KR20170136961A - Field Effect Transistor and Method of fabricating the same - Google Patents

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Abstract

Provided are a field effect transistor, and a method of manufacturing the same. The field effect transistor comprises: a semiconductor substrate made of a first semiconductor material; and a fin structure disposed on the semiconductor substrate, and made of a second semiconductor material having a lattice constant different from that of the first semiconductor material. The fin structure comprises: a lower part extended in a first direction on the semiconductor substrate; and a plurality of upper parts projecting from the lower part and extended in a second direction intersecting the first direction. It is possible to provide a field effect transistor with improved integration and improved electrical characteristics.

Description

전계효과 트랜지스터 및 그 제조 방법{Field Effect Transistor and Method of fabricating the same}FIELD EFFECT TRANSISTOR AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME

본 발명은 반도체 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전계효과 트랜지스터에 관한 것이다. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly, to a field effect transistor.

반도체 장치는 모스 전계 효과 트랜지스터들(MOS(Metal Oxide Semiconductor) FET)로 구성된 집적회로를 포함한다. 이러한 반도체 장치는 고집적화됨에 따라 모스 전계 효과 트랜지스터들의 크기 축소(scale down)도 점점 가속화되고 있으며, 이로 인해 반도체 장치의 동작 특성이 저하될 수 있다. 따라서, 반도체 장치의 고집적화에 따른 한계를 극복하면서 보다 우수한 성능을 갖는 반도체 장치를 형성하기 위한 다양한 방법이 연구되고 있다. 특히, 고성능(high performance)의 모스 트랜지스터를 구현하기 위해 캐리어(전자 또는 정공)의 이동도(mobility)를 증가시키는 방법이 개발되고 있다. The semiconductor device includes an integrated circuit composed of MOS (Metal Oxide Semiconductor) FETs. As the semiconductor device is highly integrated, the scale down of the MOS field effect transistors is also being accelerated, which may degrade the operation characteristics of the semiconductor device. Accordingly, various methods for forming a semiconductor device having superior performance while overcoming the limitations of the high integration of the semiconductor device have been researched. Particularly, a method of increasing the mobility of a carrier (electron or hole) to realize a high-performance MOS transistor has been developed.

본원 발명이 해결하고자 하는 과제는 고집적 및 전기적 특성이 향상된 전계효과 트랜지스터를 제공하는데 있다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a field effect transistor having a high integration and improved electrical characteristics.

본원 발명이 해결하고자 하는 과제는 고집적 및 전기적 특성이 향상된 전계효과 트랜지스터의 제조 방법을 제공하는데 있다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method for fabricating a field effect transistor with high integration and improved electrical characteristics.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제에 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 above-mentioned problems, and other problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 실시예들에 따른 전계효과 트랜지스터는 제 1 반도체 물질로 이루어진 반도체 기판; 상기 반도체 기판 상에 배치되며, 상기 제 1 반도체 물질과 격자 상수가 다른 제 2 반도체 물질로 이루어진 핀 구조체로서, 상기 핀 구조체는: 상기 반도체 기판 상에서 제 1 방향으로 연장되는 하부 부분; 및 상기 하부 부분으로부터 돌출되며, 상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향으로 연장되는 복수 개의 상부 부분들을 포함할 수 있다. According to an aspect of the present invention, there is provided a field-effect transistor including: a semiconductor substrate made of a first semiconductor material; A fin structure disposed on the semiconductor substrate and made of a second semiconductor material having a lattice constant different from that of the first semiconductor material, the fin structure comprising: a lower portion extending in a first direction on the semiconductor substrate; And a plurality of upper portions projecting from the lower portion and extending in a second direction intersecting the first direction.

상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 실시예들에 따른 전계효과 트랜지스터는 제 1 반도체 물질로 이루어진 반도체 기판; 상기 반도체 기판 상에 서로 이격되어 배치되는 복수 개의 핀 구조체들로서, 상기 핀 구조체들 각각은: 상기 반도체 기판 상에서 일 방향으로 연장되는 하부 부분; 및 상기 하부 부분으로부터 돌출되며, 상기 하부 부분을 가로지르는 복수 개의 상부 부분들을 포함하는 것; 상기 하부 부분들과 나란하게 상기일 방향으로 연장되어, 상기 핀 구조체들의 상기 상부 부분들을 가로지르는 게이트 전극; 및 상기 게이트 전극 양측에서, 상기 핀 구조체들의 상부 부분들 내에 제공되는 소오스/드레인 영역들을 포함할 수 있다. According to an aspect of the present invention, there is provided a field-effect transistor including: a semiconductor substrate made of a first semiconductor material; A plurality of pin structures spaced apart from each other on the semiconductor substrate, each of the pin structures comprising: a lower portion extending in one direction on the semiconductor substrate; And a plurality of upper portions projecting from the lower portion and traversing the lower portion; A gate electrode extending in one direction parallel to the bottom portions, the gate electrode crossing the top portions of the pin structures; And source / drain regions provided in the upper portions of the pin structures, on both sides of the gate electrode.

상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 실시예들에 따른 전계효과 트랜지스터의 제조 방법은 반도체 기판의 일부분을 노출시키는 하부 트렌치를 갖는 소자 분리막을 형성하는 것; 상기 소자 분리막 상에서 상기 하부 트렌치들을 가로지르는 복수 개의 상부 트렌치들을 갖는 마스크 패턴을 형성하는 것; 상기 하부 트렌치 및 상기 상부 트렌치들에 의해 노출된 상기 반도체 기판의 상부면으로부터 에피택시얼 성장된 에피택시얼층을 형성하되, 상기 에피택시얼층은 상기 반도체 기판과 다른 격자 상수를 갖는 반도체 물질로 이루어지며, 상기 하부 트렌치를 채우는 하부 부분 및 상기 상부 트렌치들을 채우는 상부 부분들을 포함하는 것; 상기 에피택시얼층의 상부 부분들을 가로지르는 제 1 분리 절연 패턴을 형성하여, 상기 에피택시얼층을 복수 개의 에피택시얼 패턴들로 분리하는 것; 및 상기 에피택시얼층의 하부 부분을 가로지르는 제 2 분리 절연 패턴을 형성하여, 상기 에피택시얼 패턴들 각각을 복수 개의 핀 구조체들로 분리하는 것을 포함할 수 있다. According to an aspect of the present invention, there is provided a method of fabricating a field effect transistor, including: forming a device isolation layer having a lower trench exposing a portion of a semiconductor substrate; Forming a mask pattern having a plurality of upper trenches across the lower trenches on the device isolation layer; Forming an epitaxial layer epitaxially grown from the upper surface of the semiconductor substrate exposed by the lower trench and the upper trenches, wherein the epitaxial layer is composed of a semiconductor material having a lattice constant different from that of the semiconductor substrate A lower portion filling the lower trench, and upper portions filling the upper trenches; Forming a first isolation insulating pattern across the upper portions of the epitaxial layer, thereby separating the epitaxial layer into a plurality of epitaxial patterns; And forming a second isolation insulating pattern across the lower portion of the epitaxial layer, thereby separating each of the epitaxial patterns into a plurality of pin structures.

본 발명의 실시예들에 따르면, 선택적 에피택시얼 성장 방법을 이용하여 핀 구조체들을 형성할 때, 핀 구조체들의 하부 부분에 트랩핑된 결정 결함들이 상부 부분들로 전파되는 것이 차단될 수 있다. 이에 따라, 핀 구조체들의 상부 부분들은 실질적으로 결정 결함들이 없는 반도체 물질로 이루어질 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들에 따른 핀 구조체들의 상부 부분들을 채널로 사용하는 전계효과 트랜지스터의 전기적 특성이 보다 향상될 수 있다. According to embodiments of the present invention, when forming the pin structures using the selective epitaxial growth method, trapped crystal defects in the lower portion of the pin structures can be prevented from propagating to the upper portions. Accordingly, the upper portions of the pin structures can be made of a semiconductor material substantially free from crystal defects. Therefore, the electrical characteristics of the field effect transistor using the upper portions of the pin structures according to the embodiments of the present invention as a channel can be further improved.

도 1a 내지 도 10a는 본 발명의 실시예들에 따른 반도체 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 평면도들이다.
도 1b 내지 도 10b는 도 1a 내지 도 10a의 I-I' 선 및 II-II' 선을 따라 자른 단면도들이다.
도 1c 내지 도 10c는 도 1a 내지 도 10a의 III-III' 선 및 IV-IV'선을 따라 자른 단면도들이다.
도 11a 및 도 11b는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 반도체 장치의 단면도들로서, 도 11a는 도 10a의 I-I' 선 및 II-II' 선을 따라 자른 단면을 나타내며, 도 11b는 도 10a의 III-III' 선 및 IV-IV' 선을 따라 자른 단면들을 나타낸다.
도 12는 본 발명의 실시예들에 따른 반도체 장치의 구조적 특징들을 예시적으로 도시하는 사시도이다.
도 13은 본 발명의 실시예들에 따른 반도체 장치의 핀 구조체를 나타내는 사시도이다.
도 14a, 도 14b, 도 15a 및 도 15b는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 반도체 장치를 설명하기 위한 도면들로서, 도 14b는 도 14a의 III-III' 선을 따라 자른 단면을 도시하며, 도 15b는 도 15a의 III-III' 선을 따라 자른 단면을 도시한다.
도 16 및 도 17은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 반도체 장치를 도시한다.
도 18a 내지 도 22a 및 도 18b 내지 도 22b는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 반도체 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
1A to 10A are plan views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to embodiments of the present invention.
Figs. 1B to 10B are cross-sectional views taken along line II 'and line II-II' in Figs. 1A to 10A.
Figs. 1C to 10C are cross-sectional views taken along line III-III 'and line IV-IV' in Figs. 1A to 10A.
11A and 11B are cross-sectional views of a semiconductor device according to various embodiments of the present invention, wherein FIG. 11A shows a cross section taken along line II 'and II-II' in FIG. 10A, -III 'and IV-IV', respectively.
12 is a perspective view exemplarily showing structural features of a semiconductor device according to embodiments of the present invention.
13 is a perspective view showing a fin structure of a semiconductor device according to embodiments of the present invention.
FIGS. 14A, 14B, 15A, and 15B are views for explaining a semiconductor device according to various embodiments of the present invention. FIG. 14B shows a cross section taken along the line III-III ' 15B shows a cross section taken along the line III-III 'in FIG. 15A.
Figures 16 and 17 illustrate a semiconductor device according to various embodiments of the present invention.
18A to 22A and 18B to 22B are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to various embodiments of the present invention.

이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 전계효과 트랜지스터 및 그 제조 방법에 대해 상세히 설명한다. Hereinafter, a field effect transistor and a method of manufacturing the same according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1a 내지 도 10a는 본 발명의 실시예들에 따른 반도체 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 평면도들이다. 도 1b 내지 도 10b는 도 1a 내지 도 10a의 I-I' 선 및 II-II' 선을 따라 자른 단면도들이다. 도 1c 내지 도 10c는 도 1a 내지 도 10a의 III-III' 선 및 IV-IV'선을 따라 자른 단면도들이다.1A to 10A are plan views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to embodiments of the present invention. Figs. 1B to 10B are cross-sectional views taken along lines I-I 'and II-II' in Figs. 1A to 10A. Figs. 1C to 10C are cross-sectional views taken along line III-III 'and line IV-IV' in Figs. 1A to 10A.

도 11a 및 도 11b는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 반도체 장치의 단면도들로서, 도 11a는 도 10a의 I-I' 선 및 II-II' 선을 따라 자른 단면을 나타내며, 도 11b는 도 10a의 III-III' 선 및 IV-IV' 선을 따라 자른 단면들을 나타낸다. 11A and 11B are cross-sectional views of a semiconductor device according to various embodiments of the present invention, wherein FIG. 11A shows a cross section taken along line II 'and II-II' in FIG. 10A, -III 'and IV-IV', respectively.

도 1a, 도 1b, 및 도 1c를 참조하면, 반도체 기판(100)을 패터닝하여 예비 활성 패턴들(101)을 정의하는 소자 분리 트렌치(103)가 형성될 수 있다. Referring to FIGS. 1A, 1B, and 1C, an element isolation trench 103 may be formed by patterning a semiconductor substrate 100 to define preliminary active patterns 101. FIG.

반도체 기판(100)은 반도체 물질로 이루어질 수 있으며, 예를 들어, 실리콘(Si), 게르마늄(Ge), 실리콘 게르마늄(SiGe), 갈륨비소(GaAs), 인듐갈륨비소(InGaAs), 알루미늄갈륨비소(AlGaAs), 또는 이들의 혼합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. The semiconductor substrate 100 may be made of a semiconductor material and may be formed of a material such as silicon (Si), germanium (Ge), silicon germanium (SiGe), gallium arsenide (GaAs), indium gallium arsenide (InGaAs), aluminum gallium arsenide AlGaAs), or a mixture thereof.

반도체 기판(100)은 벌크(bulk) 실리콘 기판, 실리콘-온-인슐레이터(silicon on insulator: SOI) 기판, 게르마늄 기판, 게르마늄-온-인슐레이터(germanium on insulator: GOI) 기판, 실리콘-게르마늄 기판, 또는 선택적 에피택시얼 성장(selective epitaxial growth: SEG)을 수행하여 획득한 에피택시얼 박막의 기판일 수 있다. 또 다른 예로, 반도체 기판(100)은 III-V족 화합물 반도체 기판일 수 있다.The semiconductor substrate 100 may be a bulk silicon substrate, a silicon on insulator (SOI) substrate, a germanium substrate, a germanium on insulator (GOI) substrate, a silicon-germanium substrate, Or a substrate of an epitaxial thin film obtained by performing selective epitaxial growth (SEG). As another example, the semiconductor substrate 100 may be a III-V compound semiconductor substrate.

일 예에서, 반도체 기판(100)은 단결정 실리콘 기판일 수 있으며, 반도체 기판(100)의 상부면은 (100) 결정면 또는 (110) 결정면을 가질 수 있다. In one example, the semiconductor substrate 100 may be a monocrystalline silicon substrate, and the upper surface of the semiconductor substrate 100 may have a (100) crystal plane or a (110) crystal plane.

실시예들에 따르면, 소자 분리 트렌치(103)를 형성하는 것은, 반도체 기판(100) 상에 반도체 기판(100)의 소정 영역들을 노출시키는 제 1 마스크 패턴(110)을 형성하는 것과, 제 1 마스크 패턴(110)을 식각 마스크로 이용하여 반도체 기판(100)을 이방성 식각함으로써 예비 활성 패턴들(101)을 정의하는 것을 포함할 수 있다. Forming the device isolation trenches 103 includes forming a first mask pattern 110 that exposes predetermined areas of the semiconductor substrate 100 on the semiconductor substrate 100, And defining the preliminary active patterns 101 by anisotropically etching the semiconductor substrate 100 using the pattern 110 as an etch mask.

제 1 마스크 패턴(110)은 제 1 방향(D1)으로 연장되는 라인 형태일 수 있으며, 차례로 적층된 버퍼 산화막 패턴(111) 및 하드 마스크 패턴(113)을 포함한다. 보다 상세하게, 제 1 마스크 패턴(110)을 형성하는 것은, 반도체 기판(100) 상에 실리콘 산화막 및 하드 마스크막을 차례로 적층하는 것, 하드 마스크막 상에 예비 활성 패턴들(101)을 정의하는 포토레지스트 패턴(미도시)을 형성하는 것, 및 포토레지스트 패턴(미도시)을 식각 마스크로 이용하여 반도체 기판(100)의 상면이 노출되도록 하드 마스크막 및 실리콘 산화막을 차례로 이방성 식각하는 것을 포함할 수 있다. 여기서, 실리콘 산화막은 반도체 기판(100)을 열산화(thermal oxidation)시켜 형성될 수 있다. 하드 마스크막은 실리콘 질화막, 실리콘 산질화막, 및 폴리실리콘막 중에서 선택되는 어느 하나의 물질로 형성될 수 있다. 그리고, 하드 마스크막은 실리콘 산화막에 비해 두꺼울 수 있다. 하드 마스크막의 두께는 반도체 기판(100)에 형성되는 소자 분리 트렌치(103)의 깊이에 따라 달라질 수 있다. 실시예들에서, 제 1 마스크 패턴은 트렌치를 형성한 후 제거되거나, 소자 분리막(105)을 형성한 후에 제거될 수 있다. The first mask pattern 110 may be in the form of a line extending in the first direction D1 and includes a buffer oxide film pattern 111 and a hard mask pattern 113 stacked in that order. More specifically, the formation of the first mask pattern 110 is performed by sequentially laminating a silicon oxide film and a hard mask film on the semiconductor substrate 100, a step of forming a photo Forming a resist pattern (not shown), and anisotropically etching the hard mask film and the silicon oxide film in order to expose the upper surface of the semiconductor substrate 100 using a photoresist pattern (not shown) as an etching mask have. Here, the silicon oxide film may be formed by thermal oxidation of the semiconductor substrate 100. The hard mask film may be formed of any one material selected from a silicon nitride film, a silicon oxynitride film, and a polysilicon film. The hard mask film may be thicker than the silicon oxide film. The thickness of the hard mask film may vary depending on the depth of the element isolation trenches 103 formed in the semiconductor substrate 100. In embodiments, the first mask pattern may be removed after forming the trench, or may be removed after forming the device isolation film 105.

실시예들에 따르면, 예비 활성 패턴들(101)은 제 1 방향(D1)으로 연장되는 라인 형태를 가질 수 있으며, 제 1 방향(D1)에 수직하는 제 2 방향(D2)으로 서로 이격되어 배치될 수 있다. 일 예로, 예비 활성 패턴들(101) 간의 간격은 예비 활성 패턴들(101)의 폭(W1)보다 클 수 있다. 예비 활성 패턴들(101)은 하부로 갈수록 폭이 증가하는 측벽 프로파일을 가질 수도 있다. According to the embodiments, the preliminary active patterns 101 may have a line shape extending in the first direction D1 and may be spaced apart from each other in the second direction D2 perpendicular to the first direction D1. . For example, the interval between the preliminary active patterns 101 may be larger than the width W1 of the preliminary active patterns 101. [ The preliminary active patterns 101 may have a sidewall profile whose width increases toward the bottom.

소자 분리 트렌치(103)는 반도체 기판(100)의 상부면에 대해 실질적으로 수직하거나, 경사진 측벽을 가질 수 있다. 소자 분리 트렌치의 깊이(H1)는 예비 활성 패턴들(101)의 폭(W1)의 2배보다 클 수 있다. 그리고, 소자 분리 트렌치의 깊이(H1)는 예비 활성 패턴의 제 1 방향(D1)의 길이(L1)보다 작을 수 있다. The device isolation trenches 103 may be substantially perpendicular to the top surface of the semiconductor substrate 100, or may have inclined sidewalls. The depth H1 of the device isolation trench may be larger than twice the width W1 of the preliminary active patterns 101. [ The depth H1 of the device isolation trench may be smaller than the length L1 of the preliminary active pattern in the first direction D1.

도 2a 도 2b, 및 도 2c를 참조하면, 소자 분리 트렌치(103) 내에 소자 분리막(105)이 형성될 수 있다. 소자 분리막(105)은 예비 활성 패턴들(101)의 양측벽들을 덮을 수 있다. Referring to FIGS. 2A, 2B, and 2C, a device isolation film 105 may be formed in the device isolation trench 103. The device isolation film 105 may cover both side walls of the preliminary active patterns 101. [

소자 분리막(105)을 형성하는 것은, 소자 분리 트렌치(103)를 채우는 절연막을 형성하는 것, 및 예비 활성 패턴들(101)의 상부면들이 노출되도록 절연막을 평탄화하는 것을 포함할 수 있다. 여기서, 소자 분리 트렌치(103)를 채우는 절연막은 단차 도포성이 우수한 증착 기술을 이용하여 증착될 수 있다. 절연막은 예를 들어, 원자층 증착(ALD; atomic layer deposition) 방법, 화학기상 증착(CVD; chemical vapor deposition) 방법, 또는 플라즈마 강화 CVD(PE-CVD(Plasma Enhanced Chemical Deposition) 방법과 같은 증착 기술을 이용하여 증착될 수 있다. 또한, 절연막은 갭 필(gap fill) 특성이 우수한 절연 물질로 형성될 수 있으며, 예를 들어, BPSG(boron-phosphor silicate glass)막, HDP(High Density Plasma) 산화막, USG(Undoped Silicate Glass) 또는 TOSZ(Tonen SilaZene) 물질로 형성될 수 있다. 또한, 절연막에 대한 평탄화 공정으로는 에치백(etch back) 방법 및/또는 CMP(chemical mechanical polishing) 방법이 이용될 수 있다. Formation of the element isolation film 105 may include forming an insulating film filling the element isolation trenches 103 and planarizing the insulating film such that upper surfaces of the preliminary active patterns 101 are exposed. Here, the insulating film filling the element isolation trenches 103 can be deposited using a deposition technique with excellent step coverage. The insulating film may be formed by a deposition technique such as an atomic layer deposition (ALD) method, a chemical vapor deposition (CVD) method, or a plasma enhanced chemical deposition (PE-CVD) The insulating film may be formed of an insulating material having excellent gap fill characteristics. For example, a boron-phosphor silicate glass (BPSG) film, a high density plasma (HDP) oxide film, An etch back process and / or a chemical mechanical polishing (CMP) process may be used as the planarization process for the insulating film. .

소자 분리막(105)은 반도체 기판(100)의 상부면에 대해 실질적으로 수직한 측벽을 가질 수 있으며, 이와 달리, 도 11a 및 도 11b에 도시된 바와 같이, 반도체 기판(100)의 상부면에 대해 경사진 측벽을 가질 수도 있다.The device isolation film 105 may have sidewalls that are substantially perpendicular to the top surface of the semiconductor substrate 100 and may alternatively be formed on the top surface of the semiconductor substrate 100 as shown in Figures 11A and 11B. It may also have sloped sidewalls.

실시예들에서, 소자 분리막(105)이 반도체 기판(100) 내에 형성되는 것으로 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되지 않으며, 소자 분리막(105)은 반도체 기판(100)의 상부면 상에서 반도체 기판(100)의 일부분들을 노출시키도록 형성될 수도 있다. The device isolation film 105 is formed on the semiconductor substrate 100 on the upper surface of the semiconductor substrate 100. The device isolation film 105 is formed on the upper surface of the semiconductor substrate 100, May be formed to expose portions of the substrate.

도 3a 도 3b, 및 도 3c를 참조하면, 예비 활성 패턴들(101)을 가로지르는 상부 트렌치들(UR)을 갖는 제 2 마스크 패턴(120)이 형성될 수 있다. 3A, 3B, and 3C, a second mask pattern 120 having top trenches UR across the pre-active patterns 101 may be formed.

제 2 마스크 패턴(120)을 형성하는 것은, 반도체 기판(100) 전면을 덮는 하드 마스크막을 증착하는것, 하드 마스크막 상에 제 1 방향(D1)에 수직하는 제 2 방향(D2)으로 연장되는 라인 형태의 포토레지스트 패턴(미도시)을 형성하는 것, 및 포토레지스트 패턴(미도시)을 식각 마스크로 이용하여 반도체 기판(100)의 상면이 노출되도록 하드 마스크막을 이방성 식각하는 것을 포함할 수 있다. 실시예들에 따르면, 제 2 마스크 패턴(120)은 반도체 기판(100) 및 소자 분리막(105)에 대해 식각 선택성을 갖는 절연 물질로 형성될 수 있다. 제 2 마스크 패턴(120)은, 예를 들어, 실리콘 질화막 또는 실리콘 산질화막으로 형성될 수 있다. The second mask pattern 120 may be formed by depositing a hard mask film covering the entire surface of the semiconductor substrate 100, depositing a hard mask film on the hard mask film in a second direction D2 perpendicular to the first direction D1, (Not shown), and anisotropically etching the hard mask film so that the upper surface of the semiconductor substrate 100 is exposed using a photoresist pattern (not shown) as an etch mask. According to embodiments, the second mask pattern 120 may be formed of an insulating material having etch selectivity to the semiconductor substrate 100 and the device isolation film 105. The second mask pattern 120 may be formed of, for example, a silicon nitride film or a silicon oxynitride film.

실시예들에 따르면, 상부 트렌치들(UR)은 예비 활성 패턴들(101)의 일부분들을 노출시킬 수 있다. 상부 트렌치들(UR)은 예비 활성 패턴들(101)의 폭(W1)보다 작은 폭(W2)을 가질 수 있다. 예를 들어, 상부 트렌치들(UR)의 폭(W2)은 약 5nm 내지 50nm 범위에서 선택될 수 있다. 제 2 마스크 패턴(120)의 두께(H2; 즉, 상부 트렌치들(UR)의 높이)는 상부 트렌치들(UR)의 폭(W2)의 2배보다 클 수 있다. According to embodiments, the upper trenches UR may expose portions of the pre-active patterns 101. [ The upper trenches UR may have a width W2 that is smaller than the width W1 of the preliminary active patterns 101. [ For example, the width W2 of the upper trenches UR may be selected in the range of about 5 nm to 50 nm. The thickness H2 of the second mask pattern 120 (i.e., the height of the upper trenches UR) may be greater than twice the width W2 of the upper trenches UR.

도 4a 도 4b, 및 도 4c를 참조하면, 제 2 마스크 패턴(120)에 의해 노출된 예비 활성 패턴들(101)을 제거함으로써 제 2 마스크 패턴(120) 아래에 하부 트렌치들(LR)이 형성될 수 있다. Referring to FIGS. 4A, 4B and 4C, the lower trenches LR are formed under the second mask pattern 120 by removing the pre-active patterns 101 exposed by the second mask pattern 120 .

일 예에 따르면, 하부 트렌치들(LR)은 예비 활성 패턴들(101)을 등방성 식각함으로써 형성될 수 있다. 하부 트렌치들(LR)을 형성시 소자 분리막(105) 및 제 2 마스크 패턴(120)에 대해 식각 선택성을 갖는 식각 레서피가 이용될 수 있다. 예를 들어, 반도체 기판(100)이 단결정 실리콘 기판일 경우, HF, HNO3, 또는 NH4F를 포함하는 에천트(enchant)가 사용될 수 있다. According to one example, the lower trenches LR may be formed by isotropically etching the preliminary active patterns 101. An etch recipe having etch selectivity for the device isolation film 105 and the second mask pattern 120 may be used in forming the lower trenches LR. For example, when the semiconductor substrate 100 is a single crystal silicon substrate, an etchant including HF, HNO 3 , or NH 4 F may be used.

예비 활성 패턴들(101)에 대한 등방성 식각 공정에 의해 제 2 마스크 패턴(120)의 하부면의 일부분들과 소자 분리막(105)의 측벽이 하부 트렌치들(LR)에 노출될 수 있다. 이와 같이 형성된 하부 트렌치들(LR)은 예비 활성 패턴들(101)이 제거된 빈 공간으로서 제 1 방향(D1)으로 연장될 수 있다. Portions of the lower surface of the second mask pattern 120 and the side walls of the device isolation film 105 may be exposed to the lower trenches LR by an isotropic etching process for the preliminary active patterns 101. [ The lower trenches LR thus formed may extend in the first direction D1 as vacant spaces from which the preliminary active patterns 101 are removed.

실시예들에 따르면, 하부 트렌치들(LR)의 제 1 높이(H1), 즉, 소자 분리막(105)의 상부면으로부터 하부 트렌치들(LR)의 바닥면까지의 거리는, 하부 트렌치들(LR)의 제 1 폭(W1)의 약 2배 이상일 수 있다. 다시 말해, 하부 트렌치들(LR)은 약 2:1 내지 3:1의 종횡비를 가질 수 있다 그리고, 하부 트렌치들(LR)에서 제 1 방향(D1)으로의 길이(L1)는 하부 트렌치들(LR)의 제 1 높이(H1)보다 클 수 있다. 예를 들어, 하부 트렌치들(LR)의 제 1 폭(W1)은 약 10nm 내지 100nm 범위에서 선택될 수 있다. 한편, 본 발명은 이에 제한되지 않으며, 하부 트렌치들(LR)의 길이(L1)는 반도체 장치의 설계에 따라 달라질 수 있다. The distance from the upper surface of the device isolation film 105 to the bottom surface of the lower trenches LR is smaller than the height of the lower trenches LR, Of the first width W1 of the substrate W1. In other words, the lower trenches LR may have an aspect ratio of about 2: 1 to 3: 1 and the length L1 in the lower direction of the lower trenches LR in the first direction D1 may be less than the length of the lower trenches LR Lt; RTI ID = 0.0 > (Hl) < / RTI > For example, the first width W1 of the lower trenches LR can be selected in the range of about 10 nm to 100 nm. Meanwhile, the present invention is not limited to this, and the length L1 of the lower trenches LR may vary depending on the design of the semiconductor device.

일 예에서, 하부 트렌치들(LR)의 높이(H1)는 소자 분리막(105)의 높이와 실질적으로 동일할 수 있다. 이와 달리, 하부 트렌치들(LR)이 식각 공정에 의해 형성되므로, 하부 트렌치들(LR)의 하부면들은 소자 분리막(105)의 하부면들과 다른 레벨에 위치할 수 있다. 다시 말해, 하부 트렌치들(LR)의 제 1 높이(H1)는 소자 분리막(105)의 높이보다 작거나 클 수도 있다. 즉, 하부 트렌치들(LR)의 하부면들은 소자 분리막(105)의 하부면보다 아래에 위치하거나 위에 위치할 수 있다. In one example, the height H1 of the lower trenches LR may be substantially the same as the height of the device isolation film 105. Alternatively, since the lower trenches LR are formed by the etching process, the lower surfaces of the lower trenches LR may be located at different levels from the lower surfaces of the device isolation film 105. [ In other words, the first height H1 of the lower trenches LR may be smaller or larger than the height of the device isolation film 105. That is, the lower surfaces of the lower trenches LR may be located below or above the lower surface of the device isolation film 105.

나아가, 하부 트렌치들(LR)에 노출된 반도체 기판(100)의 표면은 (100) 결정면을 갖거나, (110) 결정면을 가질 수 있다. 또한, 하부 트렌치들(LR)에 노출된 반도체 기판(100)의 표면과 소자 분리막(105)의 측벽 사이에 약 50 내지 90도 사이의 경사각을 이룰 수 있다.Furthermore, the surface of the semiconductor substrate 100 exposed to the lower trenches LR may have a (100) crystal plane or a (110) crystal plane. In addition, an inclination angle of about 50 to 90 degrees can be established between the surface of the semiconductor substrate 100 exposed to the lower trenches LR and the sidewall of the device isolation film 105.

도 5a, 도 5b, 및 도 5c를 참조하면, 하부 트렌치들(LR) 및 상부 트렌치들(UR)을 채우는 에피택시얼층(130)이 형성될 수 있다. 5A, 5B, and 5C, an epitaxial layer 130 filling the lower trenches LR and the upper trenches UR may be formed.

에피택시얼층(130)은 하부 트렌치들(LR)에 노출된 반도체 기판(100)을 씨드(seed)로 이용하는 선택적 에피택시얼 성장(Selective Epitaxial Growth; SEG) 공정을 이용하여 형성될 수 있다. 선택적 에피택시얼 성장 공정으로는, 예를 들어, 고상 에피택시얼(SPE: Solid Phase Epitaxy), 기상 에피택시얼(VPE: Vapor Phase Epitaxy) 및 액상 에피택시얼(LPE: Liquid Phase Epitaxy) 방법이 이용될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 에피택시얼층(130)은 화학기상증착법(Chemical Vapor Deposition; CVD), 감압화학기상증착법(Reduced Pressure Chemical Vapor Deposition; RPCVD), 고진공화학기상증착법(Ultra High Vacuum Chemical Vapor Deposition; UHCVD) 또는 분자 빔 에피택시(Molecular Beam Epitaxy: MBE) 방법을 이용한 에피택시얼 성장(예를 들어, 헤테로 에피택시(hetero-epitaxy))에 의해 형성될 수 있다. The epitaxial layer 130 may be formed using a selective epitaxial growth (SEG) process using the semiconductor substrate 100 exposed as the seeds in the lower trenches LR. Examples of the selective epitaxial growth process include Solid Phase Epitaxy (SPE), Vapor Phase Epitaxy (VPE) and Liquid Phase Epitaxy (LPE) Can be used. According to one embodiment, the epitaxial layer 130 may be formed by a chemical vapor deposition (CVD) process, a reduced pressure chemical vapor deposition (RPCVD) process, a high vacuum chemical vapor deposition process (E. G., Hetero-epitaxy) using molecular beam epitaxy (UHCVD) or molecular beam epitaxy (MBE) methods.

실시예들에서, 에피택시얼층(130)은 반도체 기판(100)을 이루는 반도체 물질과 다른 격자 상수를 갖는 반도체 물질로 형성될 수 있다. 에피택시얼층(130)은, 예를 들어, Si, Ge, SiGe, 또는 III-V족 화합물들을 포함할 수 있다. 또한, III-V 화합물들은, 예를 들어, 알루미늄 인화물(aluminum phosphide: AlP), 갈륨 인화물(gallium phosphide: GaP), 인듐 인화물(indium phosphide: InP), 알루미늄 비소(aluminum arsenide: AlAs), 갈륨 비소 (gallium arsenide: GaAs), 인듐 비소(indium arsenide: InAs), 알루미늄 안티모나이드(aluminum antimonide: AlSb), 갈륨 안티모나이드(gallium antimonide: GaSb), 또는 인듐 안티모나이드(indium antimonide: InSb)일 수 있다.In embodiments, the epitaxial layer 130 may be formed of a semiconductor material having a lattice constant different from that of the semiconductor material of the semiconductor substrate 100. The epitaxial layer 130 may comprise, for example, Si, Ge, SiGe, or III-V compounds. In addition, the III-V compounds can be used in a variety of applications including, for example, aluminum phosphide (AlP), gallium phosphide (GaP), indium phosphide (InP), aluminum arsenide gallium arsenide (GaAs), indium arsenide (InAs), aluminum antimonide (AlSb), gallium antimonide (GaSb), or indium antimonide (InSb) .

실시예들에 따르면, 선택적 에피택시얼 성장 공정에 의해 에피택시얼층(130)은 하부 트렌치들(LR)에 노출된 반도체 기판(100)의 표면으로부터 수직적으로(vertically) 및 수평적으로(laterally) 성장될 수 있다. 이에 따라, 에피택시얼층(130)은 하부 및 상부 트렌치들(LR, UR)을 채울 수 있다. 나아가, 선택적 에피택시얼 성장 공정시 과성장(over growth)에 의해 에피택시얼층(130)이 제 2 마스크 패턴(120)의 상부면보다 돌출될 수 있다. According to embodiments, the epitaxial layer 130 is selectively etched vertically and horizontally from the surface of the semiconductor substrate 100 exposed to the lower trenches LR by a selective epitaxial growth process, It can be grown. Thus, the epitaxial layer 130 may fill the lower and upper trenches LR, UR. Further, the epitaxial layer 130 may protrude from the upper surface of the second mask pattern 120 by overgrowth during the selective epitaxial growth process.

이와 같이 형성된 에피택시얼층(130)은 하부 트렌치들(LR) 내에 채워지는 하부 부분들(130L) 및 상부 트렌치들(UR) 내에 채워지는 상부 부분들(130U)을 포함할 수 있다. 에피택시얼층(130)은 하부 부분들(130L)과 상부 부분들(130U) 사이에 경계면들 없이 일체(single body)로 이루질 수 있다. 에피택시얼층(130)의 하부 부분들(130L)은 제 1 방향(D1)을 따라 연장될 수 있으며, 에피택시얼층(130)의 상부 부분들(130U)은 제 1 방향(D1)에 수직하는 제 2 방향(D2)으로 연장될 수 있다. 즉, 에피택시얼층(130)의 상부 부분들(130U)은 하부 부분들(130L) 상에서 소자 분리막(105) 상으로 수평적으로 연장될 수 있다. 또한, 에피택시얼층(130)의 하부 부분들(130L)의 측벽들은 소자 분리막(105)에 의해 정의될 수 있으며, 에피택시얼층(130)의 상부 부분들(130U)의 측벽들은 제 2 마스크 패턴(120)에 의해 정의될 수 있다.The epitaxial layer 130 thus formed may include lower portions 130L filled in the lower trenches LR and upper portions 130U filled in the upper trenches UR. The epitaxial layer 130 may be formed as a single body between the lower portions 130L and the upper portions 130U without boundaries. The lower portions 130L of the epitaxial layer 130 may extend along the first direction D1 and the upper portions 130U of the epitaxial layer 130 may extend perpendicular to the first direction D1 And may extend in the second direction D2. That is, the upper portions 130U of the epitaxial layer 130 may extend horizontally on the element isolation films 105 on the lower portions 130L. The sidewalls of the lower portions 130L of the epitaxial layer 130 may be defined by the device isolation layer 105 and the sidewalls of the upper portions 130U of the epitaxial layer 130 may be defined by the second mask pattern 130. [ (120). ≪ / RTI >

일 예로, 에피택시얼층(130)은 (100) 결정면을 갖는 단결정 실리콘 기판의 상부면으로부터 성장될 수 있으며, 이와 달리, (110) 결정면을 갖는 단결정 실리콘 기판의 상부면으로부터 성장될 수도 있다. 그리고, 에피택시얼층(130)의 측벽들은 <110> 결정 방향으로 배향될 수 있다. 일 예로, 에피택시얼층(130)의 하부 부분들(130L)의 측벽들은 [110] 결정 방향으로 배향될 수 있으며, 에피택시얼층(130)의 상부 부분들(130U)의 측벽들은 [1-10] 방향으로 배향될 수 있다. As an example, the epitaxial layer 130 may be grown from the upper surface of the monocrystalline silicon substrate having a (100) crystal plane, or alternatively may be grown from the upper surface of the monocrystalline silicon substrate having a (110) crystal plane. The sidewalls of the epitaxial layer 130 may be oriented in the <110> crystal direction. In one example, the sidewalls of the lower portions 130L of the epitaxial layer 130 may be oriented in the [110] crystal direction and the sidewalls of the upper portions 130U of the epitaxial layer 130 may be oriented [1-10 ] Direction.

실시예들에 따르면, 선택적 에피택시얼 성장 공정 동안 에피택시얼층(130)을 이루는 반도체 물질과 반도체 기판(100)을 이루는 반도체 물질 간의 격자 상수 차이 및 결정면들 간의 성장 속도 차이 때문에, 에피택시얼층(130)의 하부 부분들(130L)은 결정 결함들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 에피택시얼층(130)의 하부 부분들(130L)은 스레딩 전위들(threading dislocations), 미스피트(misfit) 결함들, 적층 결함들(stacking faults), 이중 경계들(twin boundaries), 또는 역상 경계들(anti-phase boundaries)과 같은 다양한 결정 결함들을 포함할 수 있다. According to the embodiments, due to the lattice constant difference between the semiconductor material constituting the epitaxial layer 130 and the semiconductor material constituting the semiconductor substrate 100 during the selective epitaxial growth process and the growth rate difference between the crystal planes, the epitaxial layer 130 may include crystal defects. For example, the lower portions 130L of the epitaxial layer 130 may be formed by a variety of methods including threading dislocations, misfit defects, stacking faults, twin boundaries, Or various crystal defects such as anti-phase boundaries.

보다 상세히 설명하면, 에피택시얼층(130)이 반도체 기판(100)의 표면(예를 들어, 실리콘 기판의 (001) 결정면)으로부터 성장될 때, 결정 결함들(130a, 130b; 예를 들어, 스레딩 전위들(threading dislocations)은 (111) 결정면을 따라 <110> 결정 방향으로 전파될 수 있다. 이러한 결정 결함들(130a, 130b)은 실리콘 기판의 (001) 결정면에 대해 약 55도 각도로 전파될 수 있다. More specifically, when the epitaxial layer 130 is grown from the surface of the semiconductor substrate 100 (for example, the (001) crystal face of the silicon substrate), crystal defects 130a and 130b (e.g., Threading dislocations can propagate along the (111) crystal plane in the <110> crystal direction. Such crystal defects 130a and 130b propagate at an angle of about 55 degrees with respect to the (001) crystal plane of the silicon substrate .

실시예들에 따르면, 도 4a, 도 4b, 및 도 4c를 참조하여 설명한 것처럼, 하부 트렌치들(LR)의 폭(W1)과 높이(H1)가 H1>2W1의 조건을 만족시키므로, 하부 트렌치들(LR)의 폭 방향(widthwise direction; 즉, 제 2 방향(D2))에서 결정 결함들(130a)은 하부 트렌치들(LR)의 상부로 전파되지 않고, 하부 트렌치들(LR)의 측벽들(즉, 소자 분리막(105)의 측벽)에 의해 차단될 수 있다. 즉, 제 2 방향(D2)에서 결정 결함들(130a)은 하부 트렌치(LR)의 하부 부분에서 트랩핑될 수 있다. According to the embodiments, as described with reference to FIGS. 4A, 4B and 4C, since the width W1 and the height H1 of the lower trenches LR satisfy the condition of H1 > 2W1, The crystal defects 130a do not propagate to the upper portions of the lower trenches LR in the widthwise direction (i.e., the second direction D2) of the lower trenches LR, That is, the side wall of the element isolation film 105). That is, the crystal defects 130a in the second direction D2 can be trapped in the lower portion of the lower trench LR.

한편, 하부 트렌치들(LR)의 높이(도 4의 H1)가 길이(도 4의 L1)보다 작으므로, 하부 트렌치들(LR)의 길이 방향(longitudinal direction; 즉, 제 1 방향(D1))에서 결정 결함들(130b)은 하부 트렌치들(LR)의 측벽들(즉, 소자 분리막(105)의 측벽)에 의해 차단되지 않고, 하부 트렌치들(LR)의 상부로 전파될 수 있다. 실시예들에서, 이러한 결정 결함들(130b)의 전파는 제 2 방향(D2)으로 연장되는 상부 트렌치들(UR)을 정의하는 제 2 마스크 패턴(120)에 의해 차단될 수 있다. 그러므로, 상부 트렌치들(UR)은 결정 결함들 없이 에피택시얼층(130)으로 채워질 수 있다. 즉, 에피택시얼층(130) 성장시 결정 결함들은 하부 트렌치들(LR) 내에서 트랩핑될 수 있으며, 상부 트렌치들(UR)을 채우는 에피택시얼층(130)의 상부 부분들(130U)은 실질적으로 결합이 없는(defect free) 반도체 물질로 이루어질 수 있다. Since the height H1 of the lower trenches LR is smaller than the length L1 of the lower trenches LR in the longitudinal direction of the lower trenches LR in the first direction D1, The crystal defects 130b in the lower trenches LR can be propagated to the upper portions of the lower trenches LR without being blocked by the sidewalls of the lower trenches LR (i.e., the side walls of the device isolation film 105). In embodiments, propagation of such crystal defects 130b may be blocked by a second mask pattern 120 defining upper trenches UR extending in a second direction D2. Therefore, the upper trenches UR can be filled with the epitaxial layer 130 without crystal defects. That is, the crystal defects can be trapped in the lower trenches LR when the epitaxial layer 130 is grown, and the upper portions 130U of the epitaxial layer 130 filling the upper trenches UR are substantially And can be made of a defect free semiconductor material.

나아가, 선택적 에피택시얼 성장 공정시 결정면에 따른 성장 속도 차이에 의해 에피택시얼층(130)의 상부면은 반도체 기판(100)의 상부면에 대해 경사진 패싯들(facets)을 가질 수 있다. 예를 들어, 에피택시얼층(130)의 상부면은 (111) 결정면들로 이루어질 수 있다. 즉, 에피택시얼층(130)의 과성장에 의해 제 2 마스크 패턴(120)의 상부면 상으로 돌출된 에피택시얼층(130)의 돌출 부분은 피라미드 구조를 가질 수 있다. Further, the upper surface of the epitaxial layer 130 may have inclined facets with respect to the upper surface of the semiconductor substrate 100 due to the difference in growth rate depending on the crystal planes during the selective epitaxial growth process. For example, the upper surface of the epitaxial layer 130 may be composed of (111) crystal faces. That is, the protruding portion of the epitaxial layer 130 protruding on the upper surface of the second mask pattern 120 by the overgrowth of the epitaxial layer 130 may have a pyramidal structure.

도 6a, 도 6b, 및 도 6c를 참조하면, 에피택시얼층(130)을 형성한 후, 소자 분리막(105)의 상부면 위로 돌출된 에피택시얼층(130)의 상부면을 평탄화하는 공정이 수행될 수 있다. 평탄화 공정으로는 에치백(etch back) 방법 및/또는 CMP(chemical mechanical polishing) 방법이 이용될 수 있다. 실시예들에 따르면, 평탄화 공정에 의해 에피택시얼층(130)의 상부면은 제 2 마스크 패턴(120)의 상부면과 실질적으로 공면(coplanar)을 이룰 수 있다. 6A, 6B, and 6C, a process of planarizing the upper surface of the epitaxial layer 130 protruded above the upper surface of the device isolation film 105 is performed after the epitaxial layer 130 is formed . As the planarization process, an etch back method and / or a chemical mechanical polishing (CMP) method may be used. According to embodiments, the top surface of the epitaxial layer 130 may be substantially coplanar with the top surface of the second mask pattern 120 by the planarization process.

계속해서, 에피택시얼층(130)의 상부 부분들(130U)을 가로질러 제 1 방향(D1)으로 연장되는 제 1 분리 절연 패턴들(141)이 형성될 수 있다. Subsequently, first isolation insulating patterns 141 extending in the first direction D1 across the upper portions 130U of the epitaxial layer 130 may be formed.

제 1 분리 절연 패턴들(141)을 형성하는 것은, 제 2 마스크 패턴(120) 상에 제 1 방향(D1)으로 연장되는 오프닝들을 갖는 마스크 패턴(미도시)을 형성하는 것, 마스크 패턴을 식각 마스크로 이용하여 에피택시얼층을 이방성 식각하여 트렌치들을 형성하는 것, 트렌치를 채우는 제 1 분리 절연막을 형성하는 것, 및 제 1 분리 절연막을 평탄화하여 에피택시얼층의 상부 부분들을 노출시키는 것을 포함할 수 있다. Forming the first isolation insulating patterns 141 may include forming a mask pattern (not shown) having openings extending in the first direction D1 on the second mask pattern 120, Forming the first isolation insulating film to fill the trench, and planarizing the first isolation insulating film to expose the upper portions of the epitaxial layer. have.

일 예로, 제 1 분리 절연 패턴들(141)은 에피택시얼층(130)의 상부 부분들(130U) 및 소자 분리막(105)을 관통할 수 있다. 즉, 제 1 방향(D1)으로 연장되는 트렌치들을 형성할 때, 반도체 기판(100)이 노출되도록 에피택시얼층(130) 및 소자 분리막(105)이 식각될 수 있다. 이에 따라, 제 1 분리 절연 패턴들(141)은 반도체 기판(100)과 접촉할 수 있다. 일 예에서, 제 1 분리 절연 패턴들(141)의 하부면들이 소자 분리막(105)이 하부면보다 아래에 위치할 수 있다. 다른 예로, 제 1 분리 절연 패턴들(141)의 하부면들은, 도 11a 및 도 11b에 도시된 바와 같이, 소자 분리막(105)의 상부면과 하부면 사이에 위치할 수도 있다. For example, the first isolation insulating patterns 141 may penetrate the upper portions 130U of the epitaxial layer 130 and the device isolation film 105. That is, when forming the trenches extending in the first direction D1, the epitaxial layer 130 and the device isolation film 105 may be etched so that the semiconductor substrate 100 is exposed. Accordingly, the first isolation insulating patterns 141 can be in contact with the semiconductor substrate 100. In one example, the lower surfaces of the first isolation insulating patterns 141 may be located below the lower surface of the element isolation film 105. As another example, the lower surfaces of the first isolation insulating patterns 141 may be located between the upper surface and the lower surface of the element isolation film 105, as shown in Figs. 11A and 11B.

실시예들에 따르면, 제 1 분리 절연 패턴들(141)을 형성함으로써, 하나의 에피택시얼층(130)은 제 2 방향(D2)으로 서로 이격되는 복수 개의 에피택시얼 패턴들(131)로 나누어질 수 있다. 여기서, 에피택시얼 패턴들(131) 각각은 일체(single body)로 이루어질 수 있으며, 제 1 방향(D1)으로 연장되는 하부 부분 및 제 2 방향(D2)으로 연장되는 복수 개의 상부 부분들(131U)을 포함할 수 있다. 다시 말해, 각각의 에피택시얼 패턴들(131)에서, 상부 부분들(131U)이 하나의 하부 부분과 연결될 수 있다. 제 1 분리 절연 패턴들(141)은 에피택시얼 패턴들(131)의 하부 부분들(131L) 사이에 형성될 수 있으며, 에피택시얼 패턴들(131)의 하부 부분들(131L)과 나란하게 연장될 수 있다.According to the embodiments, by forming the first isolation insulating patterns 141, one epitaxial layer 130 is divided into a plurality of epitaxial patterns 131 spaced from each other in the second direction D2 Can be. Each of the epitaxial patterns 131 may be a single body and includes a lower portion extending in the first direction D1 and a plurality of upper portions 131U extending in the second direction D2. ). In other words, in each of the epitaxial patterns 131, the upper portions 131U can be connected to one lower portion. The first isolation insulating patterns 141 may be formed between the lower portions 131L of the epitaxial patterns 131 and may be formed in parallel with the lower portions 131L of the epitaxial patterns 131 Can be extended.

도 7a, 도 7b, 및 도 7c를 참조하면, 에피택시얼 패턴들(131)의 하부 부분들(131L)을 가로질러 제 2 방향(D2)으로 연장되는 제 2 분리 절연 패턴들(143)이 형성될 수 있다. 7A, 7B and 7C, second isolation insulation patterns 143 extending in the second direction D2 across the lower portions 131L of the epitaxial patterns 131 .

제 2 분리 절연 패턴들(143)을 형성하는 것은, 제 2 마스크 패턴(120) 상에 제 2 방향(D2)으로 연장되는 오프닝들을 갖는 마스크 패턴을 형성하는 것, 마스크 패턴을 식각 마스크로 이용하여 제 2 마스크 패턴(120) 및 에피택시얼 패턴들(131)의 일부분들을 이방성 식각하여 트렌치들을 형성하는 것, 트렌치들 내에 제 2 분리 절연막을 채우는 것, 및 제 2 마스크 패턴(120)이 노출되도록 제 2 분리 절연막을 평탄화하는 것을 포함할 수 있다. Forming the second isolation insulating patterns 143 may include forming a mask pattern having openings extending in a second direction D2 on the second mask pattern 120, using the mask pattern as an etch mask Forming the trenches by anisotropically etching portions of the second mask pattern 120 and the epitaxial patterns 131, filling the second isolation insulating film in the trenches, and exposing the second mask pattern 120 to exposure And planarizing the second isolation insulating film so that the second isolation insulating film is flattened.

다른 예로, 제 2 분리 절연 패턴들(143)을 형성하는 것은, 제 1 분리 절연 패턴들(141)을 형성하기 전에 수행될 수도 있다.As another example, the formation of the second isolation insulating patterns 143 may be performed before forming the first isolation insulating patterns 141.

또 다른 예로, 제 2 분리 절연 패턴들(143)은 도 6a, 도 6b, 및 도 6c를 참조하여 설명된 제 1 분리 절연 패턴들(141)과 동시에 형성될 수도 있다. 이러한 경우, 에피택시얼층(130)을 형성한 후, 제 2 마스크 패턴(120) 상에 제 1 방향(D1) 및 제 2 방향(D2)으로 연장되는 오프닝들을 갖는 마스크 패턴이 형성될 수 있다. As another example, the second isolation insulation patterns 143 may be formed simultaneously with the first isolation insulation patterns 141 described with reference to FIGS. 6A, 6B, and 6C. In this case, a mask pattern having openings extending in the first direction D1 and the second direction D2 may be formed on the second mask pattern 120 after the epitaxial layer 130 is formed.

제 2 분리 절연 패턴들(143)은 에피택시얼 패턴들(131)의 하부 부분(131L)을 관통하여 반도체 기판(100)과 접촉할 수 있다. 제 2 분리 절연 패턴들(143)의 하부면은 소자 분리막(105)의 하부면들보다 아래에 위치할 수 있다. The second isolation insulating patterns 143 may be in contact with the semiconductor substrate 100 through the lower portion 131L of the epitaxial patterns 131. [ The lower surface of the second isolation insulating patterns 143 may be located below the lower surfaces of the device isolation film 105.

실시예들에 따르면, 제 2 분리 절연 패턴들(143)을 형성함으로써, 에피택시얼 패턴들(131) 각각은 제 1 방향(D1)으로 서로 이격되는 복수 개의 핀 구조체들(133)로 나누어질 수 있다. 여기서, 핀 구조체들(133) 각각은 일체(single body)로 이루어질 수 있으며, 제 1 방향(D1)으로 연장되는 하부 부분(133L) 및 제 2 방향(D2)으로 연장되는 복수 개의 상부 부분들(133U)을 포함할 수 있다. 즉, 각각의 핀 구조체들(133)에서, 상부 부분들(133U)이 하나의 하부 부분(133L)과 연결될 수 있다. 제 2 분리 절연 패턴들(143)은 제 1 방향(D1)으로 인접하는 핀 구조체들(133)의 하부 부분들(133L) 사이에 형성될 수 있으며, 복수 개의 핀 구조체들(133)의 상부 부분들(133U)과 나란하게 연장될 수 있다. According to the embodiments, by forming the second isolation insulating patterns 143, each of the epitaxial patterns 131 is divided into a plurality of pin structures 133 that are separated from each other in the first direction D1. . Each of the pin structures 133 may be a single body and includes a lower portion 133L extending in the first direction D1 and a plurality of upper portions 133L extending in the second direction D2 133U. That is, in each of the pin structures 133, the upper portions 133U may be connected to one lower portion 133L. The second isolation insulating patterns 143 may be formed between the lower portions 133L of the pin structures 133 adjacent to each other in the first direction D1, May be extended in parallel with the grooves 133U.

도 8a, 도 8b, 및 도 8c를 참조하면, 제 2 마스크 패턴(120)의 상부면 및 제 1 및 제 2 분리 절연 패턴들(141, 143)의 상부면들을 리세스하여, 핀 구조체들(133)의 상부 부분들(133U)의 측벽들의 일 부분들을 노출시킬 수 있다. Referring to FIGS. 8A, 8B, and 8C, the upper surfaces of the second mask pattern 120 and the upper surfaces of the first and second isolation insulating patterns 141 and 143 are recessed, 133 to expose portions of the sidewalls of the upper portions 133U.

일 예에서, 제 1 및 제 2 분리 절연 패턴들(141, 143)은 제 2 마스크 패턴(120)에 대해 식각 선택성을 갖는 절연 물질로 형성될 수 있다. 이러한 경우, 핀 구조체들(133)의 상부 부분들(133U)의 측벽들을 노출시키는 리세스 공정은, 제 1 및 제 2 분리 절연 패턴들(141, 143)의 상부면들을 리세스하는 식각 공정 및 제 2 마스크 패턴(120)의 상부면을 리세스하는 식각 공정이 차례로 수행될 수 있다. 다른 예로, 제 1 및 제 2 분리 절연 패턴들(141, 143)의 상부면들과 제 2 마스크 패턴(120)의 상부면은 동시에 식각될 수도 있다. In one example, the first and second isolation insulating patterns 141 and 143 may be formed of an insulating material having etch selectivity with respect to the second mask pattern 120. In this case, the recess process for exposing the sidewalls of the upper portions 133U of the pin structures 133 includes an etching process for recessing upper surfaces of the first and second isolation insulating patterns 141 and 143, An etching process for recessing the upper surface of the second mask pattern 120 may be performed in order. As another example, the upper surfaces of the first and second isolation insulating patterns 141 and 143 and the upper surface of the second mask pattern 120 may be simultaneously etched.

실시예들에서, 리세스된 제 1 및 제 2 분리 절연 패턴들(141, 143) 및 리세스된 제 2 마스크 패턴(121)은 핀 구조체들(133)의 하부 부분들(133L) 상에서 핀 구조체들(133)의 상부 부분들(133U)의 일부분들을 둘러쌀 수 있다. The recessed first and second isolation insulating patterns 141 and 143 and the recessed second mask pattern 121 are formed on the lower portions 133L of the pin structures 133, A portion of the upper portions 133U of the upper portion 133 may be surrounded.

도 9a, 도 9b, 및 도 9c를 참조하면, 핀 구조체들(133)의 상부 부분들(133U)을 가로지르는 게이트 절연막(151), 및 게이트 전극(153)이 형성될 수 있다.9A, 9B, and 9C, a gate insulating film 151 and a gate electrode 153 which cross the upper portions 133U of the pin structures 133 can be formed.

실시예들에 따르면, 게이트 전극(153)은 핀 구조체들(133)의 하부 부분들(133L)과 나란하게 제 1 방향(D1)으로 연장될 수 있다. 게이트 절연막(151) 및 게이트 전극들(153)은, 평면적 관점에서 핀 구조체들(133)의 하부 부분들(133L)과 중첩될 수 있다. 즉, 핀 구조체들(133)의 하부 부분들(133L)은 게이트 전극(153) 아래에서 제 1 방향(D1)으로 이격되어 배치될 수 있다. 실시예들에서, 게이트 전극(153)은 핀 구조체들(133)의 하부 부분들(133L)의 폭보다 작거나 같은 수 있다. According to embodiments, the gate electrode 153 may extend in a first direction D1 parallel to the lower portions 133L of the pin structures 133. [ The gate insulating film 151 and the gate electrodes 153 can overlap with the lower portions 133L of the pin structures 133 in plan view. That is, the lower portions 133L of the pin structures 133 may be disposed apart from the gate electrode 153 in the first direction D1. In embodiments, the gate electrode 153 may be less than or equal to the width of the lower portions 133L of the pin structures 133. [

게이트 절연막(151)은, 예를 들어, 하프늄 산화물, 하프늄 실리케이트, 지르코늄 산화물, 또는 지르코늄 실리케이트와 같은 고유전막으로 형성될 수 있다. 게이트 절연막(151)은 원자층 증착 기술을 사용하여 형성될 수 있으며, 핀 구조체들(133)의 상부 부분들(133U)의 표면들을 컨포말하게 덮을 수 있다. 다른 예로, 게이트 절연막(151)은 리세스된 제 2 마스크 패턴(121)에 의해 노출된 핀 구조체들(133)의 상부 부분들(133U)의 표면들을 열산화하여 형성될 수도 있다. The gate insulating film 151 may be formed of a high dielectric film such as hafnium oxide, hafnium silicate, zirconium oxide, or zirconium silicate. The gate insulating layer 151 may be formed using an atomic layer deposition technique and may conformally cover the surfaces of the upper portions 133U of the pin structures 133. [ As another example, the gate insulating film 151 may be formed by thermally oxidizing the surfaces of the upper portions 133U of the pin structures 133 exposed by the recessed second mask pattern 121. [

게이트 전극(153)은, 예를 들어, 불순물이 도우프된 폴리실리콘막, 언도우프된 폴리실리콘막, 실리콘 게르마늄막, 또는 실리콘 카바이드막으로 형성될 수 있다. 다른 예로, 게이트 전극들은, 도펀트로 도핑된 반도체 물질(ex, 도핑된 실리콘 등), 금속(ex, 텅스텐, 알루미늄, 티타늄 및/또는 탄탈륨), 도전성 금속 질화물(ex, 티타늄 질화물, 탄탈륨 질화물 및/또는 텅스텐 질화물) 및 금속-반도체 화합물(ex, 금속 실리사이드) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.The gate electrode 153 may be formed of, for example, a doped polysilicon film, an undoped polysilicon film, a silicon germanium film, or a silicon carbide film. As another example, the gate electrodes may be formed of a semiconductor material doped with a dopant (ex, doped silicon, etc.), a metal (ex, tungsten, aluminum, titanium and / or tantalum), a conductive metal nitride (ex, titanium nitride, tantalum nitride and / Or tungsten nitride) and a metal-semiconductor compound (ex, metal silicide).

게이트 전극(153)을 형성한 후, 게이트 전극(153)의 양측벽들에 게이트 스페이서들(155)이 형성될 수 있다. 게이트 스페이서들을 형성하는 것은, 게이트 전극(153)을 컨포말하게 덮는 게이트 스페이서막을 형성하는 것, 게이트 스페이서막을 전면 이방성 식각하는 것을 포함할 수 있다. After the gate electrode 153 is formed, gate spacers 155 may be formed on both sidewalls of the gate electrode 153. Formation of the gate spacers may include forming a gate spacer film that conformally covers the gate electrode 153, anisotropically etching the gate spacer film.

도 10a, 도 10b, 및 도 10c를 참조하면, 게이트 전극(153) 양측에서 핀 구조체들(133)의 상부 부분들(133U) 내에 소오스 및 드레인 영역들(160)이 형성될 수 있다. 10A, 10B, and 10C, source and drain regions 160 may be formed in the upper portions 133U of the pin structures 133 on both sides of the gate electrode 153. [

일 예에 따르면, 소오스 및 드레인 영역들(160)을 형성하는 것은, 게이트 전극(153) 양측에서 핀 구조체들(133)의 상부 부분들(133U)의 일부분들을 식각하는 것, 및 에피택시얼층을 형성하는 것을 포함할 수 있다. 여기서, 에피택시얼층은 전계효과 트랜지스터의 채널 영역에서 인장성 또는 압축성 스트레인(tensile or compressive strain)을 제공하는 반도체 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, NMOS 전계효과 트랜지스터들을 형성하는 경우, 에피택셜층은 실리콘 카바이드(SiC)로 이루어질 수 있다. 이와 달리, PMOS 전계효과 트랜지스터들을 형성하는 경우, 에피택셜층은 실리콘 게르마늄(SiGe)로 이루어질 수 있다. 한편, 도면에는 도시되지 않았으나, 소오스 및 드레인 전극들의 표면에 니켈 실리사이드, 코발트 실리사이드, 텅스텐 실리사이드, 티타늄 실리사이드, 니오븀 실리사이드, 또는 탄탈룸 실리사이드와 같은 실리사이드막이 형성될 수도 있다. According to one example, forming the source and drain regions 160 may include etching portions of the upper portions 133U of the pin structures 133 on either side of the gate electrode 153, Lt; / RTI &gt; Here, the epitaxial layer may consist of a semiconductor material that provides a tensile or compressive strain in the channel region of the field effect transistor. For example, when forming NMOS field effect transistors, the epitaxial layer may be made of silicon carbide (SiC). Alternatively, when forming PMOS field effect transistors, the epitaxial layer may be made of silicon germanium (SiGe). Though not shown in the drawing, a silicide film such as nickel silicide, cobalt silicide, tungsten silicide, titanium silicide, niobium silicide, or tantalum silicide may be formed on the surfaces of the source and drain electrodes.

다른 예에 따르면, 소오스 및 드레인 영역들(160)을 형성하는 것은, 게이트 전극(153)을 이온 주입 마스크로 이용하여 핀 구조체들(133)의 상부 부분들(133U) 내에 n형 또는 p형의 불순물들을 이온 주입하는 것을 포함할 수 있다. According to another example, forming the source and drain regions 160 may be performed by using an n-type or p-type (for example, n-type or p-type) gate electrode 153 in the upper portions 133U of the pin structures 133, Ion implantation of impurities.

소오스 및 드레인 영역들(160)을 형성한 후, 게이트 전극(153) 및 소오스 및 드레인 영역들(160)을 덮는 제 1 층간 절연막(165)이 형성될 수 있다. 일 예로, 제 1 층간 절연막(165)은 게이트 전극들(153) 사이를 채우되 게이트 전극들(153)의 상부면들을 노출시킬 수 있다. After the source and drain regions 160 are formed, a first interlayer insulating film 165 covering the gate electrode 153 and the source and drain regions 160 may be formed. For example, the first interlayer insulating film 165 may fill the gap between the gate electrodes 153 to expose the upper surfaces of the gate electrodes 153.

일부 실시예들에 따르면, 제 1 층간 절연막(165)들을 형성한 후, 게이트 전극들(153)을 금속 게이트 전극(170)으로 대체하는 공정들이 수행될 수 있다. 상세하게, 금속 게이트 전극(170)을 형성하는 것은, 게이트 전극(153)을 제거하여 게이트 스페이서들(155) 사이에 게이트 영역을 형성하는 것 및 게이트 영역들 내에 게이트 유전막(171), 배리어 금속막(173), 및 금속막(175)을 차례로 형성하는 것을 포함할 수 있다. According to some embodiments, after forming the first interlayer insulating films 165, processes of replacing the gate electrodes 153 with the metal gate electrode 170 can be performed. In detail, forming the metal gate electrode 170 includes removing the gate electrode 153 to form the gate region between the gate spacers 155 and forming the gate dielectric layer 171, (173), and a metal film (175) in this order.

게이트 유전막(171)은 하프늄 산화물, 하프늄 실리케이트, 지르코늄 산화물, 또는 지르코늄 실리케이트와 같은 고유전막으로 형성될 수 있다. 배리어 금속막(173)은 소정의 일함수를 갖는 도전성 물질로 형성될 수 있으며, 예를 들어, 티타늄질화물, 탄탈늄질화물, 텅스텐질화물, 하프늄질화물, 및 지르코늄질화물과 같은 금속 질화막으로 형성될 수 있다. 금속막(175)은 배리어 금속막보다 낮은 비저항을 갖는 물질들 중의 하나로 형성될 수 있다. 금속막(175)은, 예를 들어, 텅스텐, 구리, 하프늄, 지르코늄, 티타늄, 탄탈륨, 알루미늄, 루테늄, 팔라듐, 백금, 코발트, 니켈 및 도전성 금속 질화물들 중에서 선택된 어느 하나 또는 이들의 조합으로 형성될 수 있다. The gate dielectric layer 171 may be formed of a high-k film such as hafnium oxide, hafnium silicate, zirconium oxide, or zirconium silicate. The barrier metal film 173 may be formed of a conductive material having a predetermined work function and may be formed of a metal nitride film such as titanium nitride, tantalum nitride, tungsten nitride, hafnium nitride, and zirconium nitride . The metal film 175 may be formed of one of materials having a lower resistivity than the barrier metal film. The metal film 175 may be formed of any one selected from, for example, tungsten, copper, hafnium, zirconium, titanium, tantalum, aluminum, ruthenium, palladium, platinum, cobalt, nickel and conductive metal nitrides or combinations thereof .

이와 같이, 금속 게이트 전극(170)들을 형성한 후, 제 1 층간 절연막(165) 상에 금속 게이트 전극(170)들의 상부면들을 덮는 제 2 층간 절연막(180)이 형성될 수 있다. After the metal gate electrodes 170 are formed, a second interlayer insulating film 180 may be formed on the first interlayer insulating film 165 to cover the upper surfaces of the metal gate electrodes 170.

도 12는 본 발명의 실시예들에 따른 반도체 장치의 구조적 특징들을 예시적으로 도시하는 사시도이다. 도 13은 본 발명의 실시예들에 따른 반도체 장치의 핀 구조체를 나타내는 사시도이다. 설명의 간략함을 위해, 도 1a 내지 도 10a, 및 도 1b 내지 도 10b, 및 도 1c 내지 도 10c를 참조하여 앞서 설명된 제조 방법에서와 동일한 기술적 특징들에 대한 설명은 생략될 수 있다.12 is a perspective view exemplarily showing structural features of a semiconductor device according to embodiments of the present invention. 13 is a perspective view showing a fin structure of a semiconductor device according to embodiments of the present invention. For simplicity of explanation, the description of the same technical features as those of the manufacturing method described above with reference to Figs. 1A to 10A, 1B to 10B, and 1C to 10C can be omitted.

도 12 및 도 13을 참조하면, 반도체 기판(100) 상에 복수 개의 핀 구조체들(133)이 서로 이격되어 배치될 수 있다. 일 예로, 핀 구조체들(133)은 서로 교차하는 제 1 방향(D1) 및 제 2 방향(D2)에서 서로 이격되어 배치될 수 있다. 12 and 13, a plurality of pin structures 133 may be disposed on the semiconductor substrate 100 in a spaced apart relation to each other. For example, the pin structures 133 may be spaced apart from each other in a first direction D1 and a second direction D2 that intersect with each other.

실시예들에 따르면, 반도체 기판(100)은 제 1 반도체 물질로 이루어질 수 있으며, 핀 구조체들(133)은 제 1 반도체 물질과 다른 격자 상수를 갖는 제 2 반도체 물질로 이루어질 수 있다. 일 예로, 제 2 반도체 물질은 제 1 반도체 물질보다 큰 격자 상수를 가질 수 있다. 제 1 및 제 2 반도체 물질들은 예를 들어, 실리콘(Si), 게르마늄(Ge), 실리콘 게르마늄(SiGe), 갈륨비소(GaAs), 인듐갈륨비소(InGaAs), 알루미늄갈륨비소(AlGaAs), 또는 이들의 혼합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.According to embodiments, the semiconductor substrate 100 may comprise a first semiconductor material, and the pin structures 133 may comprise a second semiconductor material having a lattice constant different from the first semiconductor material. In one example, the second semiconductor material may have a larger lattice constant than the first semiconductor material. The first and second semiconductor materials may be, for example, silicon (Si), germanium (Ge), silicon germanium (SiGe), gallium arsenide (GaAs), indium gallium arsenide (InGaAs), aluminum gallium arsenide Or mixtures thereof.

실시예들에 따르면, 핀 구조체들(133) 각각은 반도체 기판(100) 상에서 제 1 방향(D1)으로 연장되는 하부 부분(133L) 및 하부 부분으로부터 돌출되며 제 1 방향(D1)과 교차하는 제 2 방향(D2)으로 연장되는 복수 개의 상부 부분들(133U)을 포함할 수 있다. 여기서, 제 1 방향(D1)은 [110] 결정 방향일 수 있으며, 제 2 방향(D2)은 제 1 방향(D1)에 수직하는 [1-10]결정 방향일 수 있다. Each of the pin structures 133 includes a lower portion 133L extending in the first direction D1 on the semiconductor substrate 100 and a lower portion 133L projecting from the lower portion and intersecting the first direction D1. And a plurality of upper portions 133U extending in two directions D2. Here, the first direction D1 may be the [110] crystal direction, and the second direction D2 may be the [1-10] crystal direction perpendicular to the first direction D1.

보다 상세하게, 도 13을 참조하면, 각각의 핀 구조체들(133)에서, 하부 부분(133L)은 제 1 방향(D1)으로 제 1 길이(L1)를 가지며, 제 2 방향(D2)으로 제 1 폭(W1)을 가질 수 있다. 그리고, 하부 부분(133L)은 제 1 폭(W1)의 약 2배보다 큰 제 1 높이(H1)를 가질 수 있다. 또한, 하부 부분(133L)의 제 1 길이(L1)는 제 1 높이(H1)보다 클 수 있다. 13, in each of the pin structures 133, the lower portion 133L has a first length L1 in a first direction D1 and a first length L1 in a second direction D2. 1 &lt; / RTI &gt; width W1. The lower portion 133L may have a first height H1 that is larger than about twice the first width W1. In addition, the first length L1 of the lower portion 133L may be larger than the first height H1.

각각의 핀 구조체들(133)에서, 상부 부분들(133U) 각각은 제 1 방향(D1)으로 제 1 폭(W1)보다 작은 제 2 폭(W2)을 가질 수 있으며, 제 2 방향(D2)으로 제 2 길이(L2)를 가질 수 있다. 그리고, 상부 부분들(133U)은 제 2 폭(W2)의 약 2배 보다 큰 제 2 높이(H2)를 가질 수 있다. Each of the upper portions 133U may have a second width W2 that is less than the first width W1 in the first direction D1 and a second width W2 that is less than the first width W2 in the second direction D2. May have a second length L2. And, the upper portions 133U may have a second height H2 that is greater than about twice the second width W2.

실시예들에서, 핀 구조체들(133) 각각은 일체(single body)로 이루어질 수 있다. 다시 말해, 각 핀 구조체(133)의 하부 부분(133L)과 상부 부분들(133U) 사이에 경계면이 존재하지 않을 수 있다. 핀 구조체들(133) 각각에서, 하부 부분(133L)은 반도체 기판(100)의 상부면에 경사진 방향으로 전파된 결정 결함들을 가질 수 있다. 예를 들어, (111) 결정면에서 제 2 방향(D2)으로 전파되는 결정 결함들(130a)과 제 1 방향(D1)으로 전파되는 결정 결함들(130b)을 포함할 수 있다. 여기서, 제 2 방향(D2)으로 전파되는 결정 결함들은 각 핀 구조체(133)의 상부 부분들(133U) 사이에 배치되는 마스크 패턴에 의해, 상부 부분들(133U)로의 전파는 차단될 수 있다. 이에 따라, 핀 구조체들(133)의 상부 부분들(133U)은 결정 결함들이 없는(defect-free) 제 2 반도체 물질로 이루어질 수 있다. In embodiments, each of the pin structures 133 may be a single body. In other words, there may be no interface between the lower portion 133L and the upper portions 133U of each pin structure 133. In each of the pin structures 133, the lower portion 133L may have crystal defects propagated in an oblique direction on the upper surface of the semiconductor substrate 100. [ For example, crystal defects 130a propagating in the second direction D2 from the (111) crystal plane and crystal defects 130b propagating in the first direction D1. Here, the crystal defects propagated in the second direction D2 can be shielded from propagation to the upper portions 133U by the mask pattern disposed between the upper portions 133U of the respective pin structures 133. [ Thus, the upper portions 133U of the pin structures 133 may be made of a second semiconductor material that is defect free.

도 10a, 도 10b, 및 도 10c와 도 12를 참조하면, 제 2 방향(D2)으로 인접하는 핀 구조체들(133)의 하부 부분들(133L)은 제 1 거리(S1)만큼 서로 이격될 수 있으며, 상부 부분들(133U)은 제 1 거리(S1)보다 작은 제 2 거리(S2)만큼 서로 이격될 수 있다. 10A, 10B, and 10C and 12, the lower portions 133L of the pin structures 133 adjacent in the second direction D2 can be spaced from each other by the first distance S1 , And the upper portions 133U may be spaced apart from each other by a second distance S2 smaller than the first distance S1.

소자 분리막(105)이 제 2 방향(D2)으로 인접하는 핀 구조체들(133)의 하부 부분들(133L) 사이에 배치될 수 있다. 제 1 분리 절연 패턴(141)이 제 2 방향(D2)으로 인접하는 핀 구조체들(133)의 상부 부분들(133U) 사이에 배치될 수 있으며, 제 1 분리 절연 패턴(141)의 상부면은 핀 구조체들(133)의 상부 부분들(133U)의 상부면들보다 아래에 위치할 수 있다. The element isolation film 105 may be disposed between the lower portions 133L of the pin structures 133 adjacent to each other in the second direction D2. The first isolation insulating pattern 141 may be disposed between the upper portions 133U of the pin structures 133 adjacent in the second direction D2 and the upper surface of the first isolation insulating pattern 141 May be located below the top surfaces of the upper portions 133U of the pin structures 133. [

제 1 방향(D1)으로 인접하는 핀 구조체들(133)의 하부 부분들(133L)은 제 3 거리(S3)만큼 이격될 수 있으며, 제 1 방향(D1)으로 인접하는 핀 구조체들(133)의 상부 부분들(133U)은 제 3 거리(S3)보다 큰 제 4 거리(S4)만큼 이격될 수 있다. The lower portions 133L of the adjacent pin structures 133 in the first direction D1 may be spaced apart by a third distance S3 and may be spaced apart from the adjacent pin structures 133 in the first direction D1. The upper portions 133U of the first and second guide grooves 133A and 133B may be spaced apart by a fourth distance S4 larger than the third distance S3.

제 2 분리 절연 패턴이 제 1 방향(D1)으로 인접하는 핀 구조체들(133)의 하부 부분들(133L) 사이에 배치될 수 있으며, 제 2 분리 절연 패턴(143)의 상부면은 핀 구조체들(133)의 상부 부분들(133U)의 상부면들보다 아래에 위치할 수 있다. The second isolation insulating pattern may be disposed between the lower portions 133L of the pin structures 133 adjacent to each other in the first direction D1 and the upper surface of the second isolation insulating pattern 143 may be disposed between the pin structures & May be located below the upper surfaces of the upper portions 133U of the lower portion 133. [

다시, 도 12를 참조하면, 금속 게이트 전극(170)이 제 1 방향(D1)으로 이격된 핀 구조체들(133)의 상부 부분들(133U)을 가로질러 배치될 수 있다. 그리고, 금속 게이트 전극(170)은 평면적 관점에서, 제 1 방향(D1)으로 이격된 핀 구조체들(133)의 하부 부분들(133L)과 중첩될 수 있다. 다시 말해, 제 1 방향(D1)에서 인접하는 핀 구조체들(133)의 하부 부분들(133L)이 금속 게이트 전극(170) 아래에서 서로 이격될 수 있다. 12, the metal gate electrode 170 may be disposed across the upper portions 133U of the pin structures 133 spaced in the first direction D1. The metal gate electrode 170 may overlap the lower portions 133L of the pin structures 133 spaced apart in the first direction D1 from a plan view. In other words, the lower portions 133L of the adjacent pin structures 133 in the first direction D1 can be spaced apart from each other below the metal gate electrode 170. [

게이트 절연막은 금속 게이트 전극(170)과 핀 구조체(133)의 상부 부분들(133U) 사이에 배치될 수 있으며, 균일한 두께를 가지며 상부 부분들(133U)의 표면들을 덮을 수 있다. 금속 게이트 전극(170)의 양측에서 각 핀 구조체(133)의 상부 부분들(133U) 상에 소오스 및 드레인 영역들(160)이 제공될 수 있다. The gate insulating film can be disposed between the metal gate electrode 170 and the upper portions 133U of the pin structure 133 and has a uniform thickness and can cover the surfaces of the upper portions 133U. Source and drain regions 160 may be provided on the upper portions 133U of each pin structure 133 on either side of the metal gate electrode 170. [

도 14a, 도 14b, 도 15a 및 도 15b는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 반도체 장치를 설명하기 위한 도면들로서, 도 14b는 도 14a의 III-III' 선을 따라 자른 단면을 도시하며, 도 15b는 도 15a의 III-III' 선을 따라 자른 단면을 도시한다. 설명의 간략함을 위해, 앞서 설명된 제조 방법에서와 동일한 기술적 특징들에 대한 설명은 생략될 수 있다.FIGS. 14A, 14B, 15A, and 15B are views for explaining a semiconductor device according to various embodiments of the present invention. FIG. 14B shows a cross section taken along the line III-III ' 15B shows a cross section taken along the line III-III 'in FIG. 15A. For simplicity of explanation, the description of the same technical features as in the above-described manufacturing method can be omitted.

도 14a 및 도 14b를 참조하면, 핀 구조체들(133)이 반도체 기판(100) 상에서 제 1 방향(D1) 및 제 2 방향(D2)으로 서로 이격되어 배치될 수 있다. 이 실시예에 따르면, 제 1 방향(D1)으로 인접하는 핀 구조체들(133) 간의 간격이 서로 달라질 수 있다. 즉, 제 2 방향(D2)으로 연장되는 제 2 분리 절연 패턴들(143a, 143b)의 폭이 서로 다를 수 있다. 14A and 14B, the pin structures 133 may be disposed on the semiconductor substrate 100 in a first direction D1 and a second direction D2. According to this embodiment, the intervals between adjacent pin structures 133 in the first direction D1 can be different from each other. That is, the widths of the second isolation insulating patterns 143a and 143b extending in the second direction D2 may be different from each other.

일부 실시예들에 따르면, 핀 구조체들(133)에서, 하부 부분(133L)으로부터 돌출되는 상부 부분들(133U)의 개수가 서로 다를 수 있다. 다시 말해, 핀 구조체들(133) 중 어느 하나에서 상부 부분들(133U)의 개수는 다른 하나에서 상부 부분들(133U)의 개수와 다를 수 있다.According to some embodiments, in the pin structures 133, the number of upper portions 133U projecting from the lower portion 133L may be different from each other. In other words, the number of the upper portions 133U in any one of the pin structures 133 may be different from the number of the upper portions 133U in the other.

도 15a 및 도 15b를 참조하면, 반도체 기판(100)은 제 1 영역(R1) 및 제 2 영역(R2)을 포함 할 수 있다. 복수 개의 핀 구조체들(133)이 제 1 및 제 2 영역들(R1, R2) 각각에서 제 1 방향(D1) 및 제 1 방향(D1)에 교차하는 제 2 방향(D2)으로 서로 이격될 수 있다. 15A and 15B, the semiconductor substrate 100 may include a first region R1 and a second region R2. The plurality of pin structures 133 may be spaced from each other in the first direction D1 and the second direction D2 intersecting the first direction D1 in the first and second regions R1 and R2 have.

일 예에서, 소자 분리막(105)이 제 1 방향(D1)으로 제 1 영역(R1)의 핀 구조체들(133)과 제 2 영역(R2)의 핀 구조체들(133) 사이에 배치될 수 있다. 제 1 및 제 2 영역들(R1, R2) 각각에서, 제 1 방향(D1)으로 인접하는 핀 구조체들(133)의 하부 부분들(133L)은 제 2 분리 절연 패턴(143)에 의해 제 1 거리만큼 이격될 수 있다. 그리고, 제 1 방향(D1)으로 인접하는 제 1 및 제 2 영역들(R1, R2)의 핀 구조체들(133)의 하부 부분들(133L)은 소자 분리막(105)에 의해 제 2 거리만큼 이격될 수 있다. 여기서 제 2 거리는 제 1 거리보다 클 수 있다. In one example, the device isolation film 105 may be disposed between the pin structures 133 of the first region R1 and the pin structures 133 of the second region R2 in the first direction D1 . In each of the first and second regions R1 and R2, the lower portions 133L of the pin structures 133 adjacent to each other in the first direction D1 are connected by the second isolation insulating pattern 143 to the first Can be spaced by a distance. The lower portions 133L of the pin structures 133 of the first and second regions R1 and R2 adjacent in the first direction D1 are separated by a second distance by the element isolation film 105 . Where the second distance may be greater than the first distance.

금속 게이트 전극들(170)은 제 1 및 제 2 영역들(R1, R2)을 가로질러 배치될 수 있으며, 제 1 및 제 2 영역들(R1, R2)의 핀 구조체들(133)의 상부 부분들(133U)을 가로지를 수 있다. The metal gate electrodes 170 may be disposed across the first and second regions R1 and R2 and the upper portions of the pin structures 133 of the first and second regions R1 and R2 It can be traversed through the grooves 133U.

도 16 및 도 17은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 반도체 장치를 도시한다. 설명의 간략함을 위해, 앞서 설명된 제조 방법에서와 동일한 기술적 특징들에 대한 설명은 생략될 수 있다. Figures 16 and 17 illustrate a semiconductor device according to various embodiments of the present invention. For simplicity of explanation, the description of the same technical features as in the above-described manufacturing method can be omitted.

도 16 및 도 17을 참조하면, 반도체 기판(100)은 제 1 영역(R1) 및 제 2 영역(R2)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 1 영역(R1)은 NMOS 전계 효과 트랜지스터들이 형성되는 영역일 수 있으며, 제 2 영역(R2)은 PMOS 전계 효과 트랜지스터들이 형성되는 영역일 수 있다.16 and 17, the semiconductor substrate 100 may include a first region R1 and a second region R2. For example, the first region R1 may be a region where NMOS field effect transistors are formed, and the second region R2 may be a region where PMOS field effect transistors are formed.

실시예들에 따르면, 제 1 영역(R1)의 반도체 기판(100) 상에 제 1 핀 구조체(133N)가 배치될 수 있으며, 제 2 영역(R2)의 반도체 기판(100) 상에 제 2 핀 구조체(133P)가 배치될 수 있다. 일 예로, 제 1 핀 구조체(133N)와 제 2 핀 구조체(133P)는 제 1 방향(D1)으로 서로 이격될 수 있다. The first fin structure 133N may be disposed on the semiconductor substrate 100 of the first region R1 and the second fin structure 133N may be disposed on the semiconductor substrate 100 of the second region R2. The structure 133P can be disposed. For example, the first pin structure 133N and the second pin structure 133P may be spaced apart from each other in the first direction D1.

도 16에 도시된 실시예에 따르면, 제 1 핀 구조체(133N)는, 앞서 설명한 바와 같이, 제 1 방향(D1)으로 연장되는 하부 부분(133L) 및 하부 부분(133L)으로부터 돌출되어 제 2 방향(D2)으로 연장되는 상부 부분들(133U)을 포함할 수 있다. 제 1 핀 구조체(133N)는 일체의 에피택시얼 물질로 이루어질 수 있으며, 반도체 기판(100)과 다른 격자 상수를 가질 수 있다. 일 예에 따르면, 반도체 기판(100)은 실리콘(Si)으로 이루어지고, 제 1 핀 구조체(133N)는 실리콘 게르마늄(Si1-xGex)으로 이루어질 수 있다. According to the embodiment shown in Fig. 16, the first pin structure 133N is formed so as to protrude from the lower portion 133L and the lower portion 133L extending in the first direction D1, And upper portions 133U that extend to the second side D2. The first fin structure 133N may be made of an integral epitaxial material and may have a lattice constant different from that of the semiconductor substrate 100. [ According to an example, the semiconductor substrate 100 may be made of silicon (Si), and the first fin structure 133N may be made of silicon germanium (Si1-xGex).

제 2 핀 구조체(FS)는 반도체 기판(100) 상의 버퍼 패턴(133P) 및 버퍼 패턴(133P) 상의 채널 패턴들(137)을 포함할 수 있다. 제 2 핀 구조체(FS)의 버퍼 패턴(133P)은 일체의 에피택시얼층일 수 있다. 즉, 버퍼 패턴(133P)은, 제 1 핀 구조체(133N)와 유사하게, 제 1 방향(D1)으로 연장되는 하부 부분(133L) 및 하부 부분(133L)으로부터 돌출되어 제 2 방향(D2)으로 연장되는 상부 부분들(133U)을 포함할 수 있다. 제 2 핀 구조체(FS)에서 버퍼 패턴(133P)의 상부 부분들(133U)의 상부면들은 제 1 핀 구조체(133N)의 상부 부분들(133U)의 상부면들보다 아래에 위치할 수 있다. 그리고, 채널 패턴들(137)의 상부면들은 제 1 핀 구조체(133N)의 상부 부분들(133U)의 상부면들과 실질적으로 공면을 이룰 수 있다. The second fin structure FS may include a buffer pattern 133P on the semiconductor substrate 100 and channel patterns 137 on the buffer pattern 133P. The buffer pattern 133P of the second fin structure FS may be an integral epitaxial layer. That is, similar to the first pin structure 133N, the buffer pattern 133P protrudes from the lower portion 133L and the lower portion 133L extending in the first direction D1 and in the second direction D2 And may include extended upper portions 133U. The upper surfaces of the upper portions 133U of the buffer pattern 133P in the second pin structure FS may be positioned below the upper surfaces of the upper portions 133U of the first pin structure 133N. The upper surfaces of the channel patterns 137 may be substantially coplanar with the upper surfaces of the upper portions 133U of the first pin structure 133N.

일 예로, 제 2 핀 구조체(FS)의 버퍼 패턴(133P)은 제 1 핀 구조체(133N)와 동일한 반도체 물질로 이루어질 수 있다. 제 2 핀 구조체(FS)의 채널 패턴들(135)은 버퍼 패턴(133P)의 상부 부분들(133U) 상에 배치되며, 버퍼 패턴(133P)과 에너지 밴드 갭 차이를 갖는 물질로 이루어질 수 있다. 일 예로, 채널 패턴들(135)은 Si 또는 Ge로 이루어질 수 있다. 다른 예로, 버퍼 패턴(133P)은 Si1-xGex으로 이루어질 수 있으며, 채널 패턴들(135)은 Si1-yGey(여기서, y>x)이루어 질 수 있다. 또 다른 예로, 버퍼 패턴(133P) 및 채널 패턴들(135)은 III-V족 화합물로 이루어지되, 서로 에너지 밴드 갭이 다를 수 있다. 일 예에 따르면, 제 2 핀 구조체(FS)의 채널 패턴들(137)은 버퍼 패턴(133P)의 상부 부분들(133U)의 상부면들을 씨드로 이용한 선택적 에피택시얼 성장 공정을 이용하여 형성될 수 있다. 그리고, 버퍼 패턴(133P)의 상부 부분들(133U)과 채널 패턴들(137) 사이에 경계면이 존재할 수 있다. 실시예들에 따르면, 버퍼 패턴(133P)의 상부 부분들(133U)은 결정 결함들이 없는 반도체 물질로 이루어지므로, 채널 패턴들(137) 내의 결정 결함들이 감소될 수 있다. For example, the buffer pattern 133P of the second fin structure FS may be made of the same semiconductor material as the first fin structure 133N. The channel patterns 135 of the second fin structure FS are disposed on the upper portions 133U of the buffer pattern 133P and may be made of a material having an energy band gap difference from the buffer pattern 133P. In one example, the channel patterns 135 may be made of Si or Ge. As another example, the buffer pattern 133P may be made of Si1-xGex, and the channel patterns 135 may be made of Si1-yGey (where y> x). As another example, the buffer pattern 133P and the channel patterns 135 may be made of Group III-V compounds, but their energy bandgaps may be different from each other. According to one example, the channel patterns 137 of the second fin structure FS are formed using a selective epitaxial growth process using the upper surfaces of the upper portions 133U of the buffer pattern 133P as seeds . In addition, a boundary surface may exist between the upper portions 133U of the buffer pattern 133P and the channel patterns 137. [ According to the embodiments, since the upper portions 133U of the buffer pattern 133P are made of a semiconductor material having no crystal defects, crystal defects in the channel patterns 137 can be reduced.

도 17에 도시된 실시예에 따르면, 제 1 핀 구조체(FS1)는 제 1 버퍼 패턴(133N) 및 제 1 채널 패턴들(137)을 포함할 수 있으며, 제 2 핀 구조체(FS2)는 제 2 버퍼 패턴(133P) 및 제 2 채널 패턴들(135)을 포함할 수 있다. 여기서, 제 1 및 제 2 버퍼 패턴들(133N, 133P) 각각은, 앞서 설명한 바와 같이, 일체의 반도체 물질로 이루어질 수 있으며, 제 1 방향(D1)으로 연장되는 하부 부분(133L) 및 하부 부분(133L)으로부터 돌출되어 제 2 방향(D2)으로 연장되는 상부 부분들(133U)을 포함할 수 있다. 17, the first fin structure FS1 may include a first buffer pattern 133N and first channel patterns 137, and the second fin structure FS2 may include a second fin structure FS2, A buffer pattern 133P and second channel patterns 135. [ Each of the first and second buffer patterns 133N and 133P may be formed of an integral semiconductor material and may include a lower portion 133L and a lower portion 133L extending in the first direction D1. 133L that extend in the first direction D2 and extend in the second direction D2.

제 1 채널 패턴들(137)은 제 1 버퍼 패턴(133N)과 에너지 밴드 갭 차이를 갖는 물질로 형성될 수 있다. 일 예에서, 제 1 버퍼 패턴(133N)이 Si1 - xGex으로 이루어질 수 있으며, 제 1 채널 패턴들(137)은 Si1 - yGey (여기서, x>y)으로 이루어질 수 있다. 또 다른 예로, 제 1 버퍼 패턴(133N)이은 In1 - xGaxAs으로 이루어질 수 있으며, 제 1 채널 패턴들(137)은 In1 - yGayAs (여기서, x<y)으로 이루어질 수 있다. 실시예들에 따르면, 제 1 채널 패턴들(137)은 제 1 버퍼 패턴(133N)의 상부 부분들(133U)의 상부면으로부터 성장된 에피택시얼 물질로 이루어질 수 있다. The first channel patterns 137 may be formed of a material having an energy band gap difference from the first buffer pattern 133N. In one example, the first buffer pattern 133N may be made of Si 1 - x Ge x , and the first channel patterns 137 may be Si 1 - y Ge y (Where x > y). As another example, the first buffer pattern 133N may be formed of In 1 - x Ga x As, and the first channel patterns 137 may be formed of In 1 - y Ga y As (where x <y) have. According to the embodiments, the first channel patterns 137 may be made of an epitaxial material grown from the upper surface of the upper portions 133U of the first buffer pattern 133N.

제 2 채널 패턴들(135)은 제 2 버퍼 패턴(133P)과 에너지 밴드 갭 차이를 갖는 물질로 형성될 수 있다. 또한, 제 2 채널 패턴들(135)은 제 1 채널 패턴들(137)과 다른 물질로 이루어질 수 있다. 일 예로, 제 2 버퍼 패턴(133P)이 Si1 - xGex으로 형성될 때, 제 2 채널 패턴들(135)은 Si1 - zGez(여기서, Z>x)으로 이루어질 수 있다. 또 다른 예로, 제 2 버퍼 패턴(133P)이 In1 - zGazAs으로 이루어질 때, 제 2 채널 패턴들(135)은 In1 - wGawAs (여기서, z>w)으로 이루어질 수 있다. 실시예들에 따르면, 제 2 채널 패턴들(135)은 제 2 버퍼 패턴(133P)의 상부 부분들(133U)의 상부면으로부터 성장된 에피택시얼 물질로 이루어질 수 있다. The second channel patterns 135 may be formed of a material having an energy band gap difference from the second buffer pattern 133P. In addition, the second channel patterns 135 may be formed of a material different from the first channel patterns 137. For example, when the second buffer pattern 133P is formed of Si 1 - x Ge x , the second channel patterns 135 may be Si 1 - z Ge z ( where Z> x). As another example, when the second buffer pattern 133P is made of In 1 - z Ga z As, the second channel patterns 135 can be made of In 1 - w Ga w As (where z> w) . According to embodiments, the second channel patterns 135 may be made of an epitaxial material grown from the upper surface of the upper portions 133U of the second buffer pattern 133P.

도 18a 내지 도 22a 및 도 18b 내지 도 22b는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 반도체 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들로서, 도 18a 내지 도 22a는 도 10a의 I-I' 선 및 II-II' 선을 따라 자른 단면들을 나타내며, 도 18b 내지 도 22b는 도 10a의 III-III' 선 및 IV-IV'선을 따라 자른 단면들을 나타낸다.FIGS. 18A to 22A are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to various embodiments of the present invention. FIGS. 18A to 22A are cross-sectional views taken along line II 'and II-II' And FIGS. 18B to 22B show cross-sections taken along line III-III 'and line IV-IV in FIG. 10A.

설명의 간략함을 위해, 도 1a 내지 도 10a, 및 도 1b 내지 도 10b, 및 도 1c 내지 도 10c를 참조하여 앞서 설명된 제조 방법에서와 동일한 기술적 특징들에 대한 설명은 생략될 수 있다.For simplicity of explanation, the description of the same technical features as those of the manufacturing method described above with reference to Figs. 1A to 10A, 1B to 10B, and 1C to 10C can be omitted.

도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한 것처럼, 반도체 기판(100)의 일부분을 노출시키는 하부 트렌치(LR)를 갖는 소자 분리막과(105), 소자 분리막(105) 상에서 하부 트렌치들(LR)을 가로지르는 복수 개의 상부 트렌치들(UR)을 갖는 제 2 마스크 패턴(120)을 형성한 후에, 하부 트렌치들(LR) 및 상부 트렌치들(UR)을 채우는 에피택시얼층(130)이 형성될 수 있다. 에피택시얼층(130)은 도 5a, 도 5b, 및 도 5c를 참조하여 설명한 것처럼, 하부 트렌치(LR)를 채우는 하부 부분(133L) 및 상부 트렌치들(UR)을 채우는 상부 부분들(133U)을 포함할 수 있다. 일 예에 다르면, 에피택시얼층(130)의 상부 부분들(133U)은 상부 트렌치들(UR)의 일부를 채울 수 있다. A device isolation film 105 having a lower trench LR that exposes a portion of the semiconductor substrate 100 and an upper isolation structure 105 which extends across the lower trenches LR on the device isolation film 105, The epitaxial layer 130 filling the lower trenches LR and the upper trenches UR may be formed after the second mask pattern 120 having the plurality of upper trenches UR is formed. The epitaxial layer 130 has a lower portion 133L filling the lower trench LR and upper portions 133U filling the upper trenches UR as described with reference to Figures 5A, 5B and 5C . In one example, the upper portions 133U of the epitaxial layer 130 may fill a portion of the upper trenches UR.

계속해서, 도 18a 및 도 18b를 참조하면, 에피택시얼층(130)의 상부 부분들(133U) 상에 제 1 반도체층들(210) 및 제 2 반도체층들(220)이 번갈아 반복적으로 적층될 수 있다. 제 1 및 제 2 반도체층들(210, 220)은 서로 식각 선택성을 갖는 반도체 물질로 이루어질 수 있으며, 선택적 에피택시얼 성장(SEG) 공정을 수행하여 적층될 수 있다. 또한, 제 1 반도체층들(210)은 에피택시얼층(130)에 대해 식각 선택성을 갖는 반도체 물질로 이루어질 수 있다. 제 2 반도체층들(210)은 에피택시얼층(130)과 동일한 반도체 물질로 이루어질 수도 있으며, 에피택시얼층(130)과 다른 반도체 물질로 이루어질 수도 있다. 실시예들에서, 제 1 반도체층들(210)은 제 2 반도체층들(220)과 다른 격자 상수를 가질 수 있다.18A and 18B, the first semiconductor layers 210 and the second semiconductor layers 220 are alternately repeatedly stacked on the upper portions 133U of the epitaxial layer 130 . The first and second semiconductor layers 210 and 220 may be made of a semiconductor material having an etch selectivity with respect to each other and may be stacked by performing a selective epitaxial growth (SEG) process. In addition, the first semiconductor layers 210 may be made of a semiconductor material having etch selectivity to the epitaxial layer 130. The second semiconductor layers 210 may be made of the same semiconductor material as the epitaxial layer 130 and may be made of the semiconductor material different from the epitaxial layer 130. In embodiments, the first semiconductor layers 210 may have different lattice constants from the second semiconductor layers 220.

제 1 및 제 2 반도체층들(210, 220)은 예를 들어, Si, Ge, SiGe, 또는 III-V족 화합물들을 포함할 수 있다. 여기서, III-V 화합물들은, 예를 들어, 알루미늄 인화물(aluminum phosphide: AlP), 갈륨 인화물(gallium phosphide: GaP), 인듐 인화물(indium phosphide: InP), 알루미늄 비소(aluminum arsenide: AlAs), 갈륨 비소 (gallium arsenide: GaAs), 인듐 비소(indium arsenide: InAs), 알루미늄 안티모나이드(aluminum antimonide: AlSb), 갈륨 안티모나이드(gallium antimonide: GaSb), 또는 인듐 안티모나이드(indium antimonide: InSb)일 수 있다.The first and second semiconductor layers 210 and 220 may comprise, for example, Si, Ge, SiGe, or III-V compounds. Herein, the III-V compounds may be, for example, aluminum phosphide (AlP), gallium phosphide (GaP), indium phosphide (InP), aluminum arsenide gallium arsenide (GaAs), indium arsenide (InAs), aluminum antimonide (AlSb), gallium antimonide (GaSb), or indium antimonide (InSb) .

일 예로, 제 1 반도체층들(210)은 Ge으로 이루어질 수 있으며, 제 2 반도체층들(220)은 SiGe으로 이루어질 수 있다. 다른 예로, 제 1 및 제 2 반도체층들(210, 220)은 SiGe으로 이루어지되, 제 1 및 제 2 반도체층들(210, 220)에서 게르마늄 농도가 서로 다를 수 있다. 또 다른 예로, 제 1 반도체층들(210)은 인듐 비소(InAs)로 이루어질 수 있으며, 제 2 반도체층들(220)은 갈륨 안티모나이드(GaSb)로 이루어질 수도 있다. For example, the first semiconductor layers 210 may be made of Ge, and the second semiconductor layers 220 may be made of SiGe. In another example, the first and second semiconductor layers 210 and 220 are made of SiGe, and the germanium concentrations in the first and second semiconductor layers 210 and 220 may be different from each other. As another example, the first semiconductor layers 210 may be made of indium arsenide (InAs), and the second semiconductor layers 220 may be made of gallium antimonide (GaSb).

실시예들에서, 제 1 및 제 2 반도체층들(210, 220)은 결정 결함이 없는 에피택시얼층(130)의 상부 부분들(133U) 상에 형성되므로, 제 1 및 제 2 반도체층들(210, 220)의 결정성이 향상될 수 있다.In embodiments, the first and second semiconductor layers 210 and 220 are formed on the upper portions 133U of the epitaxial layer 130 without crystal defects, so that the first and second semiconductor layers (210 and 220) 210, and 220 can be improved.

적층된 제 1 및 제 2 반도체층들(210, 220)은 제 2 마스크 패턴(120)에 의해 정의된 상부 트렌치들(UR)을 채울 수 있다. 이에 따라, 제 1 및 제 2 반도체층들(210, 220) 제 2 방향(D2)으로 연장되는 라인 형태를 가질 수 있다. The stacked first and second semiconductor layers 210 and 220 may fill the upper trenches UR defined by the second mask pattern 120. Accordingly, the first and second semiconductor layers 210 and 220 may have a line shape extending in the second direction D2.

도 19a 및 도 19b를 참조하면, 도 6a, 도 6a 및 도 6c를 참조하여 설명한 것처럼, 제 1 방향(D1)으로 연장되는 제 1 분리 절연 패턴들(141)이 형성될 수 있으며, 도 7a, 도 7b, 및 도 7c를 참조하여 설명한 것처럼, 제 2 방향(D2)으로 연장되는 제 2 분리 절연 패턴들(143)이 형성될 수 있다. Referring to FIGS. 19A and 19B, first isolation insulating patterns 141 extending in a first direction D1 may be formed as described with reference to FIGS. 6A, 6A, and 6C, As described with reference to FIGS. 7B and 7C, second isolation insulation patterns 143 extending in the second direction D2 may be formed.

제 1 분리 절연 패턴들(141)은 제 1 및 제 2 반도체층들(210, 220), 에피택시얼층(131)의 상부 부분들(131U), 및 소자 분리막(105)을 관통할 수 있으며, 제 2 분리 절연 패턴들(143)은 제 2 마스크 패턴(120) 및 에피택시얼층(131)의 하부 부분들(131L)을 관통할 수 있다. The first isolation insulating patterns 141 may penetrate the first and second semiconductor layers 210 and 220, the upper portions 131U of the epitaxial layer 131, and the isolation layer 105, The second isolation insulating patterns 143 may penetrate the second mask pattern 120 and the lower portions 131L of the epitaxial layer 131. [

제 1 및 제 2 분리 절연 패턴들(141, 143)을 형성함에 따라 제 1 방향(D1) 및 제 2 방향(D2)으로 서로 이격되는 복수 개의 핀 구조체들(133)이 형성될 수 있으며, 각각의 핀 구조체들(133) 상에 서로 번갈아 적층된 제 1 및 제 2 반도체 패턴들(211, 221)이 형성될 수 있다. 여기서, 핀 구조체들(133) 각각은 일체로 이루어질 수 있으며, 제 1 방향(D1)으로 연장되는 하부 부분(133L) 및 제 2 방향(D2)으로 연장되는 복수 개의 상부 부분들(133U)을 포함할 수 있다. 제 1 및 제 2 반도체 패턴들(211, 221)은 각 핀 구조체(133)의 상부 부분들(133U) 상에 번갈아 적층될 수 있다. A plurality of pin structures 133 separated from each other in the first direction D1 and the second direction D2 may be formed as the first and second isolation insulating patterns 141 and 143 are formed, The first and second semiconductor patterns 211 and 221, which are alternately stacked on the pin structures 133, may be formed. Each of the pin structures 133 may be integrally formed and includes a lower portion 133L extending in the first direction D1 and a plurality of upper portions 133U extending in the second direction D2 can do. The first and second semiconductor patterns 211 and 221 may be alternately stacked on the upper portions 133U of the pin structures 133. [

핀 구조체들(133) 및 제 1 및 제 2 반도체 패턴들(211, 221)을 형성한 후, 제 2 마스크 패턴(120)의 상부면 및 제 1 및 제 2 분리 절연 패턴들(141, 143)의 상부면들이 리세스될 수 있다. 이에 따라, 제 1 및 제 2 반도체 패턴들(211, 221)의 측벽들이 노출될 수 있으며, 핀 구조체들(133)의 상부 부분들(133U)의 측벽들의 일 부분들이 노출될 수 있다. The upper surface of the second mask pattern 120 and the first and second isolation insulating patterns 141 and 143 are formed after the pin structures 133 and the first and second semiconductor patterns 211 and 221 are formed. Can be recessed. The sidewalls of the first and second semiconductor patterns 211 and 221 can be exposed and portions of the sidewalls of the upper portions 133U of the pin structures 133 can be exposed.

도 20a 및 도 20b를 참조하면, 제 1 및 제 2 반도체 패턴들(211, 221)을 가로질러 제 1 방향(D1)으로 연장되는 희생 게이트 절연막(231) 및 희생 게이트 패턴들(233)이 형성될 수 있으며, 희생 게이트 패턴들(233)의 양측벽들 상에 게이트 스페이서들(235)이 형성될 수 있다. 실시예들에서, 희생 게이트 패턴들(233)은 게이트 스페이서(235), 제 2 반도체 패턴들(221), 및 핀 구조체들(133)에 대해 식각 선택성을 갖는 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 희생 게이트 패턴들(233)은 불순물이 도우프된 폴리실리콘막, 언도우프된 폴리실리콘막, 실리콘 게르마늄막, 또는 실리콘 카바이드막으로 형성될 수 있다.20A and 20B, a sacrificial gate insulating film 231 and sacrificial gate patterns 233 extending in a first direction D1 across the first and second semiconductor patterns 211 and 221 are formed And gate spacers 235 may be formed on both sidewalls of the sacrificial gate patterns 233. In embodiments, the sacrificial gate patterns 233 may be formed of a material having etch selectivity for the gate spacers 235, the second semiconductor patterns 221, and the pin structures 133. For example, the sacrificial gate patterns 233 may be formed of an impurity doped polysilicon film, an undoped polysilicon film, a silicon germanium film, or a silicon carbide film.

이어서, 희생 게이트 패턴들(233) 양측의 제 1 및 제 2 반도체 패턴들(211, 221)의 일부분들을 식각하여 리세스 영역들을 형성한 후, 리세스 영역들 내에 소오스 및 드레인 패턴들(240)을 형성할 수 있다. Subsequently, portions of the first and second semiconductor patterns 211 and 221 on both sides of the sacrificial gate patterns 233 are etched to form recessed regions, and then the source and drain patterns 240 ) Can be formed.

소오스 및 드레인 패턴들(240)은 희생 게이트 패턴들(233) 양측의 핀 구조체들(133)의 상부 부분들(133U) 상에 형성될 수 있으며, 선택적 에피택시얼 성장 공정을 이용하여 형성된 에피택시얼층일 수 있다. 여기서, 소오스 및 드레인 패턴들(240)은 제 2 반도체 패턴들(221)에 인장성 또는 압축성 스트레인을 제공하는 반도체 물질로 이루어질 수 있다. The source and drain patterns 240 may be formed on the upper portions 133U of the pin structures 133 on both sides of the sacrificial gate patterns 233 and may be formed on the upper portions 133U of the epitaxial It may be a free layer. Here, the source and drain patterns 240 may be made of a semiconductor material that provides tensile or compressive strain to the second semiconductor patterns 221.

도 21a 및 도 21b를 참조하면, 소오스 및 드레인 패턴들(240)을 덮으며 희생 게이트 패턴들(233)의 상부면을 노출시키는 층간 절연막(250)이 형성될 수 있다.Referring to FIGS. 21A and 21B, an interlayer insulating film 250 may be formed to cover the source and drain patterns 240 and expose the upper surface of the sacrificial gate patterns 233.

층간 절연막(250)을 형성한 후, 희생 게이트 패턴들(233), 희생 게이트 절연막(231), 및 제 1 반도체 패턴들(211)을 차례로 제거함으로써 게이트 영역들(213)이 형성될 수 있다. The gate regions 213 may be formed by sequentially removing the sacrificial gate patterns 233, the sacrificial gate insulating film 231 and the first semiconductor patterns 211 after the interlayer insulating film 250 is formed.

희생 게이트 패턴들(233)은 층간 절연막(250) 및 게이트 스페이서들(235)에 대해 식각 선택성을 갖는 식각 레서피를 사용하여 건식 또는 습식 식각될 수 있다. 희생 게이트 패턴들(233)을 제거하는 동안 희생 게이트 절연막(231)이 함께 제거될 수 있다. 희생 게이트 패턴들(233)을 제거함에 따라, 최상층에 배치된 제 2 반도체 패턴(221)의 상면이 노출될 수 있으며, 제 1 및 제 2 반도체 패턴들(211, 221)의 측벽들이 노출될 수 있다. The sacrificial gate patterns 233 can be dry or wet etched using an etch recipe having etch selectivity for the interlayer insulating layer 250 and the gate spacers 235. [ The sacrificial gate insulating film 231 can be removed together while removing the sacrificial gate patterns 233. [ As the sacrificial gate patterns 233 are removed, the upper surface of the second semiconductor pattern 221 disposed on the uppermost layer can be exposed, and the sidewalls of the first and second semiconductor patterns 211 and 221 can be exposed have.

이어서, 제 2 반도체 패턴들(221)에 대해 식각 선택성을 갖는 식각 레서피를 사용하여 제 1 반도체 패턴들(211)이 건식 또는 습식 식각될 수 있다. 이에 따라, 게이트 영역들(213)이 제 2 반도체 패턴들(221) 사이로 연장될 수 있다. 이와 같이, 제 2 반도체 패턴들(221) 사이의 빈 공간인 게이트 영역들(213)이 형성됨에 따라, 소오스 및 드레인 패턴들(240)을 연결하는 브릿지(bridge) 채널 또는 나노 와이어(nano-wire) 채널들로서 제 2 반도체 패턴들(221)이 형성될 수 있다.Then, the first semiconductor patterns 211 can be dry-etched or wet-etched using the etch recipe having the etch selectivity with respect to the second semiconductor patterns 221. Thus, the gate regions 213 can extend between the second semiconductor patterns 221. [ As the gate regions 213 are formed as the empty spaces between the second semiconductor patterns 221, a bridge channel or a nano-wire connecting the source and drain patterns 240, The second semiconductor patterns 221 may be formed.

도 22a 및 도 22b를 참조하면, 제 2 반도체 패턴들(221)을 둘러싸는 금속 게이트 전극들(260)이 형성될 수 있다. 금속 게이트 전극들(260)은 핀 구조체들(133)의 하부 부분들(133L)과 나란하게, 제 1 방향(D1)으로 연장될 수 있다. 금속 게이트 전극들(260)은 게이트 영역들 내에 차례로 형성된 게이트 유전막(261), 배리어 금속막(263), 및 금속막(265)을 포함할 수 있다. 금속 게이트 전극들(260)은 게이트 스페이서들(235)들 사이와 제 2 반도체 패턴들(221) 사이를 채울 수 있다. 즉, 금속 게이트 전극들(260)은 제 2 반도체 패턴들(221)의 상면들, 하면들, 및 측면들을 덮을 수 있다. 22A and 22B, metal gate electrodes 260 surrounding the second semiconductor patterns 221 may be formed. The metal gate electrodes 260 may extend in the first direction D1 in parallel with the lower portions 133L of the pin structures 133. [ The metal gate electrodes 260 may include a gate dielectric layer 261, a barrier metal layer 263, and a metal layer 265 formed in sequence in the gate regions. Metal gate electrodes 260 may fill between the gate spacers 235 and the second semiconductor patterns 221. That is, the metal gate electrodes 260 may cover the upper surfaces, the lower surfaces, and the side surfaces of the second semiconductor patterns 221.

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 실시예에는 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 will be understood. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative and not restrictive in every respect.

Claims (20)

제 1 반도체 물질로 이루어진 반도체 기판; 및
상기 반도체 기판 상에 배치되며, 상기 제 1 반도체 물질과 격자 상수가 다른 제 2 반도체 물질로 이루어진 핀 구조체를 포함하되, 상기 핀 구조체는:
상기 반도체 기판 상에서 제 1 방향으로 연장되는 하부 부분; 및
상기 하부 부분으로부터 돌출되며, 상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향으로 연장되는 복수 개의 상부 부분들을 포함하는 전계효과 트랜지스터.
A semiconductor substrate made of a first semiconductor material; And
A fin structure disposed on the semiconductor substrate and made of a second semiconductor material having a lattice constant different from that of the first semiconductor material,
A lower portion extending in a first direction on the semiconductor substrate; And
And a plurality of upper portions projecting from the lower portion and extending in a second direction intersecting the first direction.
제 1 항에 있어서,
상기 핀 구조체의 상기 상부 부분들을 가로질러 상기 제 1 방향으로 연장되는 게이트 전극; 및
상기 게이트 전극과 상기 핀 구조체의 상기 상부 부분들 사이에 배치되는 게이트 절연막을 더 포함하는 전계효과 트랜지스터.
The method according to claim 1,
A gate electrode extending in the first direction across the upper portions of the pin structure; And
And a gate insulating film disposed between the gate electrode and the upper portions of the fin structure.
제 2 항에 있어서,
상기 게이트 전극 양측에서 상기 핀 구조체의 상기 상부 부분들 내에 제공되는 소오스/드레인 영역들을 더 포함하는 전계효과 트랜지스터.
3. The method of claim 2,
And source / drain regions provided in the upper portions of the fin structure at both sides of the gate electrode.
제 1 항에 있어서,
상기 하부 부분의 높이는 상기 하부 부분의 상기 제 2 방향의 폭의 2배보다 크고,
상기 하부 부분의 상기 제 1 방향의 길이는 상기 하부 부분의 상기 높이보다 큰 전계효과 트랜지스터.
The method according to claim 1,
The height of the lower portion is greater than twice the width of the lower portion in the second direction,
Wherein the length of the lower portion in the first direction is greater than the height of the lower portion.
제 1 항에 있어서,
상기 상부 부분의 상기 제 1 방향의 폭은 상기 하부 부분의 상기 제 2 방향의 폭보다 작고,
상기 상부 부분의 높이는 상기 상부 부분의 상기 제 1 방향의 폭의 2배보다 큰 전계효과 트랜지스터.
The method according to claim 1,
Wherein a width of the upper portion in the first direction is smaller than a width of the lower portion in the second direction,
Wherein the height of the top portion is greater than twice the width of the top portion in the first direction.
제 1 항에 있어서,
상기 상부 부분의 상기 제 2 방향의 길이는 상기 하부 부분의 상기 제 2 방향의 폭보다 큰 전계효과 트랜지스터.
The method according to claim 1,
Wherein the length of the upper portion in the second direction is greater than the width of the lower portion in the second direction.
제 1 항에 있어서,
상기 하부 부분은 결정 결함들을 포함하고, 상기 상부 부분들은 실질적으로 결정 결함이 없는(defect-free) 전계효과 트랜지스터.
The method according to claim 1,
Wherein the lower portion comprises crystal defects and the upper portions are substantially crystal defect free.
제 1 항에 있어서,
상기 제 2 방향으로 대향하는 상기 하부 부분의 양측벽들과 접촉하는 소자 분리막을 더 포함하는 전계효과 트랜지스터.
The method according to claim 1,
Further comprising: an element isolation layer in contact with both sidewalls of the lower portion facing in the second direction.
제 8 항에 있어서,
상기 제 1 방향으로 대향하는 상기 하부 부분의 양측벽들과 접촉하는 제 1 분리 절연 패턴을 더 포함하되,
상기 분리 절연 패턴의 하부면은 상기 소자 분리막의 하부면 아래에 위치하는 전계효과 트랜지스터.
9. The method of claim 8,
Further comprising a first isolation insulation pattern in contact with both side walls of the lower portion opposite to each other in the first direction,
And the lower surface of the isolation insulating pattern is located below the lower surface of the isolation film.
제 1 항에 있어서,
상기 핀 구조체의 상기 상부 부분들 사이에 배치되어 상기 하부 부분의 상부면과 접촉하는 하드 마스크 패턴을 더 포함하는 전계효과 트랜지스터.
The method according to claim 1,
And a hard mask pattern disposed between the upper portions of the pin structure and in contact with the upper surface of the lower portion.
제 10항에 있어서,
상기 제 1 방향으로 대향하는 상기 상부 부분들의 양측벽들과 접촉하는 제 2 분리 절연 패턴을 더 포함하는 전계효과 트랜지스터.
11. The method of claim 10,
And a second isolation insulation pattern in contact with both side walls of the upper portions opposite to each other in the first direction.
제 1 반도체 물질로 이루어진 반도체 기판;
상기 반도체 기판 상에 서로 이격되어 배치되는 복수 개의 핀 구조체들로서, 상기 핀 구조체들 각각은:
상기 반도체 기판 상에서 일 방향으로 연장되는 하부 부분; 및
상기 하부 부분으로부터 돌출되며, 상기 하부 부분을 가로지르는 복수 개의 상부 부분들을 포함하는 것;
상기 핀 구조체들의 상기 하부 부분들과 나란하게 상기 일 방향으로 연장되며, 상기 핀 구조체들의 상기 상부 부분들을 가로지르는 게이트 전극; 및
상기 게이트 전극 양측에서, 상기 핀 구조체들의 상부 부분들 내에 제공되는 소오스/드레인 영역들을 포함하는 전계효과 트랜지스터.
A semiconductor substrate made of a first semiconductor material;
A plurality of pin structures spaced apart from each other on the semiconductor substrate, each of the pin structures comprising:
A lower portion extending in one direction on the semiconductor substrate; And
A plurality of upper portions projecting from the lower portion and traversing the lower portion;
A gate electrode extending in one direction parallel to the bottom portions of the pin structures, the gate electrodes crossing the top portions of the pin structures; And
And source / drain regions provided in upper portions of the pin structures, at both sides of the gate electrode.
제 12 항에 있어서,
상기 핀 구조체들의 상기 하부 부분들은 상기 게이트 전극 아래에서 상기 일 방향으로 서로 이격되어 배치되는 전계효과 트랜지스터.
13. The method of claim 12,
Wherein the lower portions of the pin structures are spaced apart from one another in the one direction below the gate electrode.
제 12 항에 있어서,
상기 일 방향으로 상기 하부 부분의 길이는 상기 하부 부분의 상기 높이보다 큰 전계효과 트랜지스터.
13. The method of claim 12,
Wherein the length of the lower portion in the one direction is greater than the height of the lower portion.
제 12 항에 있어서,
상기 핀 구조체들 각각에서, 상기 상부 부분들 사이에 배치되어 상기 하부 부분의 상부면과 접촉하는 하드 마스크 패턴을 더 포함하는 전계효과 트랜지스터.
13. The method of claim 12,
And a hard mask pattern disposed between the top portions and in contact with the top surface of the bottom portion, in each of the pin structures.
제 12 항에 있어서,
상기 핀 구조체들은 서로 교차하는 제 1 방향 및 제 2 방향에서 서로 이격되는 전계효과 트랜지스터.
13. The method of claim 12,
Wherein the pin structures are spaced apart from each other in a first direction and a second direction that intersect each other.
제 16 항에 있어서,
상기 핀 구조체들의 상기 하부 부분들은 상기 제 1 방향에 평행하고, 상기 핀 구조체들의 상기 상부 부분들은 상기 제 2 방향에 평행하되,
상기 제 2 방향으로 인접하는 상기 핀 구조체들에서, 상기 상부 부분들 간의 거리는 상기 하부 부분들 간의 거리보다 작은 전계효과 트랜지스터.
17. The method of claim 16,
Wherein the lower portions of the pin structures are parallel to the first direction and the upper portions of the pin structures are parallel to the second direction,
Wherein in the pin structures adjacent in the second direction, the distance between the upper portions is less than the distance between the lower portions.
제 16 항에 있어서,
상기 핀 구조체들의 상기 하부 부분들은 상기 제 1 방향에 평행하고, 상기 핀 구조체들의 상기 상부 부분들은 상기 제 2 방향에 평행하되,
상기 제 2 방향으로 인접하는 상기 핀 구조체들의 상기 하부 부분들 사이에 배치되어 상기 하부 부분들의 측벽들과 접촉하는 소자 분리막을 더 포함하는 전계효과 트랜지스터.
17. The method of claim 16,
Wherein the lower portions of the pin structures are parallel to the first direction and the upper portions of the pin structures are parallel to the second direction,
And a device isolation layer disposed between the lower portions of the pin structures adjacent in the second direction and in contact with the sidewalls of the lower portions.
제 16 항에 있어서,
상기 제 2 방향으로 인접하는 상기 핀 구조체들 사이에서 상기 제 1 방향으로 연장하는 제 1 분리 절연 패턴을 더 포함하되,
상기 제 1 분리 절연 패턴은 상기 제 2 방향으로 인접하는 상기 핀 구조체들의 상기 상부 부분들과 접촉하는 전계효과 트랜지스터.
17. The method of claim 16,
And a first isolation insulation pattern extending in the first direction between the pin structures adjacent in the second direction,
Wherein the first isolation insulation pattern is in contact with the upper portions of the pin structures adjacent in the second direction.
제 16 항에 있어서,
상기 제 1 방향으로 인접하는 상기 핀 구조체들 사이에서 상기 제 2 방향으로 연장하는 제 2 분리 절연 패턴을 더 포함하되,
상기 제 2 분리 절연 패턴은 상기 제 1 방향으로 인접하는 상기 핀 구조체들의 상기 하부 부분들과 접촉하는 전계효과 트랜지스터.
17. The method of claim 16,
And a second isolation insulation pattern extending in the second direction between the pin structures adjacent in the first direction,
Wherein the second isolation insulating pattern contacts the lower portions of the pin structures adjacent in the first direction.
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