TWI813276B - 半導體裝置及其製造方法 - Google Patents
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Abstract
一種半導體裝置及其製造方法。半導體裝置包括基板、含氧凸起結構、金屬氧化物層、閘介電層及閘極。含氧凸起結構設置於基板之上，含氧凸起結構具有第一表面、相對於第一表面的第二表面及連接第一表面及第二表面的多個側壁。金屬氧化物層包括第一部分、第二部分及第三部分。第一部分覆蓋第一表面上。第二部分連接第一部分，且覆蓋含氧凸起結構的側壁。第二部分的電阻率隨著遠離第一部分而遞減。第三部分連接第二部分，且自含氧凸起結構的側壁往遠離含氧凸起結構的方向延伸。閘介電層設置於金屬氧化物層上。閘極設置於閘介電層上。
Description
本發明是有關於一種半導體裝置及其製造方法，且特別是有關於一種包括含氧凸起結構的半導體裝置及其製造方法。
一般來說，薄膜電晶體的半導體層可分為通道區及摻雜區。若摻雜區的載子濃度高，且摻雜區與通道區之間出現突然下降的載子濃度，會使薄膜電晶體在大電流的操作過程中於靠近汲極處出現很高的橫向電場，並導致半導體裝置劣化。然而，若為了避免半導體裝置劣化而降低摻雜區的載子濃度，會使半導體裝置的操作電流不足。因此，如何使半導體裝置在保有足夠的操作電流下，同時減小靠近汲極處的橫向電場是目前需改善的問題。
本發明提供一種半導體裝置及其製造方法，可減小靠近汲極處的橫向電場，以提升半導體裝置的可靠度。
本發明的半導體裝置包括基板、含氧凸起結構、金屬氧
化物層、閘介電層以及第一閘極。含氧凸起結構設置於基板之上，含氧凸起結構具有第一表面、相對於第一表面的第二表面及連接第一表面及第二表面的多個側壁。金屬氧化物層包括第一部分、第二部分以及第三部分。第一部分覆蓋於含氧凸起結構的第一表面上。第二部分連接第一部分，且覆蓋於含氧凸起結構的側壁，其中第二部分的電阻率隨著遠離第一部分而遞減。第三部分連接第二部分，且自含氧凸起結構的側壁往遠離含氧凸起結構的方向延伸。閘介電層設置於金屬氧化物層上。第一閘極設置於閘介電層上。
本發明的半導體裝置的製造方法包括下列步驟。提供基板，然後形成含氧凸起結構於基板之上，其中含氧凸起結構具有第一表面、相對於第一表面的第二表面及連接第一表面及第二表面的多個側壁。形成金屬氧化物層於含氧凸起結構上，其中金屬氧化物層包括第一部分、第二部分以及第三部分。第一部分覆蓋於含氧凸起結構的第一表面上。第二部分連接第一部分，且覆蓋於含氧凸起結構的側壁，其中第二部分的電阻率隨著遠離第一部分而遞減。第三部分連接第二部分，且自含氧凸起結構的側壁往遠離含氧凸起結構的方向延伸。之後，形成閘介電層於金屬氧化物層上。形成第一閘極該閘介電層上，其中第一閘極於基板的頂面的法線方向上重疊於金屬氧化物層。對金屬氧化物層進行摻雜，以降低金屬氧化物層的第三部分的電阻率，並使金屬氧化物層的第二部分的電阻率隨著遠離第一部分而遞減。
1,2,3:半導體裝置
100:基板
110:緩衝層
120:含氧材料層
122:含氧凸起結構
122a:第一表面
122b:第二表面
122c:側壁
124:延伸結構
130,130’:金屬氧化物層
132:第一部分
134:第二部分
136:第三部分
140:閘介電層
150:第一閘極
160:層間介電層
172:源極
174:汲極
180:第二閘極
ch:通道區
dp:摻雜區
hdp:重摻雜區
ldp:輕摻雜區
L1,L2,L3:寬度
ND:方向
O1,O2:開口
P:摻雜
T1,T2:厚度
圖1是依照本發明的一實施例的一種半導體裝置的剖面示意圖。
圖2A至圖2E是圖1的半導體裝置的一種製造流程的剖面示意圖。
圖3是依照本發明的另一實施例的一種半導體裝置的剖面示意圖。
圖4A至圖4D是圖3的半導體裝置的一種製造流程的剖面示意圖。
圖5是依照本發明的另一實施例的一種半導體裝置的剖面示意圖。
圖6A至圖6D是圖5的半導體裝置的一種製造流程的剖面示意圖。
圖1是依照本發明的一實施例的一種半導體裝置的剖面示意圖。
請參照圖1，半導體裝置1包括基板100、含氧凸起結構122、金屬氧化物層130、閘介電層140以及第一閘極150。在本實施例中，半導體裝置1還包括緩衝層110、層間介電層160、源極172以及汲極174。
基板100之材質可為玻璃、石英、有機聚合物或是不透光/反射材料(例如：導電材料、金屬、晶圓、陶瓷或其他可適用的材料)或是其他可適用的材料。若使用導電材料或金屬時，則在基板100上覆蓋一層絕緣層(未繪示)，以避免短路問題。在一些實施例中，基板100為軟性基板，且基板100的材料例如為聚乙烯對苯二甲酸酯(polyethylene terephthalate,PET)、聚二甲酸乙二醇酯(polyethylene naphthalate,PEN)、聚酯(polyester,PES)、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate,PMMA)、聚碳酸酯(polycarbonate,PC)、聚醯亞胺(polyimide,PI)或金屬軟板(Metal Foil)或其他可撓性材質。緩衝層110位於基板100上，緩衝層110的材質可以包括氧化鋁、氮氧化矽、氮化矽或其他絕緣材料，但本發明不以此為限。
含氧凸起結構122設置於基板100及緩衝層110之上，也就是說，緩衝層110設置於基板100與含氧凸起結構122之間。含氧凸起結構122具有第一表面122a、相對於第一表面122a的第二表面122b及連接第一表面122a及第二表面122b的多個側壁122c。舉例來說，在本實施例中，含氧凸起結構122為一梯形結構，第二表面122b面向緩衝層110的表面，第一表面122a的面積小於第二表面122b的面積，側壁122c自第一表面122a連接至第二表面122b而成一傾斜表面，因此在含氧凸起結構122的側壁122c處，含氧凸起結構122的厚度隨靠近邊緣而漸減。含氧凸起結構122的材料可以包括氧化矽、氮氧化矽或其他合適的含氧絕
緣材料。在一些實施例中，含氧凸起結構122中的氧濃度大於緩衝層110中的氧濃度。舉例來說，當含氧凸起結構122的材料包括氧化矽且緩衝層110的材料包括氮化矽或氮氧化矽時，緩衝層110中的氧濃度小於含氧凸起結構122中的氧濃度。或者，當緩衝層110及含氧凸起結構122的材料均為氮氧化矽時，緩衝層110中的氧濃度小於含氧凸起結構122中的氧濃度。在一些實施例中，當緩衝層110的材料包括氮化矽或氮氧化矽時，含氧凸起結構122與緩衝層110中含有氫原子，其中緩衝層110中的氫濃度大於含氧凸起結構122中的氫濃度。
金屬氧化物層130位於含氧凸起結構122及緩衝層110上。舉例來說，金屬氧化物層130包括第一部分132、第二部分134以及第三部分136。第一部分132覆蓋於含氧凸起結構122的第一表面122a上。第二部分134連接第一部分132，且覆蓋於含氧凸起結構122的側壁122c。第三部分136連接第二部分134，且自含氧凸起結構122的側壁122c往遠離含氧凸起結構122的方向延伸。在一些實施例中，金屬氧化物層130的材料包括氧化銦鎵鋅(IGZO)、氧化銦錫鋅(ITZO)、氧化鋁鋅錫(AZTO)、氧化銦鎢鋅(IWZO)等四元金屬化合物或包含鎵(Ga)、鋅(Zn)、銦(In)、錫(Sn)、鋁(Al)、鎢(W)中之任三者的三元金屬構成的氧化物。
閘介電層140設置於金屬氧化物層130及緩衝層110上，第一閘極150設置於閘介電層140上。第一閘極150於基板100的頂面的法線方向ND上重疊於第一部分132，但不重疊於第二部
分134與第三部分136。換句話說，金屬氧化物層130的第一部分132可構成通道區ch，第二部分134與第三部分136可構成摻雜區dp。在一些實施例中，第二部分134可構成輕摻雜區ldp，第三部分136可構成重摻雜區hdp。
含氧凸起結構122可以在製程中對金屬氧化物層130提供氧元素，當含氧凸起結構122的厚度越厚，其對金屬氧化物層130可提供的氧越多，當含氧凸起結構122的厚度越薄，可提供的氧越少。而金屬氧化物層130的氧濃度越高，其電阻率越高，反之，金屬氧化物層130的氧濃度越低，其電阻率越低。換句話說，含氧凸起結構122的厚度影響金屬氧化物層130的氧濃度，進而影響其電阻率。舉例來說，金屬氧化物層130的第一部分132覆蓋含氧凸起結構122的厚度較大的中央部分，大部分的金屬氧化物層130的第二部分134覆蓋含氧凸起結構122的厚度漸減的邊緣部分，因此第一部分132的氧濃度大於第二部分134的氧濃度，進而使第一部分132的電阻率大於第二部分134的電阻率。由於第二部分134所覆蓋的含氧凸起結構122的邊緣部分的厚度是朝遠離第一部分132的方向漸減，第二部分134的氧濃度亦朝遠離第一部分132的方向漸減，進而使第二部分134的電阻率隨著遠離第一部分132而遞減。如此一來，可以透過第二部分134的設置改善金屬氧化物層130中出現電阻率的突然變化而產生橫向電場的問題，並藉此提升半導體裝置1的可靠度。
在本實施例中，由於第一閘極150的寬度L1略小於含氧
凸起結構122的第一表面122a的寬度，因此，摻雜區dp的部分第二部分134覆蓋含氧凸起結構122的部分第一表面122a，但本發明不以此為限。在其他實施例中，第一閘極150的寬度L1略大於或等於含氧凸起結構122的第一表面122a的寬度，因此，摻雜區dp的第二部分134未覆蓋含氧凸起結構122的第一表面122a。
金屬氧化物層130的第三部分136未與含氧凸起結構122接觸，因此第三部分136相對於第一部分132與第二部分134具有較低的氧濃度，也就是說，第一部分132的電阻率與第二部分134的電阻率皆大於第三部分136的電阻率。
層間介電層160設置於閘介電層140上，並覆蓋閘極150。層間介電層160與閘介電層140的材料例如為氧化矽、氮化矽、氮氧化矽或其他合適的材料。源極172以及汲極174位於層間介電層160上，且貫穿層間介電層160及閘介電層140以電性連接至金屬氧化物層130的第三部分136，由於第三部分136的電阻率小於第二部分134的電阻率，源極172與第三部分136之間的介面電阻以及汲極174與第三部分136之間的界面電阻可以被減小，藉此提升半導體裝置1的操作電流。
為了清楚示意，圖1中於金屬氧化物層130的第一部分132與第二部分134之間以及第二部分134與第三部分136之間繪示清楚的界線，然應理解其僅是基於方便說明而繪示。在實際結構中，第一部分132與第二部分134之間以及第二部分134與第三部分136之間為漸進式的改變，因而可能沒有清楚的界線。
圖2A至圖2E是圖1的半導體裝置的一種製造流程的剖面示意圖。
請參照圖2A，提供基板100，形成緩衝層110於基板100之上，然後沉積含氧材料層120於基板100及緩衝層110之上。
請參照圖2B，之後再透過乾式蝕刻或濕式蝕刻圖案化含氧材料層120，以暴露出部分緩衝層110的表面，而形成含氧凸起結構122。含氧凸起結構122例如為梯形結構，具有第一表面122a、相對於第一表面122a的第二表面122b及連接第一表面122a及第二表面122b的多個側壁122c。
請參照圖2C，共形地形成金屬氧化物層130’於含氧凸起結構122與緩衝層110上。金屬氧化物層130’可包括第一部分132、第二部分134以及第三部分136。第一部分132覆蓋於含氧凸起結構122的第一表面122a上。第二部分134連接第一部分132，且覆蓋於含氧凸起結構122的側壁122c。第三部分136連接第二部分134，且自含氧凸起結構122的側壁122c往遠離含氧凸起結構122的方向延伸。
請參照圖2D，形成閘介電層140於金屬氧化物層130’上，然後形成第一閘極150於閘介電層140上，其中第一閘極150於基板100的頂面的法線方向ND上重疊於金屬氧化物層130’。舉例來說，第一閘極150於基板100的頂面的法線方向ND上可與第一部分132重疊。
在一些實施例中，在形成閘介電層140以及第一閘極150
之前，可對金屬氧化物層130’或閘介電層140進行退火製程，以藉由含氧凸起結構122調整金屬氧化物層130’中的氧分佈。舉例來說，由於金屬氧化物層130’的第一部分132以及第二部分134位於含氧凸起結構122上，因此，含氧凸起結構122可以在退火製程中對第一部分132以及第二部分134提供氧，而第三部分136未形成於含氧凸起結構122上，因此第三部分136中的氧容易逸散，使第三部分136的氧濃度小於第一部分132以及第二部分134的氧濃度。在其他實施例中，在形成閘介電層140之後以及在形成第一閘極150之前對金屬氧化物層130’或閘介電層140進行退火製程，以藉由含氧凸起結構122調整金屬氧化物層130’中的氧分佈。舉例來說，含氧凸起結構122可以在退火製程中對第一部分132以及第二部分134提供氧，進而提升第一部分132以及第二部分134中的氧濃度，使第一部分132以及第二部分134中的氧濃度大於第三部分136的氧濃度。
請繼續參照圖2D，對金屬氧化物層130進行摻雜P，以降低金屬氧化物層130的第三部分136的電阻率，並使金屬氧化物層130的第二部分134的電阻率隨著遠離第一部分132而遞減。舉例來說，以第一閘極150為罩幕，對金屬氧化物層130進行氫電漿製程，以使於基板100的頂面的法線方向ND上未與第一閘極150重疊的第二部分134及第三部分136構成摻雜區dp，並使於基板100的頂面的法線方向ND上與第一閘極150重疊的第一部分132構成通道區ch。在一些實施例中，第二部分134可構成
輕摻雜區ldp，第三部分136可構成重摻雜區hdp。在一些實施例中，含氧凸起結構122的寬度L2可大於第一閘極150的寬度L1。如此一來，有助於增加第一部分132與第三部分136之間的距離。
由於在氫電漿製程的過程中，金屬氧化物層130中的氧可與氫反應，而於金屬氧化物層130中形成氧空缺，進而可降低金屬氧化物層130的電阻率。此外，由於第二部分134所覆蓋的含氧凸起結構122的厚度隨著靠近邊緣而遞減，且第三部分136未與含氧凸起結構122接觸，第二部分134的氧濃度朝遠離第一部分132的方向漸減，且第二部分134的氧濃度大於第三部分136的氧濃度，故在氫電漿製程後，第二部分134的電阻率可隨著遠離第一部分132而遞減，且第二部分134的電阻率大於第三部分136的電阻率。
請繼續參照圖2E，形成層間介電層160於閘介電層140上，並覆蓋閘極150。之後，形成貫穿層間介電層160及閘介電層140的開口O1、O2，且開口O1、O2分別在基板100的頂面的法線方向ND上重疊於第三部分136。
然後，請參照圖1，形成源極172以及汲極174於層間介電層160之上，並填入開口O1、O2中，以與金屬氧化物層130電性連接。
經過上述製程後可大致上完成半導體裝置1的製作。
圖3是依照本發明的另一實施例的一種半導體裝置的剖面示意圖。在此必須說明的是，圖3的實施例沿用圖1的實施例
的元件標號與部分內容，其中採用相同或近似的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施例，在此不贅述。
請參照圖3，圖3的半導體裝置2與圖1的半導體裝置1的主要差異在於：半導體裝置2還包括延伸結構124。延伸結構124位於金屬氧化物層130的第三部分136與基板100之間，並與含氧凸起結構122連成一體，且含氧凸起結構122在第一表面122a與第二表面122b之間的厚度T1大於延伸結構124的厚度T2。延伸結構124的材料與含氧凸起結構122的材料相同。由於含氧凸起結構122的厚度隨著靠近邊緣而減小，且含氧凸起結構122在第一表面122a與第二表面122b之間的厚度T1大於延伸結構124的厚度T2，第一部分132的氧濃度大於第二部分134的氧濃度，第二部分134的氧濃度大於第三部分136的氧濃度，進而使第一部分132的電阻率大於第二部分134的電阻率，第二部分134的電阻率大於第三部分136的電阻率。此外，由於第二部分134所覆蓋的部分含氧凸起結構122的厚度是朝靠近邊緣漸減，第二部分134的氧濃度朝遠離第一部分132的方向漸減，進而使第二部分134的電阻率隨著遠離第一部分132而遞減。如此一來，可以透過第二部分134的設置改善金屬氧化物層130中出現電阻率的突然變化而產生橫向電場的問題，並藉此提升半導體裝置2的可靠度。此外，由於第三部分136的電阻率小於第二部分134的電阻率，源極172與第三部分136之間的介面電阻以及汲極174與
第三部分136之間的界面電阻可以被減小，藉此提升半導體裝置2的操作電流。
圖4A至圖4D是圖3的半導體裝置的一種製造流程的剖面示意圖。圖4A至圖4D可以為接續圖2A的步驟的半導體裝置的製造方法的剖視示意圖。關於圖2A的步驟說明可參考前述實施例，在此不贅述。
請參照圖4A，透過乾式蝕刻或濕式蝕刻圖案化含氧材料層120，使部分含氧材料層120被移除，但不暴露出其所覆蓋的緩衝層110的表面，而形成含氧凸起結構122及延伸結構124。含氧凸起結構122例如為梯形結構，具有第一表面122a、相對於第一表面122a的第二表面122b及連接第一表面122a及第二表面122b的多個側壁122c。延伸結構124與含氧凸起結構122連成一體，且含氧凸起結構122在第一表面122a與第二表面122b之間的厚度T1大於延伸結構124的厚度T2。
請參照圖4B，共形地形成金屬氧化物層130’於含氧凸起結構122與延伸結構124上。金屬氧化物層130’可包括第一部分132、第二部分134以及第三部分136。第一部分132覆蓋於含氧凸起結構122的第一表面122a上。第二部分134連接第一部分132，且覆蓋於含氧凸起結構122的側壁122c。第三部分136連接第二部分134，且自含氧凸起結構122的側壁122c往遠離含氧凸起結構122的方向延伸。延伸結構124位於第三部分136與緩衝層110之間。
請參照圖4C，形成閘介電層140於金屬氧化物層130’上，然後形成第一閘極150於閘介電層140上，其中第一閘極150於基板100的頂面的法線方向ND上重疊於金屬氧化物層130’。舉例來說，第一閘極150於基板100的頂面的法線方向ND上可與第一部分132重疊。
在一些實施例中，在形成閘介電層140以及第一閘極150之前，可對金屬氧化物層130’或閘介電層140進行退火製程，以藉由含氧凸起結構122調整金屬氧化物層130’中的氧分佈。在其他實施例中，在形成閘介電層140之後以及在形成第一閘極150之前對金屬氧化物層130’或閘介電層140進行退火製程，以藉由含氧凸起結構122調整金屬氧化物層130’中的氧分佈。
請繼續參照圖4C，對金屬氧化物層130進行摻雜P，以降低金屬氧化物層130的第三部分136的電阻率，並使金屬氧化物層130的第二部分134的電阻率隨著遠離第一部分132而遞減。舉例來說，以第一閘極150為罩幕，對金屬氧化物層130進行氫電漿製程，以使於基板100的頂面的法線方向ND上未與第一閘極150重疊的第二部分134及第三部分136構成摻雜區dp，並使於基板100的頂面的法線方向ND上與第一閘極150重疊的第一部分132構成通道區ch。在一些實施例中，第二部分134可構成輕摻雜區ldp，第三部分136可構成重摻雜區hdp。在一些實施例中，含氧凸起結構122的寬度L2可大於第一閘極150的寬度L1。如此一來，有助於增加第一部分132與第三部分136之間的距離。
在氫電漿製程後，第二部分134的電阻率可隨著遠離第一部分132而遞減，且第二部分134的電阻率大於第三部分136的電阻率。
請參照圖4D，形成層間介電層160於閘介電層140上，並覆蓋閘極150。之後，形成貫穿層間介電層160及閘介電層140的開口O1、O2，且開口O1、O2分別在基板100的頂面的法線方向ND上重疊於第三部分136。
然後，請參照圖3，形成源極172以及汲極174於層間介電層160之上，並填入開口O1、O2中，以與金屬氧化物層130電性連接。
經過上述製程後可大致上完成半導體裝置2的製作。
圖5是依照本發明的另一實施例的一種半導體裝置的剖面示意圖。在此必須說明的是，圖5的實施例沿用圖1的實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同或近似的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施例，在此不贅述。
請參照圖5，圖5的半導體裝置3與圖1的半導體裝置1的主要差異在於：半導體裝置3還包括第二閘極180，第二閘極180可設置於基板100與含氧凸起結構122之間。舉例來說，第二閘極180設置於基板100與緩衝層110之間。也就是說，半導體裝置3為雙閘極電晶體，可提升半導體裝置3的性能與穩定性。第二閘極180的寬度L3可大於含氧凸起結構122的寬度L2，以
分散半導體裝置3中閘極與汲極間的電場，進而提升半導體裝置3的可靠度。
圖6A至圖6D是圖5的半導體裝置的一種製造流程的剖面示意圖。
請參照圖6A，提供基板100，形成第二閘極180於基板100上，然後形成緩衝層110於第二閘極180及基板100之上並覆蓋第二閘極180。
請參照圖6B，形成含氧凸起結構122於基板100緩衝層110上。含氧凸起結構122例如為梯形結構，具有第一表面122a、相對於第一表面122a的第二表面122b及連接第一表面122a及第二表面122b的多個側壁122c。之後，共形地形成金屬氧化物層130’於含氧凸起結構122與緩衝層110上。金屬氧化物層130’可包括第一部分132、第二部分134以及第三部分136。第一部分132覆蓋於含氧凸起結構122的第一表面122a上。第二部分134連接第一部分132，且覆蓋於含氧凸起結構122的側壁122c。第三部分136連接第二部分134，且自含氧凸起結構122的側壁122c往遠離含氧凸起結構122的方向延伸。在一實施例中，第二閘極180的寬度L3可大於含氧凸起結構122的寬度L2。
請參照圖6C，形成閘介電層140於金屬氧化物層130’上，然後形成第一閘極150於閘介電層140上，其中第一閘極150於基板100的頂面的法線方向ND上重疊於金屬氧化物層130’。舉例來說，第一閘極150於基板100的頂面的法線方向ND上可
與第一部分132重疊。
在一些實施例中，在形成閘介電層140以及第一閘極150之前，可對金屬氧化物層130’或閘介電層140進行退火製程，以藉由含氧凸起結構122調整金屬氧化物層130’中的氧分佈。在其他實施例中，在形成閘介電層140之後以及在形成第一閘極150之前對金屬氧化物層130’或閘介電層140進行退火製程，以藉由含氧凸起結構122調整金屬氧化物層130’中的氧分佈。
請繼續參照圖6C，對金屬氧化物層130進行摻雜P，以降低金屬氧化物層130的第三部分136的電阻率，並使金屬氧化物層130的第二部分134的電阻率隨著遠離第一部分132而遞減。舉例來說，以第一閘極150為罩幕，對金屬氧化物層130進行氫電漿製程，以使於基板100的頂面的法線方向ND上未與第一閘極150重疊的第二部分134及第三部分136構成摻雜區dp，並使於基板100的頂面的法線方向ND上與第一閘極150重疊的第一部分132構成通道區ch。在一些實施例中，第二部分134可構成輕摻雜區ldp，第三部分136可構成重摻雜區hdp。在一些實施例中，含氧凸起結構122的寬度L2可大於第一閘極150的寬度L1。如此一來，有助於增加第一部分132與第三部分136之間的距離。
在氫電漿製程後，第二部分134的電阻率可隨著遠離第一部分132而遞減，且第二部分134的電阻率大於第三部分136的電阻率。
請繼續參照圖6D，形成層間介電層160於閘介電層140
上，並覆蓋閘極150。之後，形成貫穿層間介電層160及閘介電層140的開口O1、O2，且開口O1、O2分別在基板100的頂面的法線方向ND上重疊於第三部分136。
然後，請參照圖5，形成源極172以及汲極174於層間介電層160之上，並填入開口O1、O2中，以與金屬氧化物層130電性連接。
經過上述製程後可大致上完成半導體裝置3的製作。
1:半導體裝置
100:基板
110:緩衝層
122:含氧凸起結構
122a:第一表面
122b:第二表面
122c:側壁
130:金屬氧化物層
132:第一部分
134:第二部分
136:第三部分
140:閘介電層
150:第一閘極
160:層間介電層
172:源極
174:汲極
ch:通道區
dp:摻雜區
hdp:重摻雜區
ldp:輕摻雜區
L1,L2:寬度
ND:方向
Claims (13)
- 一種半導體裝置，包括：一基板；一含氧凸起結構，設置於該基板之上，該含氧凸起結構具有一第一表面、相對於該第一表面的一第二表面及連接該第一表面及該第二表面的多個側壁，其中該含氧凸起結構的材料包括氧化矽或氮氧化矽；一金屬氧化物層，包括：一第一部分，覆蓋於該含氧凸起結構的該第一表面上；一第二部分，連接該第一部分，且覆蓋於該含氧凸起結構的該些側壁，其中該第二部分的電阻率隨著遠離該第一部分而遞減；以及一第三部分，連接該第二部分，且自該含氧凸起結構的該些側壁往遠離該含氧凸起結構的方向延伸；一閘介電層，設置於該金屬氧化物層上；以及一第一閘極，設置於該閘介電層上。
- 如請求項1所述的半導體裝置，更包括一延伸結構，其中該延伸結構位於該第三部分與該基板之間，並與該含氧凸起結構連成一體，且該含氧凸起結構的厚度大於該延伸結構的厚度。
- 如請求項1所述的半導體裝置，其中該第一部分的電阻率大於該第二部分的該電阻率，該第二部分的該電阻率大於該第三部分的電阻率。
- 如請求項1所述的半導體裝置，其中該第一部分的氧濃度大於該第二部分的氧濃度，該第二部分的該氧濃度大於該第三部分的氧濃度。
- 如請求項1所述的半導體裝置，其中該第一閘極於該基板的一頂面的一法線方向上重疊於該第一部分，該第一閘極於該基板的該頂面的該法線方向上不重疊於該第二部分。
- 如請求項1所述的半導體裝置，其中該含氧凸起結構的寬度大於該第一閘極的寬度。
- 如請求項1所述的半導體裝置，更包括一第二閘極，其中該第二閘極設置於該基板與該含氧凸起結構之間，該第二閘極的寬度大於該含氧凸起結構的寬度。
- 如請求項1所述的半導體裝置，更包括：一緩衝層，設置於該基板與該含氧凸起結構之間，其中該緩衝層的材料包括氧化鋁、氮化矽或氮氧化矽，其中當該緩衝層的材料包括氮化矽或氮氧化矽時，該緩衝層之氧濃度小於該含氧凸起結構之氧濃度。
- 一種半導體裝置的製造方法，包括：提供一基板；形成一含氧凸起結構於該基板之上，其中該含氧凸起結構具有一第一表面、相對於該第一表面的一第二表面及連接該第一表面及該第二表面的多個側壁；形成一金屬氧化物層於該含氧凸起結構上，其中該金屬氧化 物層包括：一第一部分，覆蓋於該含氧凸起結構的該第一表面上；一第二部分，連接該第一部分，且覆蓋於該含氧凸起結構的該些側壁；以及一第三部分，連接該第二部分，且自該含氧凸起結構的該側壁往遠離該含氧凸起結構的方向延伸；形成一閘介電層於該金屬氧化物層上；形成一第一閘極於該閘介電層上，其中該第一閘極於該基板的一頂面的一法線方向上重疊於該金屬氧化物層；以及對該金屬氧化物層進行摻雜，以降低該金屬氧化物層的該第三部分的電阻率，並使該金屬氧化物層的該第二部分的電阻率隨著遠離該第一部分而遞減。
- 如請求項9所述的半導體裝置的製造方法，其中形成該含氧凸起結構於該基板上的步驟包括：沉積一含氧材料層於該基板之上；以及圖案化該含氧材料層，以形成該含氧凸起結構。
- 如請求項10所述的半導體裝置的製造方法，其中圖案化該含氧材料層以形成該含氧凸起結構以及一延伸結構，其中該延伸結構與該含氧凸起結構連成一體，且該含氧凸起結構的厚度大於該延伸結構的厚度。
- 如請求項9所述的半導體裝置的製造方法，更包括在形成該含氧凸起結構於該基板上之前，形成一緩衝層於該基 板之上，其中該緩衝層的材料包括氧化鋁、氮化矽或氮氧化矽，其中當該緩衝層的材料包括氮化矽或氮氧化矽時，該緩衝層之氧濃度小於該含氧凸起結構之氧濃度。
- 如請求項12所述的半導體裝置的製造方法，更包括：形成一第二閘極於該基板之上；以及形成該緩衝層於該第二閘極上。
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