핀(F2), 제1 게이트 구조물(TR1), 제2 게이트 구조물(TR2), 제1 반도체 패턴(210), 제2 반도체 패턴(220), 블락킹 막(300) 등을 포함한다. 1 to 3, a
기판(100)은 실리콘 기판, SOI(Silicon On Insulator) 기판, 갈륨 비소 기판, 실리콘 게르마늄 기판, 세라믹 기판, 석영 기판, 또는 디스플레이용 유리 기판 등의 강성 기판이거나 폴리이미드(polyimide), 폴리에스테르(polyester) 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리에테르술폰(polyethersulfone), 폴리메틸 메타크릴레이트(polymethylmethacrylate), 폴리에틸렌나프탈레이트(polyethylene naphthalate), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate) 등의 가요성 플라스틱 기판일 수 있다.The
기판(100)은 제1 영역(Ⅰ)과 제2 영역(Ⅱ)을 포함할 수 있다. 제1 영역(Ⅰ)과 제2 영역(Ⅱ)은 예를 들어, STI(Shallow Trench Isolation)와 같은 필드 절연막(110)에 의해 구분될 수 있다. 여기에서, 제1 영역(Ⅰ)은 NMOS 영역이고 제2 영역(Ⅱ)은 PMOS 영역일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 영역(Ⅰ)이 PMOS 영역이고 제2 영역(Ⅱ)이 NMOS 영역일 수 있다. The
다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여, 기판(100)의 NMOS 영역에 대하여 설명하기로 한다. Hereinafter, for convenience of explanation, the NMOS region of the
필드 절연막(110)은 기판(100) 상에 형성되어, 소자 분리를 위해 이용된다. 필드 절연막(110)은 절연막으로서, HDP 산화막, SOG 산화막, CVD 산화막 등일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.A
제1 액티브 핀(F1)과 제2 액티브 핀(F2)은 기판(100)에 형성된다. 예를 들어, 제1 액티브 핀(F1)과 제2 액티브 핀(F2)은 기판(100) 상에 돌출되어 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 액티브 핀(F1)과 제2 액티브 핀(F2)은 기판(100)으로부터 제3 방향(Z)으로 돌출되어 형성될 수 있다. The first active pin F1 and the second active pin F2 are formed on the
제1 액티브 핀(F1)과 제2 액티브 핀(F2)은 기판(100)의 일부일 수도 있고, 기판(100)으로부터 성장된 에피층(epitaxial layer)을 포함할 수도 있다. The first active pin F1 and the second active pin F2 may be part of the
제1 액티브 핀(F1)과 제2 액티브 핀(F2)은 제1 방향(X)을 따라서 길게 연장될 수 있다. 필드 절연막(110)은 기판(100)의 상면과 제1 및 제2 액티브 핀(F1, F2)의 측면의 일부를 덮을 수 있다.The first active pin F1 and the second active pin F2 can be elongated along the first direction X. [ The
제1 액티브 핀(F1)과 제2 액티브 핀(F2)은 장변과 단변을 가질 수 있다. 제1 액티브 핀(F1)과 제2 액티브 핀(F2)은 서로 이격되어 기판(100) 상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 액티브 핀(F1)과 제2 액티브 핀(F2)은 제2 방향(Y)으로 이격될 수 있다. 도 1에서는 장변 방향이 제1 방향(X)으로, 단변 방향이 제2 방향(Y)으로 도시되어 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어 제1 액티브 핀(F1)과 제2 액티브 핀(F2)은 장변 방향이 제2 방향(Y), 단변 방향이 제1 방향(X)일 수도 있다.The first active pin F1 and the second active pin F2 may have a long side and a short side. The first active pin F1 and the second active pin F2 may be disposed on the
제1 게이트 구조물(TR1)은 제1 액티브 핀(F1)과 제2 액티브 핀(F2) 상에, 제1 및 제2 액티브 핀(F1, F2)과 교차하는 방향으로 형성될 수 있다. 제1 게이트 구조물(TR1)은 제2 방향(Y)을 따라서 길게 연장될 수 있다. The first gate structure TR1 may be formed on the first active pin F1 and the second active pin F2 in a direction crossing the first and second active pins F1 and F2. The first gate structure TR1 may be elongated along the second direction Y. [
제1 게이트 구조물(TR1)은 제1 액티브 핀(F1)과 제2 액티브 핀(F2) 상에 순차적으로 형성된 인터페이스막(120), 게이트 절연막(130), 일함수 조절막(140), 게이트 메탈(150), 게이트 스페이서(160) 등을 포함할 수 있다. 제1 게이트 구조물(TR1)에 의해 덮인의 제1 액티브 핀(F1)과 제2 액티브 핀(F2)의 양 측면과 상면에 채널이 형성될 수 있다.The first gate structure TR1 includes an
인터페이스막(120)은 필드 절연막(110)과 제1 및 제2 액티브 핀(F1, F2) 상에 형성될 수 있다. 인터페이스막(120)은, 필드 절연막(110)과 게이트 절연막(130) 사이의 불량 계면을 방지하는 역할을 할 수 있다. The
인터페이스막(120)은 유전율(k)이 9 이하인 저유전 물질층, 예를 들면, 실리콘 산화막(k는 약 4) 또는 실리콘 산질화막(산소 원자 및 질소 원자 함량에 따라 k는 약 4~8)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 인터페이스막(120)은 실리케이트로 이루어질 수도 있으며, 앞에서 예시한 막들의 조합으로 이루어질 수도 있다. 다른 실시예들에 따르면, 인터페이스막(120)은 형성되지 않을 수 있다.The
게이트 절연막(130)은 인터페이스막(120) 상에 형성될 수 있다. 다만, 인터페이스막(120)이 존재하지 않는 경우, 게이트 절연막(130)은 필드 절연막(110)과 제1 및 제2 액티브 핀(F1, F2) 상에 형성될 수 있다. The
게이트 절연막(130)은 고유전율(high-k)을 갖는 물질을 포함할 수 있다. 구체적으로, 게이트 절연막(130)은, 예를 들어, HfSiON, HfO2, ZrO2, Ta2O5, TiO2, SrTiO3, BaTiO3, 및/또는 SrTiO3를 포함할 수 있다. The
한편, 게이트 절연막(130)은 형성하고자 하는 소자의 종류에 따라 적절한 두께로 형성될 수 있다. 예를 들어, 게이트 절연막(130)이 HfO2인 경우에, 게이트 절연막(130)은 약 50Å 이하의(약 5Å 내지 50Å)의 두께로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 몇몇 실시예에 따르면, 도 1에 도시된 바와 같이, 게이트 절연막(130)은 후술할 게이트 스페이서(160)의 측벽을 따라 상부로 연장될 수 있다.Meanwhile, the
일함수 조절막(140)은 게이트 절연막(130) 상에 형성될 수 있다. 일함수 조절막(140)은 게이트 절연막(130)과 접촉되어 형성될 수 있다. 일함수 조절막(140)은 일함수 조절을 위해 이용된다. The work
일함수 조절막(140)은, 예를 들어, 메탈 질화물을 포함할 수 있다. 구체적으로, 일함수 조절막(140)은 Mo, Pd, Ru, Pt, TiN, WN, TaN, Ir, TaC, RuN, TiAl, TaAlC, TiAlN, 및 MoN 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 더욱 구체적으로, 일함수 조절막(140)은, 예를 들어, TiN으로 이루어진 단일막, 또는 TiN 하부막과 TaN 상부막으로 이루어진 이중막 등으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The work
본 발명의 몇몇 실시예에 따르면, 도 1에 도시된 바와 같이, 일함수 조절막(140)도 후술할 게이트 스페이서(160)의 측벽을 따라 상부로 연장될 수 있다.According to some embodiments of the present invention, as shown in FIG. 1, the work
게이트 메탈(150)은 일함수 조절막(140) 상에 형성될 수 있다. 게이트 메탈(150)은, 도시된 것과 같이, 일함수 조절막(140)과 접촉하여 형성될 수 있다. 즉, 게이트 메탈(150)은 일함수 조절막(140)에 의해 생성된 공간을 채우도록 형성될 수 있다. 게이트 메탈(150)은 도전성을 갖는 물질, 예를 들어, W 또는 Al을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The
게이트 스페이서(160)는 제1 게이트 구조물(TR1)의 측면 중 적어도 일 측에 형성될 수 있다. 게이트 스페이서(160)는 질화막, 산질화막, low-k 물질 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. The
또한, 게이트 스페이서(160)는 일 측면을 곡선으로 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 게이트 스페이서(160)의 형상은 이와 다를 수 있다. 예를 들어, 게이트 스페이서(160)의 형상은, 도시된 것과 달리, I자형 또는 L자형으로 형성될 수 있다. Although the
또한, 도면에서는 게이트 스페이서(160)가 단일 층으로 형성되는 것으로 도시되었으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 복수 층으로 형성될 수도 있다.Although the
한편, 소오스/드레인 영역은 제1 게이트 구조물(TR1)의 양 측 중 적어도 일 측에 형성되고, 제1 및 제2 액티브 핀(F1, F2) 내에 형성될 수 있다. 소오스/드레인 영역과 제1 게이트 구조물(TR1)은 게이트 스페이서(160)에 의하여 절연될 수 있다. On the other hand, the source / drain regions are formed on at least one side of both sides of the first gate structure TR1 and can be formed in the first and second active pins F1 and F2. The source / drain region and the first gate structure TR1 may be insulated by a
반도체 장치(1)가 NMOS 트랜지스터인 경우, 소오스/드레인 영역은 기판(100)과 동일 물질 또는, 인장 스트레스 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 기판(100)이 Si일 때, 소오스/드레인 영역은 Si이거나, Si보다 격자 상수가 작은 물질(예를 들어, SiC, SiP, 및/또는 SiCP)일 수 있다. 인장 스트레스 물질은 제1 게이트 구조물(TR1) 하부의 제1 및 제2 액티브 핀(F1, F2), 즉 채널 영역에 인장 스트레스를 가하여 채널 영역의 캐리어의 이동도(mobility)를 향상시킬 수 있다. When the
한편, 반도체 장치(1)가 PMOS 트랜지스터인 경우, 소오스/드레인 영역은 압축 스트레스 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 압축 스트레스 물질은 Si에 비해서 격자 상수가 큰 물질일 수 있고, 예를 들어 SiGe일 수 있다. 압축 스트레스 물질은 제1 게이트 구조물(TR1) 하부의 제1 및 제2 액티브 핀(F1, F2), 즉 채널 영역에 압축 스트레스를 가하여 채널 영역의 캐리어의 이동도를 향상시킬 수 있다. On the other hand, when the
본 발명의 몇몇 실시예에서, 이러한 소오스/드레인 영역은 에피택셜 성장(epitaxial growth)을 통해 형성할 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.In some embodiments of the present invention, such source / drain regions may be formed through epitaxial growth, but the present invention is not limited thereto.
제2 게이트 구조물(TR2)은 제1 액티브 핀(F1)과 제2 액티브 핀(F2) 상에, 제1 및 제2 액티브 핀(F1, F2)과 교차하는 방향으로 형성될 수 있다. 제2 게이트 구조물(TR2)은 제2 방향(Y)을 따라서 길게 연장될 수 있다. The second gate structure TR2 may be formed on the first active pin F1 and the second active pin F2 in a direction crossing the first and second active pins F1 and F2. The second gate structure TR2 may extend longer along the second direction Y. [
제2 게이트 구조물(TR2)은 위에서 설명한 제1 게이트 구조물(TR1)과 실질적으로 동일한 구성을 포함할 수 있다. The second gate structure TR2 may comprise substantially the same configuration as the first gate structure TR1 described above.
제1 반도체 패턴(210)은 제1 액티브 핀(F1) 상에 형성되고, 제1 게이트 구조물(TR1)의 적어도 일측에 배치된다. 구체적으로, 제1 반도체 패턴(210)은 제1 액티브 핀(F1) 상에 SEG(Selective Epitaxial Growth) 공정을 이용하여 형성될 수 있다. The
또는, 제1 반도체 패턴(210)은 제1 액티브 핀(F1)의 적어도 일부에 형성된 리세스를 채워 형성될 수 있다. 이 때에도, SEG 공정을 이용하여 제1 반도체 패턴(210)을 형성할 수 있다. Alternatively, the
핀펫 소자의 NMOS 영역에서는, 제1 반도체 패턴(210)을 형성할 때, 인장응력(tensile stress)을 제공할 수 있는 물질로 형성할 수 있다. 즉, 제1 반도체 패턴(210)에 의하여 채널 영역에 인장응력을 제공할 수 있다. 따라서, 제1 반도체 패턴(210)은 기판(100)보다 격자 상수가 작은 물질로 형성될 수 있으며, 예를 들어, 기판(100)이 실리콘(Si)으로 이루어진 경우, 제1 반도체 패턴(210)은 SiP 포함할 수 있다. SiP는 인(P)이 도핑된 실리콘일 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 제1 반도체 패턴(210)은 실리콘 카본(SiC), 또는 인(P)이 도핑된 실리콘 카본(SiCP)를 포함할 수 있다. 제2 반도체 패턴(220)은 제2 액티브 핀(F2) 상에 형성된다. 구체적으로, 제2 반도체 패턴(220)은 제2 액티브 핀(F2) 상에 SEG 공정을 이용하여 형성될 수 있다. In the NMOS region of the pin-shaped device, the
또는, 제2 반도체 패턴(220)은 제2 액티브 핀(F2)의 적어도 일부에 형성된 리세스를 채워 형성될 수 있다. 이 때에도, SEG 공정을 이용하여 제2 반도체 패턴(220)을 형성할 수 있다. Alternatively, the
제2 반도체 패턴(220)은 제1 반도체 패턴(210)과 마찬가지로, 채널 영역에 인장응력을 제공할 수 있는 물질로 형성될 수 있다. 제2 반도체 패턴(220)은 제1 반도체 패턴(22)과 동일한 물질을 포함할 수 있다. 제2 반도체 패턴(220)은 제1 반도체 패턴(210)을 형성하는 과정에서 함께 형성될 수 있으나, 필요에 따라서는 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)은 각각 따로 형성될 수도 있다. The
SEG 공정에 의하여 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)이 형성되는 경우에, 핀 구조의 특성상 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)에는 <100> 방향의 면(facet)이 형성되어, 다이아몬드 형태의 프로파일(profile)을 갖게 된다. In the case where the
이러한 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)을 성장시켜, 머지(merge)된 핀 구조를 형성하고자 한다면, 프로파일 특성상 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220) 사이의 하부에는 보이드(void) 공간이 발생하게 된다. 후속 공정에서, 상기 보이드 공간으로 에천트(예를 들어, 암모니아수(NH3))가 유입되면 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)의 하부면이 식각될 수 있다. If the
즉, 더미 게이트 전극을 제거하는 과정에서 에천트로 암모니아수를 이용할 수 있는데, 더미 게이트 전극과 상기 보이드 공간 사이에 통로(path)가 형성된다면, 이러한 통로를 통해 에천트(예를 들어, 암모니아수)가 상기 보이드 공간으로 유입될 수 있고, 상기 보이드 공간에 노출된 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)의 하부면은 식각될 수 있다. That is, in the process of removing the dummy gate electrode, ammonia water may be used as the etchant. If a path is formed between the dummy gate electrode and the void space, an etchant (for example, ammonia water) The
따라서, 본 발명에서는, 인접하는 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)을 머지시켜 머지된 핀 구조를 형성하기 전에, 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)의 하부에 블락킹 막(300)을 형성하여, 상기 보이드 공간으로 유입된 에천트(예를 들어, 암모니아수)로부터 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)을 보호하고자 한다. 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)이 식각된다면, 반도체 장치의 특성에 영향을 줄 수 있고, 신뢰성 문제가 발생할 수 있다. The
이러한 블락킹 막(300)은 제1 반도체 패턴(210) 및 제2 반도체 패턴(220)과 다른 물질로 형성되어야 한다. 즉, NMOS 영역에서 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)에 예를 들어, SiP가 포함된다면, 블락킹 막(300)은 SiP보다 에천트(예를 들어, 암모니아수)에 대해 상대적으로 내성이 강한 물질을 포함시켜 형성할 필요가 있다. 이러한 물질로서, 예를 들어, SiGe를 이용할 수 있다. 다만, 블락킹 막(300)은, 에천트(예를 들어, 암모니아수)에 대해 상대적으로 내성이 강한 물질이라면 이에 한정되지 않고, 다른 물질을 포함할 수도 있다. The
블락킹 막(300)은 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220) 사이의, 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)의 하부에 배치된다. 예를 들어, 블락킹 막(300)은 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)을 머지시키도록 형성될 수 있다. 블락킹 막(300)은 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220) 사이의, 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220) 하부면 상에 형성될 수 있다. 블락킹 막(300)은 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220) 사이의, 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220) 하부면을 전체적으로 덮도록 형성될 수 있다.The blocking
본 발명에 따르면, 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)은 n형 불순물(예를 들어, 인(P))을 포함할 수 있다. 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220), 예를 들어, SiP를 포함할 수 있다. 블락킹 막(300)은 에천트(예를 들어, 암모니아수)에 대해 상대적으로 내성이 강한 반도체 물질을 포함할 수 있고, 예를 들어, SiGe를 포함할 수 있다. According to the present invention, the
여기에서, 블락킹 막(300)에 SiGe가 포함되는 경우에, Ge는 5~10% 포함될 수 있다. 블락킹 막(300)에 포함된 Ge가 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)의 하부를 보호하는 역할을 하지만, Ge의 농도가 지나치게 높을 경우에 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴의 스트레스 특성에 영향을 줄 수 있으므로, 블락킹 막(300)에는 Ge가 5~10% 포함될 수 있다. Here, when Si is contained in the
이하에서는, 본 발명의 다른 실시예들에 따른 반도체 장치에 대해서 설명하기로 한다. Hereinafter, a semiconductor device according to another embodiment of the present invention will be described.
도 4 및 도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 반도체 장치의 단면도이다. 설명의 편의상, 본 발명의 제1 실시예에 따른 반도체 장치를 설명한 것과 실질적으로 동일한 부분의 설명은 생략하기로 한다. 4 and 5 are sectional views of a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention. For the sake of convenience of description, description of portions substantially the same as those of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention will be omitted.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 반도체 장치(2)는, 블락킹 막(310)이 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)의 외부면 전체를 덮도록 형성된다. 4 and 5, the
구체적으로, 블락킹 막(310)은 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)이 완전히 머지되지 않은 상태에서, 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)의 표면을 베이스로 하여 에피 성장시켜 형성할 수 있다. 이 상태에서, 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)의 사이의 하부에 위치한 블락킹 막(310)을 제외하고 블락킹 막(310)을 제거한다면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 반도체 장치(1)와 같은 형태의 블락킹 막(300)이 형성될 수 있다. Specifically, the blocking
반도체 장치(2)에 따르면, 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)은 n형 불순물((예를 들면, 인(P))을 포함할 수 있다. 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)은 예를 들어, SiP를 포함할 수 있다. 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 블락킹 막(310)은 에천트(예를 들어, 암모니아수)에 대해 상대적으로 내성이 강한 반도체 물질을 포함할 수 있고, 예를 들어, SiGe를 포함할 수 있다. 여기에서, 블락킹 막(310)에 SiGe가 포함되는 경우에, Ge는 5~10% 포함될 수 있다.According to the
도 6 및 도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 반도체 장치의 단면도이다. 설명의 편의상, 본 발명의 제1 실시예에 따른 반도체 장치를 설명한 것과 실질적으로 동일한 부분의 설명은 생략하기로 한다.6 and 7 are sectional views of a semiconductor device according to a third embodiment of the present invention. For the sake of convenience of description, description of portions substantially the same as those of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention will be omitted.
도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 반도체 장치(3)는, 블락킹 막(300)은 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220) 사이의, 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)의 하부에 배치되고, 캡 에피택셜 층(400)은 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)의 외부로 노출된 면 상에 배치된다. 일부 실시예들에 따르면, 도 7에 도시된 제1 및 제2 반도체 패턴들(210, 220)을 연결하는 블락킹막(300)과 다르게, 블락킹막(300)은 제1 및 제2 반도체 패턴들(210, 220) 사이에서 분리될 수 있으며, 켑 에피텍셜층(400)에 의해 제1 및 제2 반도체 패턴들(210, 220)이 연결되거나 또는 머지될 수 있다6 and 7, in the semiconductor device 3 according to the third embodiment of the present invention, the blocking
구체적으로, 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)이 완전히 머지되지 않은 상태에서, 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)의 표면을 베이스로 하여 에피 성장시켜 블락킹 막을 형성한 후, 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)의 외부로 노출된 면 상에 있는 블락킹 막은 제거하여, 반도체 장치(3)에서의 블락킹 막(300)을 형성할 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 제1 및 제2 반도체 패턴들(210, 220) 사이를 연결하는 블락킹막(300)의 일부분이 더 식각되어 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)은 서로 분리될 수 있다, 이 상태에서, 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)의 외부로 노출된 면 상에, 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)의 외부로 노출된 면을 베이스로 하여 에피 성장시켜 캡 에피택셜 층(400)을 형성할 수 있다. Specifically, the
반도체 장치(3)에 따르면, 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)은 n형 불순물(예를 들어, 인(P))을 포함할 수 있다. 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)은 예를 들어, SiP를 포함할 수 있다. 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 블락킹 막(300)은 에천트(예를 들어, 암모니아수)에 대해 상대적으로 내성이 강한 반도체 물질을 포함할 수 있고, 예를 들어, SiGe를 포함할 수 있다. 여기에서, 블락킹 막(300)에 SiGe가 포함되는 경우에, Ge는 5~10% 포함될 수 있다.According to the semiconductor device 3, the
그리고, 캡 에피택셜 층(400)은, 제1 반도체 패턴(210) 및 제2 반도체 패턴(220)과 마찬가지로 n형 불순물을 포함할 수 있고, 예를 들어, 캡 에피택셜 층(400)은 제1 반도체 패턴(210) 및 제2 반도체 패턴(220)과 동일한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 캡 에피택셜 층(400)도 SiP를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않은다. 캡 에피택셜 층(400)에 포함된 인(P)의 농도는 제1 반도체 패턴(210) 및 제2 반도체 패턴(220)에 포함된 인(P)의 농도보다 높을 수 있다. Like the
제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)의 외부로 노출된 면 상에 있는 블락킹 막 물질을 제거할 때, 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)의 외부로 노출된 면이 손상될 수 있으며, 스트레스 특성을 강화시키기 위해 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220) 상에 캡 에피택셜 층(400)을 형성할 수 있다. The
도 8 및 도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 반도체 장치의 단면도이다. 설명의 편의상, 본 발명의 제1 실시예에 따른 반도체 장치를 설명한 것과 실질적으로 동일한 부분의 설명은 생략하기로 한다.8 and 9 are cross-sectional views of a semiconductor device according to a fourth embodiment of the present invention. For the sake of convenience of description, description of portions substantially the same as those of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention will be omitted.
도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 반도체 장치(4)는, 제1 블락킹 막(300)은 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220) 사이의, 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)의 하부에 배치되고, 제2 블락킹 막(301)은 제1 반도체 패턴(210)의 외부로 노출된 하부면 상에 배치되고, 제3 블락킹 막(302)은 제2 반도체 패턴(220)의 외부로 노출된 하부면 상에 배치된다. 8 and 9, in the semiconductor device 4 according to the fourth embodiment of the present invention, the
구체적으로, 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)이 완전히 머지되지 않은 상태에서, 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)의 표면을 베이스로 하여 에피 성장시켜 블락킹 막을 형성한 후, 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)의 외부로 노출된 면 상에 있는 블락킹 막은 제거하되, 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)의 상부면에 있는 블락킹 막만을 제거하여, 제1 내지 제3 블락킹 막(300, 301, 302)을 형성할 수 있다. Specifically, the
이 때, 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)의 외부로 노출된 면 상에 있는 블락킹 막은 제거하는 것은, 건식 식각 공정을 이용할 수 있으며, 예를 들어, HCl 및/또는 GeH4를 이용하여 블락킹 막을 제거할 수 있다. At this time, the removal of the blocking film on the exposed surfaces of the
반도체 장치(4)에 따르면, 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)은 n형 불순물(예를 들어, 인(P))을 포함할 수 있다. 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)은 예를 들어, SiP를 포함할 수 있다. 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 제1 내지 제3 블락킹 막(300, 301, 302)은 에천트(예를 들어, 암모니아수)에 대해 상대적으로 내성이 강한 반도체 물질을 포함할 수 있고, 예를 들어, SiGe를 포함할 수 있다. 여기에서, 제1 내지 제3 블락킹 막(300, 301, 302)에 SiGe가 포함되는 경우에, Ge는 5~10% 포함될 수 있다.According to the semiconductor device 4, the
도 10 및 도 11은 본 발명의 제5 실시예에 따른 반도체 장치의 단면도이다. 설명의 편의상, 본 발명의 제1 실시예에 따른 반도체 장치를 설명한 것과 실질적으로 동일한 부분의 설명은 생략하기로 한다.10 and 11 are sectional views of a semiconductor device according to a fifth embodiment of the present invention. For the sake of convenience of description, description of portions substantially the same as those of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention will be omitted.
도 10 및 도 11을 참조하면, 본 발명의 제5 실시예에 따른 반도체 장치(5)는, 블락킹 막(300)은 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220) 사이의, 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)의 하부에 배치되고, 상부 패턴(401)은 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)의 상부면 상에 배치된다. 10 and 11, in the semiconductor device 5 according to the fifth embodiment of the present invention, the blocking
구체적으로, 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)이 완전히 머지되지 않은 상태에서, 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)의 표면을 베이스로 하여 에피 성장시켜 블락킹 막을 형성한 후, 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)의 외부로 노출된 면 상에 있는 블락킹 막을 제거하여 블락킹 막(300)을 형성할 수 있다. Specifically, the
그리고, ALD 또는 PVD 공정을 이용하여, 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)의 상부면 상에 상부 패턴(401)을 형성할 수 있다. The
반도체 장치(5)에 따르면, 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)은 n형 불순물(예를 들어, 인(P))을 포함할 수 있다. 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)은 예를 들어, SiP를 포함할 수 있다. 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 블락킹 막(300)은 에천트(예를 들어, 암모니아수)에 대해 상대적으로 내성이 강한 반도체 물질을 포함할 수 있고, 예를 들어, SiGe를 포함할 수 있다. 여기에서, 블락킹 막(300)에 SiGe가 포함되는 경우에, Ge는 5~10% 포함될 수 있다.According to the semiconductor device 5, the
그리고, 상부 패턴(401)은, 제1 반도체 패턴(210) 및 제2 반도체 패턴(220)과 마찬가지로 n형 불순물을 포함할 수 있고, 예를 들어, 상부 패턴(401)은 제1 반도체 패턴(210) 및 제2 반도체 패턴(220)과 동일한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상부 패턴(401)도 SiP를 포함할 수 있으며, 다만, 상부 패턴(401)에 포함된 P의 농도는 제1 반도체 패턴(210) 및 제2 반도체 패턴(220)에 포함된 P의 농도보다 높을 수 있다. Like the
도 12 및 도 13은 본 발명의 제6 실시예에 따른 반도체 장치의 단면도이다. 설명의 편의상, 본 발명의 제1 실시예에 따른 반도체 장치를 설명한 것과 실질적으로 동일한 부분의 설명은 생략하기로 한다.12 and 13 are sectional views of a semiconductor device according to a sixth embodiment of the present invention. For the sake of convenience of description, description of portions substantially the same as those of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention will be omitted.
도 12 및 도 13을 참조하면, 본 발명의 제6 실시예에 따른 반도체 장치(6)는, 제1 블락킹 막(300)은 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220) 사이의, 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)의 하부에 배치되고, 제2 블락킹 막(301)은 제1 반도체 패턴(210)의 외부로 노출된 하부면 상에 배치되고, 제3 블락킹 막(302)은 제2 반도체 패턴(220)의 외부로 노출된 하부면 상에 배치된다.12 and 13, in the
그리고, 상부 패턴(401)은 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)의 상부면 상에 배치된다. The
구체적으로, 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)이 완전히 머지되지 않은 상태에서, 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)의 표면을 베이스로 하여 에피 성장시켜 블락킹 막을 형성한 후, 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)의 외부로 노출된 면 상에 있는 블락킹 막은 제거하되, 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)의 상부면에 있는 블락킹 막만을 제거하여, 제1 내지 제3 블락킹 막(300, 301, 302)을 형성할 수 있다. Specifically, the
그리고, ALD 또는 PVD 공정을 이용하거나, 에피 공정을 이용하여, 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)의 상부면 상에 상부 패턴(401)을 형성할 수 있다. The
반도체 장치(6)에 따르면, 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)은 n형 불순물(예를 들어, 인(P))을 포함할 수 있다. 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)은 예를 들어, SiP를 포함할 수 있다. 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 제1 내지 제3 블락킹 막(300, 301, 302)은 에천트(예를 들어, 암모니아수)에 대해 상대적으로 내성이 강한 반도체 물질을 포함할 수 있고, 예를 들어, SiGe를 포함할 수 있다. 여기에서, 제1 내지 제3 블락킹 막(300, 301, 302)에 SiGe가 포함되는 경우에, Ge는 5~10% 포함될 수 있다.According to the
그리고, 상부 패턴(401)은, 제1 반도체 패턴(210) 및 제2 반도체 패턴(220)과 마찬가지로 n형 불순물을 포함할 수 있고, 예를 들어, 상부 패턴(401)은 제1 반도체 패턴(210) 및 제2 반도체 패턴(220)과 동일한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상부 패턴(401)도 SiP를 포함할 수 있으며, 다만, 상부 패턴(401)에 포함된 P의 농도는 제1 반도체 패턴(210) 및 제2 반도체 패턴(220)에 포함된 P의 농도보다 높을 수 있다. Like the
도 14는 본 발명의 제7 실시예에 따른 반도체 장치의 사시도이다. 설명의 편의상, 본 발명의 제1 실시예에 따른 반도체 장치를 설명한 것과 실질적으로 동일한 부분의 설명은 생략하기로 한다.14 is a perspective view of a semiconductor device according to a seventh embodiment of the present invention. For the sake of convenience of description, description of portions substantially the same as those of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention will be omitted.
도 14를 참조하면, 본 발명의 제7 실시예에 따른 반도체 장치(7)는, 제1 게이트 구조물(TR1)은 제1 액티브 핀(F1)과 제2 액티브 핀(F2) 상에 순차적으로 형성된 인터페이스막(120), 게이트 절연막(130), 일함수 조절막(140), 게이트 메탈(150), 더미 게이트 스페이서(161), 노말 게이트 스페이서(162) 등을 포함할 수 있다.14, in the
반도체 장치(7)에서, 제2 게이트 구조물(TR2)은 제1 게이트 구조물(TR1)과 실질적으로 동일한 구성을 포함할 수 있다. In the
인터페이스막(120), 게이트 절연막(130), 일함수 조절막(140), 게이트 메탈(150)에 대해서는 위에서 설명한 것과 실질적으로 동일하다. 일부 실시예들에 따르면, 인터페이스막(120) 및 더미 게이트 스페이서(161)는 형성되지 않을 수 있다.The
반도체 장치(7)를 제조하는 과정에서, 더미 게이트 구조물을 형성한 후, 더미 게이트 스페아서(161)과 노말 게이트 스페이서(162)를 더미 게이트 구조물 측면 상에 형성하고, 제1 반도체 패턴(210), 제2 반도체 패턴(220), 블락킹 막(300)을 형성하고, 상기 더미 게이트 전극을 제거한 후 게이트 구조물 ((예를 들어, 제1 게이트 구조물(TR1) 및 제2 게이트 구조물(TR2))을 형성하게 된다. 이 때, 상기 더미 게이트 구조물의 제거 과정에서 더미 게이트 스페이서(161)가 남는 형상이 될 수 있다. 노말 게이트 스페이서(162)는 제1 및 제2 반도체 패턴들(210, 220)과과 노말 게이트 구조물(예를 들어, 제1 게이트 구조물(TR1) 및 제2 게이트 구조물(TR2))극을 절연시킬 수 있다 게이트 구조물은 노말 게이트 구조물일 수 있다.The
도 15는 본 발명의 제8 실시예에 따른 반도체 장치의 단면도이다. 설명의 편의상, 본 발명의 제1 실시예에 따른 반도체 장치를 설명한 것과 실질적으로 동일한 부분의 설명은 생략하기로 한다.15 is a cross-sectional view of a semiconductor device according to an eighth embodiment of the present invention. For the sake of convenience of description, description of portions substantially the same as those of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention will be omitted.
도 15를 참조하면, 본 발명의 제8 실시예에 따른 반도체 장치(8)는, 제1 영역(Ⅰ)과 제2 영역이 정의된 기판(100)을 포함한다. Referring to Fig. 15, a semiconductor device 8 according to an eighth embodiment of the present invention includes a
기판(100)의 제1 영역(Ⅰ) 상에는, 제1 액티브 핀(F1)과 제2 액티브 핀(F2)이 형성된다. 예를 들어, 제1 액티브 핀(F1)과 제2 액티브 핀(F2)은 기판(100) 상에 돌출되어 형성될 수 있다.On the first region I of the
제1 액티브 핀(F1)과 제2 액티브 핀(F2)은 기판(100)의 일부일 수도 있고, 기판(100)으로부터 성장된 에피층(epitaxial layer)을 포함할 수도 있다. The first active pin F1 and the second active pin F2 may be part of the
필드 절연막(110)은 기판(100)의 상면과 제1 및 제2 액티브 핀(F1, F2)의 측면의 일부를 덮을 수 있다.The
제1 반도체 패턴(210)은 제1 액티브 핀(F1) 상에 형성된다. 구체적으로, 제1 반도체 패턴(210)은 제1 액티브 핀(F1) 상에 SEG(Selective Epitaxial Growth) 공정을 이용하여 형성될 수 있다. The
또는, 제1 반도체 패턴(210)은 제1 액티브 핀(F1)의 적어도 일부에 형성된 리세스를 채워 형성될 수 있다. 이 때에도, SEG 공정을 이용하여 제1 반도체 패턴(210)을 형성할 수 있다. Alternatively, the
제2 반도체 패턴(220)은 제2 액티브 핀(F2) 상에 형성된다. 구체적으로, 제2 반도체 패턴(220)은 제2 액티브 핀(F2) 상에 SEG 공정을 이용하여 형성될 수 있다. And the
또는, 제2 반도체 패턴(220)은 제2 액티브 핀(F2)의 적어도 일부에 형성된 리세스를 채워 형성될 수 있다. 이 때에도, SEG 공정을 이용하여 제2 반도체 패턴(220)을 형성할 수 있다. Alternatively, the
블락킹 막(300)은 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220) 사이의, 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)의 하부에 배치되고, 캡 에피택셜 층(400)은 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)의 외부로 노출된 면 상에 배치된다. The blocking
제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)이 완전히 머지되지 않은 상태에서, 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)의 표면을 베이스로 하여 에피 성장시켜 블락킹 막을 형성한 후, 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)의 외부로 노출된 면 상에 있는 블락킹 막은 제거하여, 반도체 장치(8)에서의 블락킹 막(300)을 형성할 수 있다. 이 상태에서, 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)의 외부로 노출된 면 상에, 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)의 외부로 노출된 면을 베이스로 하여 에피 성장시켜 캡 에피택셜 층(400)을 형성할 수 있다. The
반도체 장치(8)에 따르면, 제1 영역(Ⅰ)은 NMOS 영역일 수 있고, 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)은 n형 불순물(예를 들어, 인(P))을 포함할 수 있다. 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)은 예를 들어, SiP를 포함할 수 있다. 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 블락킹 막(300)은 에천트(예를 들어, 암모니아수)에 대해 상대적으로 내성이 강한 반도체 물질을 포함할 수 있고, 예를 들어, SiGe를 포함할 수 있다. 여기에서, 블락킹 막(300)에 SiGe가 포함되는 경우에, Ge는 5~10% 포함될 수 있다.According to the semiconductor device 8, the first region I may be an NMOS region, and the
그리고, 켑 에피택셜 층(400)은, 제1 반도체 패턴(210) 및 제2 반도체 패턴(220)과 마찬가지로 n형 불순물을 포함할 수 있고, 예를 들어, 캡 에피택셜 층(400)은 제1 반도체 패턴(210) 및 제2 반도체 패턴(220)과 동일한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 캡 에피택셜 층(400)도 SiP를 포함할 수 있으며, 다만, 켑 에피택셜 층(400)에 포함된 인(P)의 농도는 제1 반도체 패턴(210) 및 제2 반도체 패턴(220)에 포함된 P의 농도보다 높을 수 있다. The
제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)의 외부로 노출된 면 상에 있는 블락킹 막 물질을 제거할 때, 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)의 외부로 노출된 면이 손상될 수 있으며, 인장 스트레스 특성을 강화시키기 위해 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220) 상에 캡 에피택셜 층(400)을 형성할 수 있다. The
기판(100)의 제2 영역(Ⅱ) 상에는, 제3 액티브 핀(F3)과 제4 액티브 핀(F4)이 형성된다. 예를 들어, 제3 액티브 핀(F3)과 제4 액티브 핀(F4)은 기판(100) 상에 돌출되어 형성될 수 있다.On the second region II of the
제3 액티브 핀(F3)과 제4 액티브 핀(F4)은 기판(100)의 일부일 수도 있고, 기판(100)으로부터 성장된 에피층(epitaxial layer)을 포함할 수도 있다. The third active pin F3 and the fourth active pin F4 may be part of the
필드 절연막(110)은 기판(100)의 상면과 제3 및 제4 액티브 핀(F3, F4)의 측면의 일부를 덮을 수 있다.The
제3 반도체 패턴(230)은 제3 및 제4 액티브 핀(F3, F4) 상에 형성된다. 구체적으로, 제3 반도체 패턴(230)은 제3 및 제4 액티브 핀(F3, F4) 상에 SEG(Selective Epitaxial Growth) 공정을 이용하여 형성될 수 있다. A third semiconductor pattern 230 is formed on the third and fourth active pins F3 and F4. Specifically, the third semiconductor pattern 230 may be formed on the third and fourth active pins F3 and F4 using a selective epitaxial growth (SEG) process.
제3 반도체 패턴(230)은, 예를 들어, 블락킹 막(300)에 포함된 물질과 동일한 물질을 포함할 수 있다. 제2 영역(Ⅱ)은, 예를 들어, PMOS 영역일 수 있으며, 제3 반도체 패턴(230) p형 불순물(예들 들어 보론)을 포함할 수 있다. 제3 반도체 패턴(230)은, 예를 들어, SiGe를 포함할 수 있다.The third semiconductor pattern 230 may include, for example, the same material as the material contained in the
도 16은 본 발명의 제9 실시예에 따른 반도체 장치의 단면도이다. 설명의 편의상, 본 발명의 제1 실시예에 따른 반도체 장치를 설명한 것과 실질적으로 동일한 부분의 설명은 생략하기로 한다.16 is a cross-sectional view of a semiconductor device according to a ninth embodiment of the present invention. For the sake of convenience of description, description of portions substantially the same as those of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention will be omitted.
도 16을 참조하면, 본 발명의 제9 실시예에 따른 반도체 장치(9)는, 제1 영역(Ⅰ)과 제2 영역이 정의된 기판(100)을 포함한다. Referring to FIG. 16, a semiconductor device 9 according to a ninth embodiment of the present invention includes a
기판(100)의 제1 영역(Ⅰ) 상에는, 제5 액티브 핀(F5)과 제6 액티브 핀(F6)이 형성된다. 예를 들어, 제5 액티브 핀(F5)과 제6 액티브 핀(F6)은 기판(100) 상에 돌출되어 형성될 수 있다.On the first region I of the
제5 액티브 핀(F5)과 제6 액티브 핀(F6)은 기판(100)의 일부일 수도 있고, 기판(100)으로부터 성장된 에피층(epitaxial layer)을 포함할 수도 있다. The fifth active pin F5 and the sixth active pin F6 may be part of the
필드 절연막(110)은 기판(100)의 상면과 제5 및 제6 액티브 핀(F5, F6)의 측면의 일부를 덮을 수 있다.The
제1 반도체 패턴(210)은 제5 액티브 핀(F5) 상에 형성된다. 구체적으로, 제1 반도체 패턴(210)은 제5 액티브 핀(F5) 상에 SEG(Selective Epitaxial Growth) 공정을 이용하여 형성될 수 있다. The
또는, 제1 반도체 패턴(210)은 제5 액티브 핀(F5)의 적어도 일부에 형성된 리세스를 채워 형성될 수 있다. 이 때에도, SEG 공정을 이용하여 제1 반도체 패턴(210)을 형성할 수 있다. Alternatively, the
제2 반도체 패턴(220)은 제6 액티브 핀(F6) 상에 형성된다. 구체적으로, 제2 반도체 패턴(220)은 제6 액티브 핀(F6) 상에 SEG 공정을 이용하여 형성될 수 있다. And the
또는, 제2 반도체 패턴(220)은 제6 액티브 핀(F6)의 적어도 일부에 형성된 리세스를 채워 형성될 수 있다. 이 때에도, SEG 공정을 이용하여 제2 반도체 패턴(220)을 형성할 수 있다. Alternatively, the
블락킹 막(300)은 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220) 사이의, 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)의 하부에 배치되고, 캡 에피택셜 층(400)은 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)의 외부로 노출된 면 상에 배치된다. The blocking
제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)이 완전히 머지되지 않은 상태에서, 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)의 표면을 베이스로 하여 에피 성장시켜 블락킹 막을 형성한 후, 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)의 외부로 노출된 면 상에 있는 블락킹 막은 제거하여, 반도체 장치(8)에서의 블락킹 막(300)을 형성할 수 있다. 이 상태에서, 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)의 외부로 노출된 면 상에, 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)의 외부로 노출된 면을 베이스로 하여 에피 성장시켜 캡 에피택셜 층(400)을 형성할 수 있다. The
반도체 장치(9)에 따르면, 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)은 n형 불순물(예를 들어, 인 (P))을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)은 예를 들어, SiP를 포함할 수 있다. 본 발명은 이에 한정되지 않는다.. 블락킹 막(300)은 에천트(예를 들어, 암모니아수)에 대해 상대적으로 내성이 강한 반도체 물질을 포함할 수 있고, 예를 들어, SiGe를 포함할 수 있다. 여기에서, 블락킹 막(300)에 SiGe가 포함되는 경우에, Ge는 5~10% 포함될 수 있다.According to the semiconductor device 9, the
그리고, 캡 에피택셜 층(400)은, 제1 반도체 패턴(210) 및 제2 반도체 패턴(220)과 마찬가지로 n형 불순물을 포함할 수 있고, 예를 들어, 캡 에피택셜 층(400)은 제1 반도체 패턴(210) 및 제2 반도체 패턴(220)과 동일한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 캡 에피택셜 층(400)도 SiP를 포함할 수 있으며, 다만, 캡 에피택셜 층(400)에 포함된 인(P)의 농도는 제1 반도체 패턴(210) 및 제2 반도체 패턴(220)에 포함된 P의 농도보다 높을 수 있다. Like the
기판(100)의 제2 영역(Ⅱ) 상에는, 제7 액티브 핀(F7)과 제8 액티브 핀(F8)이 형성된다. 예를 들어, 제7 액티브 핀(F7)과 제8 액티브 핀(F8)은 기판(100) 상에 돌출되어 형성될 수 있다.On the second region II of the
제7 액티브 핀(F7)과 제8 액티브 핀(F8)은 기판(100)의 일부일 수도 있고, 기판(100)으로부터 성장된 에피층(epitaxial layer)을 포함할 수도 있다. The seventh active pin F7 and the eighth active pin F8 may be part of the
필드 절연막(110)은 기판(100)의 상면과 제7 및 제8 액티브 핀(F7, F8)의 측면의 일부를 덮을 수 있다.The
제4 반도체 패턴(240)은 제7 액티브 핀(F7) 상에 형성되고, 제5 반도체 패턴(250)은 제8 액티브 핀(F8) 상에 형성된다. 구체적으로, 제4 반도체 패턴(240)과 제5 반도체 패턴(250)은 각각, 제7 액티브 핀(F7)과 제8 액티브 핀(F8) 상에 SEG(Selective Epitaxial Growth) 공정을 이용하여 형성될 수 있다. The
제4 반도체 패턴(240)과 제5 반도체 패턴(250)은, n형 불순물(예를 들어, 인(P)을 을 포함할 수 있다. 제4 반도체 패턴(240)과 제5 반도체 패턴(250)은 예를 들어, SiP를 포함할 수 있다.The
기판(100)의 제2 영역(Ⅱ)에는, 블락킹 막(300′)이 제4 반도체 패턴(240)과 제5 반도체 패턴(250) 사이의, 제4 반도체 패턴(240)과 제5 반도체 패턴(250)의 하부에 배치될 수 있다. In the second region II of the
블락킹 막(300′)은, 예를 들어, SiGe를 포함할 수 있다.The blocking film 300 'may comprise, for example, SiGe.
도 17 내지 19는 본 발명의 제10 실시예에 따른 반도체 장치를 설명하기 위한 회로도 및 레이아웃도이다.17 to 19 are a circuit diagram and a layout diagram for explaining a semiconductor device according to a tenth embodiment of the present invention.
도 17 및 도 18은 본 발명의 제10 실시예에 따른 반도체 장치를 설명하기 위한 회로도와 레이아웃도이다. 도 19는 도 18의 레이아웃도에서, 다수의 핀과 다수의 게이트 구조물만을 도시한 것이다. 상술한 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치는 핀형 트랜지스터를 사용하는 일반적인 로직소자로 구성된 모든 장치에 적용가능하나, 도 17 내지 도 19는 예시적으로 SRAM을 도시한다.17 and 18 are a circuit diagram and a layout diagram for explaining a semiconductor device according to a tenth embodiment of the present invention. Fig. 19 shows only a plurality of fins and a plurality of gate structures in the layout diagram of Fig. Although the semiconductor device according to some embodiments of the present invention described above is applicable to all devices composed of general logic devices using a pin-type transistor, FIGS. 17 to 19 illustrate an SRAM as an example.
우선, 도 17을 참조하면, 본 발명의 제10 실시예에 따른 반도체 장치는 전원 노드(Vcc)와 접지 노드(Vss) 사이에 병렬 연결된 한 쌍의 인버터(inverter)(INV1, INV2)와, 각각의 인버터(INV1, INV2)의 출력 노드에 연결된 제1 패스 트랜지스터(PS1) 및 제2 패스 트랜지스터(PS2)를 포함할 수 있다. 17, a semiconductor device according to a tenth embodiment of the present invention includes a pair of inverters INV1 and INV2 connected in parallel between a power supply node Vcc and a ground node Vss, And a first pass transistor PS1 and a second pass transistor PS2 connected to the output nodes of the inverters INV1 and INV2 of FIG.
제1 패스 트랜지스터(PS1)와 제2 패스 트랜지스터(PS2)는 각각 비트 라인(BL)과 상보 비트 라인(/BL)과 연결될 수 있다. 제1 패스 트랜지스터(PS1)와 제2 패스 트랜지스터(PS2)의 게이트는 워드 라인(WL)과 연결될 수 있다.The first pass transistor PS1 and the second pass transistor PS2 may be connected to the bit line BL and the complementary bit line / BL, respectively. The gates of the first pass transistor PS1 and the second pass transistor PS2 may be connected to the word line WL.
제1 인버터(INV1)는 직렬로 연결된 제1 풀업 트랜지스터(PU1)와 제1 풀다운 트랜지스터(PD1)를 포함하고, 제2 인버터(INV2)는 직렬로 연결된 제2 풀업 트랜지스터(PU2)와 제2 풀다운 트랜지스터(PD2)를 포함한다. The first inverter INV1 includes a first pull-up transistor PU1 and a first pull-down transistor PD1 connected in series and a second inverter INV2 includes a second pull-up transistor PU2 and a second pull- And a transistor PD2.
제1 풀업 트랜지스터(PU1)와 제2 풀업 트랜지스터(PU2)은 PMOS 트랜지스터이고, 제1 풀다운 트랜지스터(PD1)와 제2 풀다운 트랜지스터(PD2)는 NMOS 트랜지스터일 수 있다.The first pull-up transistor PU1 and the second pull-up transistor PU2 are PMOS transistors, and the first pull-down transistor PD1 and the second pull-down transistor PD2 may be NMOS transistors.
또한, 제1 인버터(INV1) 및 제2 인버터(INV2)는 하나의 래치회로(latch circuit)를 구성하기 위하여, 제1 인버터(INV1)의 입력 노드가 제2 인버터(INV2)의 출력 노드와 연결되고, 제2 인버터(INV2)의 입력 노드는 제1 인버터(INV1)의 출력 노드와 연결될 수 있다.In order for the first inverter INV1 and the second inverter INV2 to constitute one latch circuit, the input node of the first inverter INV1 is connected to the output node of the second inverter INV2 And the input node of the second inverter INV2 may be connected to the output node of the first inverter INV1.
여기서, 도 17 내지 도 19를 참조하면, 서로 이격된 제1 핀(F1), 제2 핀(F2), 제3 핀(F3), 제4 핀(F4)은 일 방향(예를 들어, 도 18의 상하 방향)으로 길게 연장되도록 형성된다. 제2 핀(F2), 제3 핀(F3)은 제1 핀(F1), 제4 핀(F4)보다 연장된 길이가 짧을 수 있다. 17 to 19, the first pin F1, the second pin F2, the third pin F3 and the fourth pin F4 which are spaced apart from each other are moved in one direction (for example, 18 in the vertical direction). The second pin F2 and the third pin F3 may be shorter in length than the first pin F1 and the fourth pin F4.
또한, 제1 게이트 구조물(351), 제2 게이트 구조물(352), 제3 게이트 구조물(353), 제4 게이트 구조물(354)은 타 방향(예를 들어, 도 18의 좌우 방향)으로 길게 연장되고, 제1 핀(F1) 내지 제4 핀(F4)과 교차하는 방향으로 형성된다. The
구체적으로, 제1 게이트 구조물(351)은 제1 핀(F1)과 제2 핀(F2)을 완전히 교차하고, 제3 핀(F3)의 종단의 일부와 오버랩되도록 형성될 수 있다. 제3 게이트 구조물(353)은 제4 핀(F4)과 제3 핀(F3)을 완전히 교차하고, 제2 핀(F2)의 종단의 일부와 오버랩되도록 형성될 수 있다. 제2 게이트 구조물(352), 제4 게이트 구조물(354)은 각각 제1 핀(F1), 제4 핀(F4)과 교차하도록 형성될 수 있다.Specifically, the
도 18에 도시된 것과 같이, 제1 풀업 트랜지스터(PU1)는 제1 게이트 구조물(351)과 제2 핀(F2)이 교차되는 영역 주변에 정의되고, 제1 풀다운 트랜지스터(PD1)는 제1 게이트 구조물(351)과 제1 핀(F1)이 교차되는 영역 주변에 정의되고, 제1 패스 트랜지스터(PS1)는 제2 게이트 구조물(352)과 제1 핀(F1)이 교차되는 영역 주변에 정의된다. 18, the first pull-up transistor PU1 is defined around the region where the
제2 풀업 트랜지스터(PU2)는 제3 게이트 구조물(353)과 제3 핀(F3)이 교차되는 영역 주변에 정의되고, 제2 풀다운 트랜지스터(PD2)는 제3 게이트 구조물(353)과 제4 핀(F4)이 교차되는 영역 주변에 정의되고, 제2 패스 트랜지스터(PS2)는 제4 게이트 구조물(354)과 제4 핀(F4)이 교차되는 영역 주변에 정의된다.The second pull-up transistor PU2 is defined around the region where the
명확하게 도시하지 않았으나, 제1 내지 제4 게이트 구조물(351~354)과, 제1 내지 제4 핀(F1~F4)이 교차되는 영역의 양측에 소오스/드레인이 형성될 수 있다, 일부 실시예들에 따르면, 제1 내지 제4 게이트 구조물(351~354)과, 제1 내지 제4 핀(F1~F4)이 교차되는 영역의 양측에 리세스가 형성되고, 리세스 내에 소오스/드레인이 형성될 수 있다. 다수의 컨택(361)이 형성될 수 있다. The source / drain may be formed on both sides of the region where the first to
뿐만 아니라, 공유 컨택(shared contact)(362)은 제2 핀(F2), 제3 게이트 구조물(353)과, 배선(371)을 동시에 연결한다. 공유 컨택(363)은 제3 핀(F3), 제1 게이트 구조물(351)과, 배선(372)을 동시에 연결한다. In addition, the shared
제1 풀업 트랜지스터(PU1), 제1 풀다운 트랜지스터(PD1), 제1 패스 트랜지스터(PS1), 제2 풀업 트랜지스터(PU2), 제2 풀다운 트랜지스터(PD2), 제2 패스 트랜지스터(PS2)로는 예를 들어, 앞서 설명한 본 발명의 실시예들에 따른 반도체 장치가 채용될 수 있다.As the first pull-up transistor PU1, the first pull-down transistor PD1, the first pass transistor PS1, the second pull-up transistor PU2, the second pull-down transistor PD2 and the second pass transistor PS2, For example, a semiconductor device according to the above-described embodiments of the present invention can be employed.
이하에서는, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치의 제조 방법에 대하여 설명하기로 한다. Hereinafter, a method of manufacturing a semiconductor device according to some embodiments of the present invention will be described.
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 장치의 제조 방법을 순차적으로 나타낸 흐름도이다. 도 21은 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 장치의 제조 방법을 순차적으로 나타낸 흐름도이다. 도 22는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반도체 장치의 제조 방법을 순차적으로 나타낸 흐름도이다. 도 23 내지 도 31은 본 발명에 따른 반도체 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 중간 단계 도면들이다. 20 is a flowchart sequentially illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. 21 is a flowchart sequentially illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to another embodiment of the present invention. 22 is a flowchart sequentially illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to another embodiment of the present invention. FIGS. 23 to 31 are intermediate steps for explaining a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention.
도 20 및 21, 도 22, 및 도 23을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 장치의 제조 방법은, 우선, 기판(100) 상에 제1 방향(X)으로 연장된 제1 및 제2 핀(101, 102)을 형성한다(S100). 제1 액티브 핀(F1)과 제2 액티브 핀(F2)은 기판(100) 상에 돌출되어 형성될 수 있다.20 and 21, 22, and 23, a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention includes first and second steps of forming, on a
제1 및 제2 핀(101, 102)은 기판(100)의 일부일 수도 있고, 기판(100)으로부터 성장된 에피층(epitaxial layer)을 포함할 수도 있다. The first and
제1 핀(101)과 제2 핀(102)은 제1 방향(X)을 따라서 길게 연장될 수 있다. 필드 절연막(110)은 기판(100)의 상면과 제1 및 제2 핀(101, 102)의 측면의 일부를 덮을 수 있다.The
이어서, 도 20, 도 21, 도 22, 및 도 24를 참조하면, 제1 및 제2 핀들(101, 102) 상에, 제2 방향(Y)으로 연장된 더미 게이트 구조물(DS)를 형성한다(S110). 더미 게이트 구조물(DS)은 더미 게이트(DG) 및 더미 게이트 상의 케핑 마스크 패턴(DM)을 포함할 수 있다. 더미 게이트 구조물(DS)은 더미 게이트(DG)와 제1 핀 및 제2 핀들(10, 102) 사이에 개재된 더미 게이트 절연막을 더 포함할 수 있다,Next, referring to FIGS. 20, 21, 22, and 24, a dummy gate structure DS extending in the second direction Y is formed on the first and
이어서, 도 20, 도 21, 도 22, 도 25 및 도 26을 참조하면, 더미 게이트 전극(DS)의 적어도 일 측에 더미 게이트 스페이서(161)와 노멀 게이트 스페이서(162)를 형성하고, 제1 핀(101) 상에 제1 반도체 패턴(210)을 에피 성장 시키고, 제2 핀(102) 상에 제2 반도체 패턴(220)을 에피 성장 시킨다(S120). 이 때, 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)은 접하지 않은 상태까지만 성장시킨다. 일부 실시예들에 따르면, 노멀 게이트 스페이서(162) 형성 후에 더미 게이트 구조물(DS)의 양측의 제1 및 제2 반도체 패턴들(210, 220)을 각각 리세스하고 제1 반도페 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)들을 에피 성장시킬 수 있다(S120). 다른 실시예들에 따르면, 더미 게이트 스페이서(161)은 형성되지 않을 수 있다, 20, 21, 22, 25, and 26, a
이어서, 도 20, 도 21, 도 22, 및 도 27을 참조하면, 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220) 상에 제1 블락킹 막(310)을 형성한다(S130). 이 때, 제1 블락킹 막(310)은 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)의 외부면 전체를 덮도록 형성할 수 있다. Next, referring to FIGS. 20, 21, 22, and 27, a
제1 블락킹 막(310)은, 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)을 머지(merge)하고, 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)의 하부면 상에 형성되어 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)을 보호한다. The
제1 블락킹 막(310)은, 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)이 완전히 머지되지 않은 상태에서, 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)의 표면을 베이스로 하여 에피 성장시켜 형성할 수 있다. The
그리고, 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)은 n형 불순물(예를 들어 인(P))을 포함할 수 있다. 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)은 예를 들어, SiP를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)은 SiC, 또는 SiCP를 포함할 수 있다. 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)은 소오스/드레인 영역들로 제공될 수 있다. 제1 블락킹 막(310)은 에천트(예를 들어, 암모니아수)에 대해 상대적으로 내성이 강한 반도체 물질을 포함할 수 있고, 예를 들어, SiGe를 포함할 수 있다. 여기에서, 제1 블락킹 막(310)에 SiGe가 포함되는 경우에, Ge는 5~10% 포함될 수 있다.The
도 21, 도 28을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 장치의 제조 방법은, 제1 블락킹 막(310)의 일부를 제거하여 제2 블락킹 막(300)을 형성하는 것(S160)을 더 포함한다. 제2 블락킹 막(300)은 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220) 사이에서, 제1 반도체 패턴(210)의 하부 면과 제2 반도체 패턴(220) 하부면 아래에 배치될 수 있다, 제1 블락킹 막(310)의 제거 공정에 의해 제1 반도체 패턴(210) 하면 상의 제2 블락킹 막(300)과 제1 반도체 패턴(220) 하면 상의 제2 블락킹 막(300)은 서로 분리될 수 있다, 21 and 28, a method of manufacturing a semiconductor device according to another embodiment of the present invention includes forming a
이 때, 제1 블락킹 막(310)의 일부를 제거하는 것은, HCl 및/또는 GeH4를 이용할 수 있다. At this time, to remove a part of the
제1 블락킹 막(310)의 일부를 제거하여, 제2 블락킹 막(300)을 형성하는 이유는, 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)의 인장 스트레스 특성을 강화하기 위함이다. 즉, 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)에는 SiP(또는, SiC, SiCP)를 포함하여, 채널 영역에 인장 스트레스를 제공하는데, 제1 블락킹 막(310)이 SiGe를 포함하여 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)의 인장 스트레스 특성을 약화시킬 수 있기 때문이다. The reason why the
도 22 및 도 29를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반도체 장치의 제조 방법은, 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220) 상에 캡 에피택셜 층(400)을 형성하는 것(S150)을 더 포함한다. 22 and 29, a method of manufacturing a semiconductor device according to another embodiment of the present invention includes forming a
제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)의 외부로 노출된 면 상에 있는 제1 블락킹 막(310)의 일부를 제거할 때, 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)의 외부로 노출된 면이 손상될 수 있으며, 인장 스트레스 특성을 강화시키기 위해 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220) 상에 캡 에피택셜 층(400)을 형성할 수 있다. 따라서, 캡 에피택셜 층(400)은 제1 반도체 패턴(210) 및 제2 반도체 패턴(220)과 동일한 물질을 포함할 수 있다. 캡 에피택셜 층(400)은 n형의 불순물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 캡 에피택셜 층(400)은 인(P)을 수 있다. 캡 에피텍셜층(400)에 포함된 인(P)의 농도는 제1 반도체 패턴(210) 및 제2 반도체 패턴(220)에 포함된 인(P)의 농도보다 높을 수 있다. When the
이어서, 도 20, 도 21, 도 22, 및 도 30을 참조하면, 더미 게이트 구조물(DS)을 제거할 수 있다(S160). 더미 게이트 구조물(DS)를 제거하여 오프닝(DO)을 형성할 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 오프닝(DO)을 형성하는 것은 켑 에피텍셜층(400)을 가지는 제1 반도체 패턴(210)과 제2 반도체 패턴(220)을 덮고 더미 게이트 구조물(DS)를 노출 시키는 층간 절연막을 형성하고, 더미 게이트 구조물(DS)를 제거하여 오프닝(DO)을 형성하는 것을 포함할 수 있다.Next, referring to FIGS. 20, 21, 22, and 30, the dummy gate structure DS may be removed (S160). The opening (DO) can be formed by removing the dummy gate structure DS. According to some embodiments, forming the opening DO may include exposing the dummy gate structure DS, covering the
도 20, 도 21, 도 22, 및 도 30을 참조하면, 게이트 구조물(TR)을 형성한다. 게이트 구조물(TR)은 오프닝(DO) 내에 형성될 수 있다. 게이트 구조물(TR)은 노말 게이트 구조물일 수 있다. 게이트 구조물(TR)은 오프닝(DO) 내에 순차적으로 형성된 인터페이스막(120), 게이트 절연막(130), 일함수 조절막(140), 게이트 메탈(150)을 포함할 수 있다. 게이트 구조물(TR)은 더미 게이트 스페이서(161)와 노말 게이트 스페이서(NS)를 더 포함할 수 있다. 게이트 구조물(TR)은 제1 및 제2 핀들(101, 102)상에 형성되며 제1 및 제2 핀들(101, 102)을 가로지를 수 있다. 게이트 구조물(TR)은 제2 방향(Y)으로 연장될 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 인터 페이스막(120)은 형성되지 않을 수 있다. 20, 21, 22, and 30, a gate structure TR is formed. The gate structure TR may be formed in the opening DO. The gate structure TR may be a normal gate structure. The gate structure TR may include an
이하에서는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치를 포함하는 전자 시스템을 설명하기로 한다. 도 32는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치를 포함하는 전자 시스템을 설명하기 위한 개략적인 블록도이다.Hereinafter, an electronic system including a semiconductor device according to some embodiments of the present invention will be described. 32 is a schematic block diagram for describing an electronic system including a semiconductor device according to some embodiments of the present invention.
도 32를 참조하면, 전자 시스템은 제어 장치(510; CONTROLLER), 인터페이스(520; INTERFACE), 입출력 장치(530; I/O), 기억 장치(540; MEMORY), 전원 공급 장치(550; POWER SUPPLY), 버스(560; BUS)를 포함할 수 있다.32, an electronic system includes a
제어 장치(510), 인터페이스(520), 입출력 장치(530), 기억 장치(540), 전원 공급 장치(550)는 버스(560)를 통하여 서로 결합될 수 있다. 버스(560)는 데이터들이 이동되는 통로(path)에 해당한다.The
제어 장치(510)는 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러, 및 이들과 유사한 기능을 수행할 수 있는 논리 소자들 중에서 적어도 하나를 포함하여 데이터를 처리할 수 있다.The
인터페이스(520)는 통신 네트워크로 데이터를 전송하거나 통신 네트워크로부터 데이터를 수신하는 기능을 수행할 수 있다. 인터페이스(520)는 유선 또는 무선 형태일 수 있다. 예컨대, 인터페이스(520)는 안테나 또는 유무선 트랜시버 등을 포함할 수 있다.The
입출력 장치(530)는 키패드(keypad) 및 디스플레이 장치 등을 포함하여 데이터를 입출력할 수 있다.The input /
기억 장치(540)는 데이터 및/또는 명령어 등을 저장할 수 있다. 본 발명의 몇몇의 실시예에 따른 반도체 장치는 기억 장치(540)의 일부 구성요소로 제공될 수 있다.The
전원 공급 장치(550)는 외부에서 입력된 전원을 변환하여, 각 구성요소(510~540)에 제공할 수 있다.The
도 33은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치를 포함하는 전자 시스템의 응용예를 설명하기 위한 개략적인 블록도이다.33 is a schematic block diagram for explaining an application example of an electronic system including a semiconductor device according to some embodiments of the present invention.
도 33을 참조하면, 전자 시스템은 중앙 처리 장치(610; CPU), 인터페이스(620; INTERFACE), 주변 장치(630; PERIPHERAL DEVICE), 주 기억 장치(640; MAIN MEMORY), 보조 기억 장치(650, SECONDARY MEMORY), 버스(660; BUS)를 포함할 수 있다.33, an electronic system includes a central processing unit (CPU) 630, an
중앙 처리 장치(610), 인터페이스(620), 주변 장치(630), 주 기억 장치(640), 보조 기억 장치(650)은 버스(660)을 통하여 서로 결합될 수 있다. 버스(660)은 데이터들이 이동되는 통로(path)에 해당한다.The
중앙 처리 장치(610)는 제어 장치, 연산 장치 등을 포함하여 프로그램을 수행하고 데이터를 처리할 수 있다.The
인터페이스(620)는 통신 네트워크로 데이터를 전송하거나 통신 네트워크로부터 데이터를 수신하는 기능을 수행할 수 있다. 인터페이스(520)는 유선 또는 무선 형태일 수 있다. 예컨대, 인터페이스(520)는 안테나 또는 유무선 트랜시버 등을 포함할 수 있다.The
주변 장치(630)는 마우스, 키보드, 디스플레이 장치 및 프린터 장치 등을 포함하여 데이터를 입출력할 수 있다.The
주 기억 장치(640)는 중앙 처리 장치(610)와 데이터를 송수신하고, 프로그램 수행에 필요한 데이터 및/또는 명령어 등을 저장할 수 있다. 본 발명의 몇몇의 실시예에 따른 반도체 장치는 주 기억 장치(640)의 일부 구성요소로 제공될 수 있다.The
보조 기억 장치(650)는 자기 테이프, 자기 디스크, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광 디스크 등의 비휘발성 저장 장치를 포함하여 데이터 및/또는 명령어 등을 저장할 수 있다. 보조 기억 장치(650)는 전자 시스템의 전원이 차단되는 경우에도 데이터를 저장할 수 있다.The
이외에도, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치는 컴퓨터, UMPC (Ultra Mobile PC), 워크스테이션, 넷북(net-book), PDA (Personal Digital Assistants), 포터블(portable) 컴퓨터, 웹 타블렛(web tablet), 무선 전화기(wireless phone), 모바일 폰(mobile phone), 스마트폰(smart phone), e-북(e-book), PMP(portable multimedia player), 휴대용 게임기, 네비게이션(navigation) 장치, 블랙박스(black box), 디지털 카메라(digital camera), 3차원 수상기(3-dimensional television), 디지털 음성 녹음기(digital audio recorder), 디지털 음성 재생기(digital audio player), 디지털 영상 녹화기(digital picture recorder), 디지털 영상 재생기(digital picture player), 디지털 동영상 녹화기(digital video recorder), 디지털 동영상 재생기(digital video player), 정보를 무선 환경에서 송수신할 수 있는 장치, 홈 네트워크를 구성하는 다양한 전자 장치들 중 하나, 컴퓨터 네트워크를 구성하는 다양한 전자 장치들 중 하나, 텔레매틱스 네트워크를 구성하는 다양한 전자 장치들 중 하나, RFID 장치, 또는 컴퓨팅 시스템을 구성하는 다양한 구성 요소들 중 하나 등과 같은 전자 장치의 다양한 구성 요소들 중 하나로 제공될 수 있다.In addition, the semiconductor device according to some embodiments of the present invention may be a computer, a UMPC (Ultra Mobile PC), a workstation, a netbook, a PDA (Personal Digital Assistants), a portable computer, a web tablet A wireless phone, a mobile phone, a smart phone, an e-book, a portable multimedia player (PMP), a portable game machine, a navigation device, a black box a digital audio recorder, a digital audio player, a digital picture recorder, a digital audio recorder, a digital audio recorder, a digital audio recorder, A digital video player, a digital video player, a device capable of transmitting and receiving information in a wireless environment, one of various electronic devices constituting a home network, a computer Is provided as one of various components of an electronic device such as one of various electronic devices constituting a network, one of various electronic devices constituting a telematics network, an RFID device, or one of various components constituting a computing system .
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 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.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It is to be understood that the invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.
100: 기판
110: 필드 절연막
F1: 제1 액티브 핀
F2: 제2 액티브 핀
TR1: 제1 게이트 구조물
TR2: 제2 게이트 구조물
210: 제1 반도체 패턴
220: 제2 반도체 패턴
300: 블락킹 막100: substrate 110: field insulating film
F1: first active pin F2: second active pin
TR1: first gate structure TR2: second gate structure
210: first semiconductor pattern 220: second semiconductor pattern
300: Blocking membrane
Claims (20)
상기 제1 및 제2 액티브 핀 상에, 상기 제2 방향으로 연장되어 형성된 게이트 구조물;
상기 제1 액티브 핀 상에 형성되고, 상기 게이트 구조물의 적어도 일측에 배치되는 제1 반도체 패턴;
상기 제2 액티브 핀 상에 형성되고, 상기 게이트 구조물의 적어도 일측에 배치되는 제2 반도체 패턴을 포함하되,
상기 제1 반도체 패턴은,
제1 반도체 물질을 포함하는 제1 패턴과,
상기 제1 및 제2 액티브 핀 사이의 상기 제1 패턴의 하부에 배치되고, 상기 제1 반도체 물질과 다른 제2 반도체 물질을 포함하는 제2 패턴을 포함하고,
상기 제2 반도체 패턴은,
상기 제1 반도체 물질을 포함하는 제3 패턴과,
상기 제1 및 제2 액티브 핀 사이의 상기 제3 패턴의 하부에 배치되고, 상기 제2 반도체 물질을 포함하고, 상기 제2 패턴과 접하는 제4 패턴을 포함하는 반도체 장치.First and second active pins extending in a first direction on the substrate and spaced apart in a second direction intersecting with the first direction;
A gate structure formed on the first and second active pins, the gate structure extending in the second direction;
A first semiconductor pattern formed on the first active pin and disposed on at least one side of the gate structure;
And a second semiconductor pattern formed on the second active pin and disposed on at least one side of the gate structure,
The first semiconductor pattern may include:
A first pattern comprising a first semiconductor material,
And a second pattern disposed below the first pattern between the first and second active pins and including a second semiconductor material different from the first semiconductor material,
Wherein the second semiconductor pattern is formed by:
A third pattern comprising the first semiconductor material;
And a fourth pattern disposed below the third pattern between the first and second active pins and including the second semiconductor material and in contact with the second pattern.
상기 제1 패턴과 상기 제3 패턴은 접하는 반도체 장치.The method according to claim 1,
Wherein the first pattern and the third pattern are in contact with each other.
상기 제1 패턴은, 제1 서브 패턴과 상기 제1 서브 패턴 상의 제2 서브 패턴을 포함하고,
상기 제3 패턴은, 제3 서브 패턴과 상기 제3 서브 패턴 상의 제4 서브 패턴을 포함하는 반도체 장치.The method according to claim 1,
Wherein the first pattern includes a first subpattern and a second subpattern on the first subpattern,
And the third pattern includes a third sub pattern and a fourth sub pattern on the third sub pattern.
상기 제1 서브 패턴과 상기 제2 서브 패턴은, 상기 제1 반도체 물질에 포함된 불순물의 농도가 다른 반도체 장치.The method of claim 3,
Wherein the first sub pattern and the second sub pattern have different concentrations of impurities contained in the first semiconductor material.
상기 제3 서브 패턴과 상기 제4 서브 패턴은, 상기 제1 반도체 물질에 포함된 불순물의 농도가 다른 반도체 장치.The method of claim 3,
Wherein the third sub pattern and the fourth sub pattern have different concentrations of impurities contained in the first semiconductor material.
상기 제2 패턴은, 상기 제1 및 제2 액티브 핀들 사이의 상기 제1 패턴의 하부면 전체를 덮도록 형성되는 반도체 장치.The method according to claim 1,
And the second pattern is formed so as to cover the entire lower surface of the first pattern between the first and second active pins.
상기 제4 패턴은, 상기 제1 및 제2 액티브 핀들 사이의 상기 제3 패턴의 하부면 전체를 덮도록 형성되는 반도체 장치.The method according to claim 1,
And the fourth pattern is formed so as to cover the entire lower surface of the third pattern between the first and second active pins.
상기 제2 패턴은, 상기 제1 패턴의 외부면 전체를 덮도록 형성된 반도체 장치.The method according to claim 1,
And the second pattern is formed so as to cover the entire outer surface of the first pattern.
상기 제4 패턴은, 상기 제3 패턴의 외부면 전체를 덮도록 형성된 반도체 장치.The method according to claim 1,
And the fourth pattern is formed so as to cover the entire outer surface of the third pattern.
상기 제1 반도체 물질은, SiP, SiC, 및 SiCP 중에서 적어도 하나를 포함하는 반도체 장치.The method according to claim 1,
Wherein the first semiconductor material comprises at least one of SiP, SiC, and SiCP.
상기 제2 반도체 물질은, SiGe를 포함하는 반도체 장치.The method according to claim 1,
Wherein the second semiconductor material comprises SiGe.
상기 제1 반도체 물질은 상기 제2 반도체 물질보다 작은 격자 상수를 갖는 반도체 장치.The method according to claim 1,
Wherein the first semiconductor material has a smaller lattice constant than the second semiconductor material.
상기 제1 및 제2 액티브 핀들 상에, 상기 제2 방향으로 연장되어 형성된 게이트 구조물;
상기 제1 액티브 핀 상에 형성된 제1 반도체 패턴;
상기 제2 액티브 핀 상에 형성된 제2 반도체 패턴;
상기 제1 및 제2 액티브 핀들 사이에 형성된 필드 절연막;
상기 제1 및 제2 액티브 핀들 사이의 상기 필드 절연막 상에, 상기 필드 절연막으로부터 이격되어 상기 제1 및 제2 반도체 패턴들과 접하도록 형성되며 제1 반도체 물질을 포함하는 제1 패턴; 및
상기 제1 패턴 상에 형성되고, 상기 제1 반도체 물질과 다른 제2 반도체 물질을 포함하는 제2 패턴을 포함하는 반도체 장치.First and second active pins extending in a first direction on the substrate and spaced apart in a second direction intersecting the first direction;
A gate structure formed on the first and second active pins, the gate structure extending in the second direction;
A first semiconductor pattern formed on the first active pin;
A second semiconductor pattern formed on the second active pin;
A field insulating film formed between the first and second active pins;
A first pattern formed on the field insulating film between the first and second active fins and spaced apart from the field insulating film so as to be in contact with the first and second semiconductor patterns and including a first semiconductor material; And
And a second pattern formed on the first pattern, the second pattern including a second semiconductor material different from the first semiconductor material.
상기 제1 및 제2 반도체 패턴들은, 상기 제2 반도체 물질을 포함하는 반도체 장치.14. The method of claim 13,
Wherein the first and second semiconductor patterns comprise the second semiconductor material.
상기 제2 패턴에 포함된 상기 제2 반도체 물질에 포함된 불순물의 농도는, 상기 제1 및 제2 반도체 패턴들에 포함된 상기 제2 반도체 물질에 포함된 불순물의 농도보다 높은 반도체 장치.15. The method of claim 14,
Wherein a concentration of an impurity contained in the second semiconductor material included in the second pattern is higher than a concentration of an impurity contained in the second semiconductor material included in the first and second semiconductor patterns.
상기 기판의 상기 제1 영역에 제1 방향으로 연장되고, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 이격되어 형성된 제1 및 제2 액티브 핀들;
상기 제1 및 제2 액티브 핀들 상에, 상기 제2 방향으로 연장되어 형성된 제1 게이트 구조물;
상기 제1 및 제2 액티브 핀들 상에 형성되고, 상기 제1 게이트 구조물의 적어도 일측에 배치되고, 제1 반도체 물질을 포함하는 제1 반도체 패턴;
상기 제1 및 제2 액티브 핀들 사이의 상기 제1 반도체 패턴 하부에 형성되고, 상기 제1 반도체 물질과 다른 제2 반도체 물질을 포함하는 제2 반도체 패턴;
상기 기판의 상기 제2 영역에 상기 제1 방향으로 연장되고, 상기 제2 방향으로 이격되어 형성된 제3 및 제4 액티브 핀들;
상기 제3 및 제4 액티브 핀들 상에, 상기 제2 방향으로 연장되어 형성된 제2 게이트 구조물; 및
상기 제3 및 제4 액티브 핀들 상에 형성되고, 상기 제2 게이트 구조물의 적어도 일측에 배치되고, 상기 제2 반도체 물질을 포함하는 제3 반도체 패턴을 포함하는 반도체 장치.A substrate defining a first region and a second region;
First and second active pins extending in a first direction in the first region of the substrate and spaced apart in a second direction intersecting the first direction;
A first gate structure formed on the first and second active pins, the first gate structure extending in the second direction;
A first semiconductor pattern formed on the first and second active pins and disposed on at least one side of the first gate structure, the first semiconductor pattern comprising a first semiconductor material;
A second semiconductor pattern formed below the first semiconductor pattern between the first and second active fins and including a second semiconductor material different from the first semiconductor material;
Third and fourth active pins extending in the first direction in the second region of the substrate and spaced apart in the second direction;
A second gate structure formed on the third and fourth active pins, the second gate structure extending in the second direction; And
And a third semiconductor pattern formed on the third and fourth active pins and disposed on at least one side of the second gate structure, the third semiconductor pattern including the second semiconductor material.
상기 제1 반도체 물질은, SiP, SiC, 및 SiCP 중에서 적어도 하나를 포함하는 반도체 장치.17. The method of claim 16,
Wherein the first semiconductor material comprises at least one of SiP, SiC, and SiCP.
상기 제2 반도체 물질은, SiGe를 포함하는 반도체 장치.18. The method of claim 17,
Wherein the second semiconductor material comprises SiGe.
상기 제1 및 제2 핀들 상에, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장된 더미 게이트 구조을 형성하고,
상기 더미 게이트 구조의 적어도 일 측에 배치된 상기 제1 및 제2 핀들 상에 제1 및 제2 반도체 패턴들을 에피 성장시키되, 상기 제1 및 제2 반도체 패턴들은 접하지 않고,
상기 제1 및 제2 반도체 패턴들 사이의 상기 제1 및 제2 반도체 패턴들 의 하부에 블락킹(blocking) 에피텍셜막을 선택적으로 형성하되, 상기 블락킹 에피텍셜막은 상기 제1 및 제2 반도체 패턴들과 다른 물질을 포함하고,
상기 더미 게이트 전극을 제거하는 것을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.Forming first and second pins extending in a first direction on the substrate,
Forming a dummy gate structure on the first and second pins, the dummy gate structure extending in a second direction intersecting with the first direction,
Epitaxially growing first and second semiconductor patterns on the first and second fins disposed on at least one side of the dummy gate structure, wherein the first and second semiconductor patterns are not in contact with each other,
Selectively forming a blocking epitaxial film under the first and second semiconductor patterns between the first and second semiconductor patterns, wherein the blocking epitaxial film is formed on the first and second semiconductor patterns, ≪ / RTI > and other materials,
And removing the dummy gate electrode.
상기 제1 및 제2 반도체 패턴들의 외부로 노출된 면들 상에 형성된 상기 블락킹 에피택셜 막의 일부를 제거하는 것을 더 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.20. The method of claim 19,
Further comprising removing a portion of the blocking epitaxial film formed on the surfaces exposed to the outside of the first and second semiconductor patterns.
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