(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-04-10
(54)【発明の名称】自己整合ゲートコンタクトを備えるトランジスタセル
(51)【国際特許分類】
H01L 21/336 20060101AFI20240403BHJP
【FI】
H01L29/78 301Y
H01L29/78 301G
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023563247
(86)(22)【出願日】2022-03-24
(85)【翻訳文提出日】2023-10-16
(86)【国際出願番号】 US2022071316
(87)【国際公開番号】W WO2022226457
(87)【国際公開日】2022-10-27
(32)【優先日】2021-04-20
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
【公序良俗違反の表示】
(特許庁注:以下のものは登録商標)
(71)【出願人】
【識別番号】507364838
【氏名又は名称】クアルコム,インコーポレイテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100108453
【氏名又は名称】村山 靖彦
(74)【代理人】
【識別番号】100163522
【氏名又は名称】黒田 晋平
(72)【発明者】
【氏名】ジュンジン・バオ
(72)【発明者】
【氏名】ジョン・ジエンホン・ズ
(72)【発明者】
【氏名】ギリダール・ナラパティ
【テーマコード(参考)】
5F140
【Fターム(参考)】
5F140AA00
5F140AA26
5F140BA01
5F140BF04
5F140BF11
5F140BF17
5F140BF58
5F140BF60
5F140BG08
5F140BG11
5F140BH06
5F140BJ07
5F140BJ27
5F140BK17
5F140CC03
5F140CE07
(57)【要約】
トランジスタセルを含む装置、およびトランジスタセルを製作する方法が開示されている。トランジスタセルは、基板と、活性領域と、活性領域内にゲートコンタクトを有するゲートとを含み得る。トランジスタセルは、第1の材料から形成されたゲートコンタクトのスペーサの第1の部分と、第2の材料から形成されたゲートコンタクトのスペーサの第2の部分とをさらに含み得る。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
トランジスタセルを備える装置であって、前記トランジスタセルが、
基板と、
活性領域と、
前記活性領域内にゲートコンタクトを有するゲートと、
第1の材料から形成された前記ゲートコンタクトのスペーサの第1の部分と、
第2の材料から形成された前記ゲートコンタクトの前記スペーサの第2の部分と
を備える、装置。
【請求項2】
前記第1の材料が、酸化アルミニウム(AlOx)、窒化アルミニウム(AlN)、酸化チタン(TiOx)、窒化チタン(TiN)、または炭化ケイ素(SiC)のうちの少なくとも1つを含む、請求項1に記載の装置。
【請求項3】
前記第2の材料が、シリコンオキシカーバイド(SiOC)またはシリコンホウ素炭化窒化物(SiBCN)を含む、請求項1に記載の装置。
【請求項4】
前記第1の材料の厚さが、前記第2の材料の厚さと実質的に等しい、請求項1に記載の装置。
【請求項5】
前記第1の材料の前記厚さが、5ナノメートル(nm)から15nmの範囲である、請求項4に記載の装置。
【請求項6】
前記ゲートコンタクトの前記スペーサの前記第1の部分の高さが、前記ゲートコンタクトの前記スペーサの前記第2の部分の高さよりも低い、請求項1に記載の装置。
【請求項7】
前記ゲートコンタクトの前記スペーサの前記第1の部分の前記高さが、10nmから20nmの範囲である、請求項6に記載の装置。
【請求項8】
前記トランジスタセルが、
ソースコンタクトを有するソース領域と、
ドレインコンタクトを有するドレイン領域であり、前記ソースコンタクトおよび前記ドレインコンタクトが、前記ゲートコンタクトに隣接し、前記ゲートコンタクトの両側にある、ドレイン領域と、
前記基板上、前記ゲートコンタクトの前記スペーサと前記ソースコンタクトとの間、および前記ゲートコンタクトの前記スペーサと前記ドレインコンタクトとの間に配置された絶縁層と
をさらに備える、請求項1に記載の装置。
【請求項9】
前記絶縁層が、二酸化ケイ素(SiO
2)を含み、前記ゲートコンタクト、前記ソースコンタクト、および前記ドレインコンタクトが、コバルト(Co)またはタングステン(W)の少なくとも一方を含む、請求項8に記載の装置。
【請求項10】
前記ゲートコンタクトの前記スペーサが、前記ゲートの両側に配置された第1の側壁と第2の側壁とを備え、各側壁が、前記第1の材料から形成された第1の部分と、前記第2の材料から形成された第2の部分とを有する、請求項1に記載の装置。
【請求項11】
前記トランジスタセルが、
第2のゲートコンタクトを有する第2のゲートと、
前記第2のゲートの両側に配置された第1の側壁と第2の側壁とを備える前記第2のゲートコンタクトの第2のスペーサであり、前記第2のスペーサの各側壁が、前記第1の材料から形成された第1の部分と、前記第2の材料から形成された第2の部分とを有する、第2のスペーサと、
第3のゲートコンタクトを有する第3のゲートであり、前記第2のゲートおよび前記第3のゲートが、前記ゲートの両側にある、第3のゲートと、
前記第3のゲートの両側に配置された第1の側壁と第2の側壁とを備える前記第3のゲートコンタクトの第3のスペーサであり、前記第3のスペーサの各側壁が、前記第1の材料から形成された第1の部分と、前記第2の材料から形成された第2の部分とを有する、第3のスペーサと
をさらに備える、請求項1に記載の装置。
【請求項12】
前記トランジスタセルが、
第2のゲートコンタクトを有する第2のゲートと、
前記第2のゲートの両側に配置された第1の側壁と第2の側壁とを備える前記第2のゲートコンタクトの第2のスペーサであり、前記第1の側壁が、前記ゲートに面し、前記第1の材料から形成された第1の部分と、前記第2の材料から形成された第2の部分とを有し、前記第2の側壁が、前記第2の材料から形成される、第2のスペーサと、
第3のゲートコンタクトを有する第3のゲートであり、前記第2のゲートおよび前記第3のゲートが、前記ゲートの両側にある、第3のゲートと、
前記第3のゲートの両側に配置された第1の側壁と第2の側壁とを備える前記第3のゲートコンタクトの第3のスペーサであり、前記第1の側壁が、前記ゲートに面し、前記第1の材料から形成された第1の部分と、前記第2の材料から形成された第2の部分とを有し、前記第2の側壁が、前記第2の材料から形成される、第3のスペーサと
をさらに備える、請求項1に記載の装置。
【請求項13】
前記装置が、音楽プレーヤ、ビデオプレーヤ、エンターテインメントユニット、ナビゲーションデバイス、通信デバイス、モバイルデバイス、携帯電話、スマートフォン、携帯情報端末、定置端末、タブレットコンピュータ、コンピュータ、ウェアラブルデバイス、ラップトップコンピュータ、サーバ、および自動車車両の中のデバイスからなるグループの中から選択される、請求項1に記載の装置。
【請求項14】
トランジスタセルを製造するための方法であって、
基板上にゲートを形成するステップと、
前記トランジスタセルの活性領域にゲートコンタクトを形成するステップと、
第1の材料から前記ゲートコンタクトのスペーサの第1の部分を形成するステップと、
第2の材料から前記ゲートコンタクトの前記スペーサの第2の部分を形成するステップと
を含む、方法。
【請求項15】
前記第1の材料が、酸化アルミニウム(AlOx)、窒化アルミニウム(AlN)、酸化チタン(TiOx)、窒化チタン(TiN)、または炭化ケイ素(SiC)のうちの少なくとも1つを含む、請求項14に記載の方法。
【請求項16】
前記第2の材料が、シリコンオキシカーバイド(SiOC)またはシリコンホウ素炭化窒化物(SiBCN)を含む、請求項14に記載の方法。
【請求項17】
前記第1の材料の厚さが、前記第2の材料の厚さと実質的に等しい、請求項14に記載の方法。
【請求項18】
前記第1の材料の前記厚さが、5ナノメートル(nm)から15nmの範囲である、請求項17に記載の方法。
【請求項19】
前記ゲートコンタクトの前記スペーサの前記第1の部分の高さが、前記ゲートコンタクトの前記スペーサの前記第2の部分の高さよりも低い、請求項14に記載の方法。
【請求項20】
前記ゲートコンタクトの前記スペーサの前記第1の部分の前記高さが、10nmから20nmの範囲である、請求項19に記載の方法。
【請求項21】
ソースコンタクトを有するソース領域を形成するステップと、
ドレインコンタクトを有するドレイン領域を形成するステップであり、前記ソースコンタクトおよび前記ドレインコンタクトが、前記ゲートコンタクトに隣接し、前記ゲートコンタクトの両側にある、形成するステップと、
絶縁層を、前記基板上、前記ゲートコンタクトの前記スペーサと前記ソースコンタクトとの間、および前記ゲートコンタクトの前記スペーサと前記ドレインコンタクトとの間に堆積するステップと
をさらに含む、請求項14に記載の方法。
【請求項22】
前記絶縁層が、二酸化ケイ素(SiO
2)を含み、前記ゲートコンタクト、前記ソースコンタクト、および前記ドレインコンタクトが、コバルト(Co)またはタングステン(W)の少なくとも一方を含む、請求項21に記載の方法。
【請求項23】
前記ゲートコンタクトの前記スペーサが、前記ゲートの両側に配置された第1の側壁と第2の側壁とを備え、各側壁が、前記第1の材料から形成された第1の部分と、前記第2の材料から形成された第2の部分とを有する、請求項14に記載の方法。
【請求項24】
第2のゲートコンタクトを有する第2のゲートを形成するステップと、
前記第2のゲートの両側に配置された第1の側壁と第2の側壁とを備える前記第2のゲートコンタクトの第2のスペーサを形成するステップであり、前記第2のスペーサの各側壁が、前記第1の材料から形成された第1の部分と、前記第2の材料から形成された第2の部分とを有する、形成するステップと、
第3のゲートコンタクトを有する第3のゲートを形成するステップであり、前記第2のゲートおよび前記第3のゲートが、前記ゲートの両側にある、形成するステップと、
前記第3のゲートの両側に配置された第1の側壁と第2の側壁とを備える前記第3のゲートコンタクトの第3のスペーサを形成するステップであり、前記第3のスペーサの各側壁が、前記第1の材料から形成された第1の部分と、前記第2の材料から形成された第2の部分とを有する、形成するステップと
をさらに含む、請求項14に記載の方法。
【請求項25】
第2のゲートコンタクトを有する第2のゲートを形成するステップと、
前記第2のゲートの両側に配置された第1の側壁と第2の側壁とを備える前記第2のゲートコンタクトの第2のスペーサを形成するステップであり、前記第1の側壁が、前記ゲートに面し、前記第1の材料から形成された第1の部分と、前記第2の材料から形成された第2の部分とを有し、前記第2の側壁が、前記第2の材料から形成される、形成するステップと、
第3のゲートコンタクトを有する第3のゲートを形成するステップであり、前記第2のゲートおよび前記第3のゲートが、前記ゲートの両側にある、形成するステップと、
前記第3のゲートの両側に配置された第1の側壁と第2の側壁とを備える前記第3のゲートコンタクトの第3のスペーサを形成するステップであり、前記第1の側壁が、前記ゲートに面し、前記第1の材料から形成された第1の部分と、前記第2の材料から形成された第2の部分とを有し、前記第2の側壁が、前記第2の材料から形成される、形成するステップと
をさらに含む、請求項14に記載の方法。
【請求項26】
前記トランジスタセルが、音楽プレーヤ、ビデオプレーヤ、エンターテインメントユニット、ナビゲーションデバイス、通信デバイス、モバイルデバイス、携帯電話、スマートフォン、携帯情報端末、定置端末、タブレットコンピュータ、コンピュータ、ウェアラブルデバイス、ラップトップコンピュータ、サーバ、および自動車車両の中のデバイスからなるグループの中から選択される装置に含まれる、請求項14に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示の態様は、一般に、集積回路(IC)パッケージに関し、より詳細には、限定はしないが、自己整合ゲートコンタクト(SAGC)を備えるトランジスタセルを含む、デバイスコンタクトの改善された製造に関する。
【背景技術】
【0002】
半導体またはシリコン基板上のデバイス(たとえば、トランジスタ、コンデンサ、抵抗器など)の動作は、これらのデバイスおよびその動作領域または活性領域との電気接点および経路によって支えられている。金属酸化膜半導体(MOS)トランジスタデバイスは、集積回路の製造に広く使用されている。MOSトランジスタは、ソースおよびドレイン領域、拡散領域、ゲート電極、ゲート誘電体層などの様々な構成要素を備える。
【0003】
集積回路技術が縮小するにつれて、これらのデバイスの製作中に起こり得る問題は、たとえば、コンタクトからゲートへの短絡など、様々な短絡経路の意図しない形成である(短絡され得る寸法公差がより小さく、より厳しくなるため)。これらの問題に対処するために使用されるいくつかの典型的な解決策は、低減された登録パラメータを選択的に選択すること、またはデバイスの寸法および形状を変更してこれらの短絡経路を緩和することである。ピッチ寸法およびサイズが小さくなるにつれて、これらの寸法をさらに離すように調整する(それによって、縮小された寸法にわたって短絡しにくくなる)ことは、これらの問題を軽減または排除するための設計技法としてますます非実用的になる。
【0004】
具体例として、金属酸化膜半導体(MOS)トランジスタデバイスを製造するとき、ゲートコンタクトがソース/ドレイン領域などのエリア内の他の活性領域と電気的に短絡(ショート)しないことを確実にすることが重要な設計目標である。これにより、電気的な誤動作、性能の低下/異常、デバイスの永続的な物理的損傷が発生する可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
したがって、本明細書で提供されるデバイスおよび方法を含む、従来の手法の欠陥および欠点を克服するデバイスおよび方法が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【0006】
以下は、本明細書で開示される装置および方法に関連する1つまたは複数の態様および/または例に関する簡略化された概要を提示する。したがって、以下の概要は、すべての企図される態様および/または例に関する広範な概説と見なされるべきではなく、また、以下の概要は、すべての企図される態様および/もしくは例に関する主要もしくは重要な要素を特定するか、または任意の特定の態様および/もしくは例に関連する範囲を定めると見なされるべきでもない。したがって、以下の概要は、以下に提示される発明を実施するための形態に先立って、本明細書で開示される装置および方法に関する1つもしくは複数の態様および/または例に関する特定の概念を簡略化された形で提示することが唯一の目的である。
【0007】
本明細書で開示される様々な態様によれば、少なくとも1つの態様は、トランジスタセルを含む装置を含む。トランジスタセルは、基板と、活性領域と、活性領域内にゲートコンタクトを有するゲートと、第1の材料から形成されたゲートコンタクトのスペーサの第1の部分と、第2の材料から形成されたゲートコンタクトのスペーサの第2の部分とを含み得る。
【0008】
本明細書で開示される様々な態様によれば、少なくとも1つの態様は、トランジスタセルを製作するための方法を含み、方法は、基板上にゲートを形成するステップと、トランジスタセルの活性領域にゲートコンタクトを形成するステップと、第1の材料からゲートコンタクトのスペーサの第1の部分を形成するステップと、第2の材料からゲートコンタクトのスペーサの第2の部分を形成するステップとを含み得る。
【0009】
本明細書で開示される装置および方法に関連する他の特徴および利点は、添付の図面および発明を実施するための形態に基づいて、当業者に明らかになるであろう。
【0010】
以下の発明を実施するための形態を参照しながら、本開示を限定するためではなく単に例示するために提示される添付の図面とともに検討すれば、本開示の態様およびその付随する利点の多くがよりよく理解されるようになるので、それらに関するより完全な諒解が容易に得られるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【
図1】本開示の少なくとも1つの態様によるトランジスタセルを示す図である。
【
図2】本開示の少なくとも1つの態様によるトランジスタセルを示す部分断面図である。
【
図3】本開示の少なくとも1つの態様によるトランジスタセルを示す部分断面図である。
【
図4A】本開示の少なくとも1つの態様による、
図2のトランジスタセルを形成するための製作プロセスの一部を示す図である。
【
図4B】本開示の少なくとも1つの態様による、
図2のトランジスタセルを形成するための製作プロセスの一部を示す図である。
【
図4C】本開示の少なくとも1つの態様による、
図2のトランジスタセルを形成するための製作プロセスの一部を示す図である。
【
図4D】本開示の少なくとも1つの態様による、
図2のトランジスタセルを形成するための製作プロセスの一部を示す図である。
【
図4E】本開示の少なくとも1つの態様による、
図2のトランジスタセルを形成するための製作プロセスの一部を示す図である。
【
図4F】本開示の少なくとも1つの態様による、
図2のトランジスタセルを形成するための製作プロセスの一部を示す図である。
【
図4G】本開示の少なくとも1つの態様による、
図2のトランジスタセルを形成するための製作プロセスの一部を示す図である。
【
図4H】本開示の少なくとも1つの態様による、
図2のトランジスタセルを形成するための製作プロセスの一部を示す図である。
【
図5A】本開示の少なくとも1つの態様による、
図3のトランジスタセルを形成するための製作プロセスの一部を示す図である。
【
図5B】本開示の少なくとも1つの態様による、
図3のトランジスタセルを形成するための製作プロセスの一部を示す図である。
【
図5C】本開示の少なくとも1つの態様による、
図3のトランジスタセルを形成するための製作プロセスの一部を示す図である。
【
図5D】本開示の少なくとも1つの態様による、
図3のトランジスタセルを形成するための製作プロセスの一部を示す図である。
【
図5E】本開示の少なくとも1つの態様による、
図3のトランジスタセルを形成するための製作プロセスの一部を示す図である。
【
図5F】本開示の少なくとも1つの態様による、
図3のトランジスタセルを形成するための製作プロセスの一部を示す図である。
【
図5G】本開示の少なくとも1つの態様による、
図3のトランジスタセルを形成するための製作プロセスの一部を示す図である。
【
図5H】本開示の少なくとも1つの態様による、
図3のトランジスタセルを形成するための製作プロセスの一部を示す図である。
【
図6】本開示の少なくとも1つの態様によるトランジスタセルのための方法を示すフローチャートである。
【
図7】本開示のいくつかの例によるモバイルデバイスを示す図である。
【
図8】前述の態様による、トランジスタセルを含む様々な電子デバイスの図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
慣例に従って、図面に示される特徴は、一定の縮尺で描かれていないことがある。したがって、図示された特徴の寸法は、明快にするために、任意に拡大または縮小されていることがある。慣例に従って、図面のうちのいくつかは、明快にするために簡略化されている。したがって、図面は、特定の装置または方法のすべての構成要素を示すとは限らない。さらに、同様の参照番号は、本明細書および図を通して同様の特徴を示す。
【0013】
特定の態様を対象とする以下の説明および関係する図面において、本開示の態様を例示する。本開示における教示の範囲を逸脱することなく、代替の態様が考案され得る。加えて、本開示の例示的な態様のよく知られている要素は、本開示における教示の関連する詳細を不明瞭にしないように、詳細には説明されないことがあり、または省略されることがある。
【0014】
いくつかの説明する例示的な実装形態において、様々な構成要素構造および動作の一部が、知られている従来の技法から得られ、1つまたは複数の例示的な態様に従って構成される例が識別される。そのような例では、知られている従来の構成要素構造および/または動作の一部の内的詳細を省略して、本明細書で開示する例示的な態様に例示する概念の潜在的な曖昧さを避けるのを助けることがある。
【0015】
本明細書で使用する用語は、特定の態様について説明するためのものにすぎず、限定を意図するものではない。本明細書で使用する単数形「a」、「an」および「the」は、文脈が別段に明確に示さない限り、複数形も含むものとする。「備える(comprises)」、「備える(comprising)」、「含む(includes)」および/または「含む(including)」という用語は、本明細書で使用されるとき、述べられた特徴、整数、ステップ、動作、要素、および/または構成要素の存在を明示するが、1つまたは複数の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成要素、および/またはそれらのグループの存在または追加を排除しないことをさらに理解されたい。
【0016】
図1は、本開示の少なくとも1つの態様によるトランジスタセル100の部分上面図である。一般に、トランジスタセルは、基板と、活性領域と、活性領域内にコンタクトを有するゲートとを含む。加えて、ゲートコンタクトのスペーサの第1の部分は、第1の材料から形成され、ゲートコンタクトのスペーサの第2の部分は、第2の材料から形成される。これについては、以下でより詳細に説明する。当業者であれば、多くの異なる材料および材料の組合せが実施され得ることを諒解されよう。一態様では、高選択性材料および低誘電率特性を有する材料が使用され得る。加えて、当業者であれば、使用されるスペーサの数もまた、最終的な用途および求められる設計目標に応じて、数が異なり得ることを諒解されよう。
【0017】
図1に示されるように、トランジスタセルの拡散領域102は、ポリシリコンまたは他の適切な材料で形成され得るゲート104を含む。ゲートは、拡散領域102内にゲートコンタクト107を含む。ゲート104およびゲートコンタクト107に隣接して、ソース/ドレインコンタクト105および106がある。ソースまたはドレインの105または106の構成は、材料の特定の設計およびドーピングに基づくことが諒解されよう。ソース/ドレインコンタクト105を結合するために、接続点103が提供され得る。
【0018】
図2は、本開示の少なくとも1つの態様によるトランジスタセル200の部分断面図である。断面図は、
図1に示されるような、X-Xにおける部分についてのものである。トランジスタセル200は、シリコン(Si)、ホウ素もしくはリンでドープされたシリコン、または任意の他の適切な材料から形成され得る基板201を含む。ゲート210は、この図には特に示されていないトランジスタセル200の活性領域(たとえば、
図1のX-Xにおける拡散領域102)に形成されるゲートコンタクト212を含む。ゲートコンタクト212のスペーサ220の第1の部分221は、高選択性材料(HSM)から形成することができる。一態様では、HSMは、たとえば窒化ケイ素(SiN)などの材料に対して高選択性である。
【0019】
いくつかの態様では、HSMは、酸化アルミニウム(AlOx)、窒化アルミニウム(AlN)、酸化チタン(TiOx)、(窒化チタン)TiN、および炭化ケイ素(SiC)、またはこれらの材料の任意の組合せもしくは混合物であり得る。開示される様々な態様は、これらの材料に限定されず、他の高選択性材料も使用され得ることが諒解されよう。本明細書で使用するとき、材料は、ベースコンタクト(CB)エッチングに抵抗し、境界ガイドを形成するという点で高選択性である。ベースコンタクトエッチングのこの制約は、高選択性材料によって形成されるチャネルによってアライメントが提供されるので、自己整合ゲートコンタクトも可能にすることが諒解されよう。開示される様々な態様はまた、絶縁障壁を提供し、ベースコンタクトエッチングプロセスおよびベースコンタクト内の金属の堆積を制約することによって、ゲートコンタクトからソース/ベースコンタクトへの短絡の発生、またはゲートコンタクトへの他の短絡経路の危険性を大幅に低減する。
【0020】
ゲート210およびゲートコンタクト212のスペーサ220の第2の部分222は、低誘電率材料から形成することができる。いくつかの態様では、低誘電率材料は、化学気相成長法(CVD)または原子層堆積法(ALD)によって堆積されたシリコンオキシカーバイド(SiOC)またはシリコンホウ素炭化窒化物(SiBCN)であり得る。トランジスタセル200はまた、ソースコンタクト216を有するソース領域206と、ドレインコンタクト218を有するドレイン領域208とを含む。ソースコンタクト216およびドレインコンタクト218は、ゲートコンタクト212に隣接し、ゲートコンタクトの両側にある。上記のように、ソースまたはドレインの構成は、材料の特定の設計およびドーピングに基づくことが諒解されよう。したがって、ソース領域206およびドレイン領域208の参照は、説明の便宜のために提供されるにすぎず、ソースおよびドレイン領域は、エピタキシャル成長プロセス(epi)によって形成され得、様々な設計構成に基づいて、ソースまたはドレインのいずれかとして構成され得ることが諒解されよう。したがって、開示する様々な態様は、提供する具体的な図に限定されない。絶縁層202は、スペーサ220とソースコンタクト216との間、およびスペーサ220とドレインコンタクト218との間を含む基板201上に配置される。いくつかの態様では、絶縁層は二酸化ケイ素(SiO2)であってもよい。いくつかの態様では、ゲートコンタクト、ソースコンタクト、およびドレインコンタクトは、コバルト(Co)またはタングステン(W)であり得る。追加のゲート230およびゲート240は、ゲート210の両側にある。ゲートの構造は類似しているが、ゲート230および240は、この断面部分にゲートコンタクトを有していない。代わりに、ゲート230は、ゲート230の上に配置されたキャップ232を有する。同様に、ゲート240は、ゲート240の上に配置されたキャップ242を有する。いくつかの態様では、ゲートキャップ232および242はSiNであり得る。さらに、各ゲートのスペーサは、第1の部分HSMと、低誘電率材料から形成される第2の部分とを有する同様の構造を有することが諒解されよう。代替の構成は以下で説明される。
【0021】
図3は、本開示の少なくとも1つの態様によるトランジスタセル300の部分断面図である。断面図は、
図1に示されるような、X-Xにおける部分についてのものである。トランジスタセル300は、スペーサ335および345が、ゲートコンタクト312に面するスペーサ335および345の側壁のそれぞれの部分にのみ適用される高選択性材料(HSM)を含むことを除いて、前述の態様と同様である。トランジスタセル300は、シリコン(Si)、ホウ素もしくはリンでドープされたシリコン、または任意の他の適切な材料から形成され得る基板301を含む。ゲート310は、この図には特に示されていないトランジスタセル300の活性領域(たとえば、
図1のX-Xにおける拡散領域102)に形成されるゲートコンタクト312を含む。ゲートコンタクト312のスペーサ320の第1の部分321は、高選択性材料(HSM)から形成することができる。いくつかの態様では、HSMは、酸化アルミニウム(AlOx)、窒化アルミニウム(AlN)、酸化チタン(TiOx)、(窒化チタン)TiN、および炭化ケイ素(SiC)、またはこれらの材料の任意の組合せもしくは混合物であり得る。開示される様々な態様は、これらの材料に限定されず、他の高選択性材料も使用され得ることが諒解されよう。本明細書で使用するとき、材料は、ベースコンタクト(CB)エッチングに抵抗し、境界ガイドを形成するという点で高選択性である。ベースコンタクトエッチングのこの制約は、自己整合ゲートコンタクトも可能にすることが諒解されよう。開示される様々な態様は、本明細書で論じられるように、ゲートコンタクトからソース/ベースコンタクトへの短絡の発生、またはゲートコンタクトへの他の短絡経路の危険性を大幅に低減する。
【0022】
ゲート310およびゲートコンタクト312のスペーサ320の第2の部分322は、低誘電率材料から形成することができる。いくつかの態様では、低誘電率材料は、シリコンオキシカーバイド(SiOC)であり得る。トランジスタセル300はまた、ソースコンタクト316を有するソース領域306と、ドレインコンタクト318を有するドレイン領域308とを含む。ソースコンタクト316およびドレインコンタクト318は、ゲートコンタクト312に隣接し、ゲートコンタクトの両側にある。上記のように、ソースまたはドレインの構成は、材料の特定の設計およびドーピングに基づくことが諒解されよう。したがって、ソース領域306およびドレイン領域308の参照は、単に説明の便宜上のものであることが諒解されよう。ソースおよびドレイン領域は、エピタキシャル成長プロセス(epi)によって形成され得、様々な設計構成に基づいて、ソースまたはドレインのいずれかとして構成され得る。したがって、開示する様々な態様は、提供する具体的な図に限定されない。絶縁層302は、スペーサ320とソースコンタクト316との間、およびスペーサ320とドレインコンタクト318との間を含む基板301上に配置される。いくつかの態様では、絶縁層は二酸化ケイ素(SiO2)であってもよい。いくつかの態様では、ゲートコンタクト、ソースコンタクト、およびドレインコンタクトは、コバルト(Co)またはタングステン(W)であり得る。追加のゲート330およびゲート340は、ゲート310の両側にある。ゲートの構造は類似しているが、ゲート330および340は、この断面部分にゲートコンタクトを有していない。代わりに、ゲート330は、ゲート330の上に配置されたキャップ332を有する。同様に、ゲート340は、ゲート340の上に配置されたキャップ342を有する。いくつかの態様では、ゲートキャップ332および342はSiNであり得る。
【0023】
図4A~
図4Hは、本開示の少なくとも1つの態様による、トランジスタセルを製造するためのプロセスの様々な部分を示す。以下のプロセスは、
図2のものと同様のトランジスタセル400を生成することが諒解されよう。既知の様々な従来の処理および各処理段階の詳細は、簡潔さのために、および本明細書に開示される様々な態様に焦点を当てるために提供されない。
【0024】
図4Aは、リプレースメントメタルゲート(RMG)プロセスを含むトランジスタセル400の形成を示す。プロセス図は、絶縁層402(たとえば、SiO
2)、基板401、ならびにエピタキシャル成長プロセスによって形成され得るソース/ドレイン領域406、およびエピタキシャル成長プロセスによって形成され得るソース/ドレイン領域408を有するトランジスタセル400から始まる。上述のように、ソース/ドレイン領域406または408がソースまたはドレインとして構成されるかどうかは、設計上の考慮事項によって決定される。したがって、以下の説明では、「ソース/ドレイン」という用語は、いずれかが形成され得ることを示すために使用される。ゲート410は、スペーサ420の間に配置されたゲートポリ411を含み、この段階では、単に低誘電率材料である。ゲート410は、高誘電率材料(たとえば、酸化ハフニウム(HfO
2)、二酸化ジルコニウム(ZrO
2)および金属(たとえば、TiN、Ti、W))の連続堆積によって形成される。
【0025】
残りの
図4B~4Hでは、簡潔にするために、およびプロセスのその部分に関して言及される新しい態様に焦点を当てるために、すべての要素にラベルまたはアドレスが付されるとは限らない場合がある。
【0026】
図4Bでは、トランジスタセル400を製作するためのプロセスは、ゲートリセス413を形成するゲートリセスプロセスに続く。いくつかの態様では、エッチングプロセスを使用して、上部のゲートポリ411(および隣接するゲートポリ)を約10nm~20nmの深さまで部分的に除去することができる。
【0027】
図4Cでは、トランジスタセル400を製作するためのプロセスは、スペーサ420の一部分を除去するために、具体的にはスペーサ420の低誘電率材料の一部分をエッチング除去するために使用される等方性エッチングプロセスに続く。図示されるように、エッチングにより、スペーサ420の低誘電率材料を、ゲートポリ411とほぼ同じレベルまで凹ませ、いくつかの態様では、約10nm~20nmの深さまで凹ませる。
【0028】
図4Dでは、トランジスタセル400を製作するためのプロセスは、高選択性材料414の堆積に続く。上記のように、いくつかの態様では、高選択性材料414は、AlOx、AlN、TiOx、TiN、SiC、またはこれらの材料の組合せであり得る。高選択性材料414は、低誘電率スペーサ材料にほぼ等しい厚さ(たとえば、5nm~15nm)と、ゲートキャップ高さの約半分の高さ(たとえば、10nm~20nm)とを有する。ゲートキャップは、この処理の段階では図示されていない。いくつかの態様では、高選択性材料414を堆積するために、コンフォーマル原子層堆積法(ALD)が使用され得る。しかしながら、他の堆積技法が使用されてもよく、開示される様々な態様は特定の堆積プロセスに限定されないことが諒解されよう。
【0029】
図4Eでは、トランジスタセル400を製作するためのプロセスは、水平面428上の高選択性材料を除去するためのエッチングプロセスに続く。エッチングプロセスは、高選択性材料で形成された第1の部分421と、低誘電率材料で形成された第2の部分422とを有するスペーサ420を残すことが諒解されよう。エッチングは、異方性エッチングとして行うことができる。しかしながら、任意の適切なエッチング技法が使用され得ることが諒解されよう。
【0030】
図4Fでは、トランジスタセル400を製作するためのプロセスは、さらなるゲートリセスプロセスに続く。ゲートは、スペーサ420の第1の部分421の下に凹んでおり、凹部は、スペーサ420の第2の部分422内に延びる。いくつかの態様では、この追加の凹部は、キャップ高さの約半分の高さ(たとえば、10nm~20nm)であり得る。次いで、凹部は、SiNなどのキャップ材料で充填され、ゲート410のためのキャップ429、ゲート430のためのキャップ432、およびゲート440のためのキャップ442を形成する。ゲートキャップSiNは、化学気相成長法または原子層堆積法と、それに続く化学機械研磨(CMP)によって形成される。
【0031】
図4Gでは、トランジスタセル400を製作するためのプロセスは、ソース/ドレインコンタクト416およびソース/ドレインコンタクト418の形成に続く。絶縁層402は、ソース/ドレインコンタクト416およびソース/ドレインコンタクト418のための開口部を形成するようにパターニングされ、エッチングされる。開口部は、金属(たとえば、Co、Wなど)などの導電性材料で充填され、その後、CMPが行われ、次いで、凹部を形成し、凹部を絶縁材料(たとえば、SiO
2)で充填して、いくつかのエリアにソース/ドレインコンタクト416およびソース/ドレインコンタクト418が形成され得る。
【0032】
図4Hでは、トランジスタセル400を製作するためのプロセスは、ゲートコンタクト412の形成に続く。ゲート410内のゲートキャップは、ゲートコンタクト412のための凹部を提供するためにエッチングされる。凹部は、金属(たとえば、Co、Wなど)などの導電性材料で充填され、次いで、ゲートコンタクト412およびトランジスタセル400の上面を平坦化するために、CMPが実行される。このプロセスの後、トランジスタセル400は、トランジスタセル200と実質的に同様であることが諒解されよう。したがって、冗長性を回避するために、前述において以前に導入された様々な同様の要素の再ラベル付けおよび詳細化は提供されない。
【0033】
図5A~
図5Hは、本開示の少なくとも1つの態様による、トランジスタセルを製造するためのプロセスの様々な部分を示す。以下のプロセスは、
図3のものと同様のトランジスタセル500を生成することが諒解されよう。既知の様々な従来の処理および各処理段階の詳細は、簡潔さのために、および本明細書に開示される様々な態様に焦点を当てるために提供されない。
【0034】
図5Aは、リプレースメントメタルゲート(RMG)プロセスを含むトランジスタセル500の形成を示す。プロセス図は、絶縁層502(たとえば、二酸化ケイ素(SiO
2))、基板501、ならびにエピタキシャル成長プロセスによって形成され得るソース/ドレイン領域506、およびエピタキシャル成長プロセスによって形成され得るソース/ドレイン領域508から始まる。ソース/ドレインコンタクト516(CA)およびソース/ドレインコンタクト518(CA)は、パターニングされ、金属(たとえば、Co、Wなど)などの導電性材料で充填され、CMPプロセスが実行された。ゲート510は、スペーサ520の間に配置されたゲートポリ511を含み、この段階では、単に低誘電率材料である。ゲートキャップ529(たとえば、SiN)は、ゲートポリ511上に配置される。ゲート530およびゲート540は、ゲート510と同様に構成されている。
【0035】
残りの
図5B~5Hでは、簡潔にするために、およびプロセスのその部分に関して言及される新しい態様に焦点を当てるために、すべての要素にラベルまたはアドレスが付されるとは限らない場合があることを諒解されよう。
【0036】
図5Bでは、トランジスタセル500を製作するためのプロセスは、ソース/ドレインコンタクト516およびソース/ドレインコンタクト518の部分的凹部に続く。部分的凹部は、エッチングされる材料に応じて、ドライプラズマエッチングプロセスまたは他の適切なプロセスによって実行することができる。いくつかの態様では、部分的凹部は、10nm~20nmの深さを有してもよい。
【0037】
図5Cでは、トランジスタセル500を製作するためのプロセスは、スペーサ520の一部分、ゲート510、530および540の間の絶縁層502の一部分、ならびにゲート530のスペーサ535のゲート510に面する隣接する部分およびゲート540のスペーサ545のゲート510に面する隣接する部分を除去するために使用されるエッチングプロセスに続く。エッチングは、等方性プラズマエッチングプロセスによって実行されてもよい。図示されるように、エッチングにより、スペーサ520、スペーサ535、およびスペーサ545の低誘電率材料を凹ませて、ゲートキャップ529、532、および542の部分を露出させる。エッチングにより、エッチング部分を約10nm~20nmの深さに凹ませることができる。
【0038】
図5Dでは、トランジスタセル500を製作するためのプロセスは、高選択性材料514の堆積に続く。上記のように、いくつかの態様では、高選択性材料514は、AlOx、AlN、TiOx、TiN、SiC、またはこれらの材料の組合せであり得る。高選択性材料514は、低誘電率スペーサ材料にほぼ等しい厚さ(たとえば、5nm~15nm)と、ゲートキャップ529高さの約半分の高さ(たとえば、10nm~20nm)とを有する。いくつかの態様では、高選択性材料514を堆積するために、コンフォーマル原子層堆積法(ALD)が使用され得る。しかしながら、他の堆積技法が使用され得ることが諒解されよう。
【0039】
図5Eでは、トランジスタセル500を製作するためのプロセスは、水平面528上の高選択性材料を除去するためのエッチングプロセスに続く。エッチングプロセスは、高選択性材料で形成された第1の部分521と、低誘電率材料で形成された第2の部分522とを有するスペーサ520を残すことが諒解されよう。エッチングは、異方性エッチングとして行うことができる。しかしながら、任意の適切なエッチング技法が使用され得ることが諒解されよう。加えて、スペーサ535は、スペーサ520に面する側壁に、高選択性材料で形成された第1の部分531と、低誘電率材料で形成された第2の部分536とを有し、スペーサ520の反対側の側壁537は高選択性材料で形成された部分を有さないことを諒解されよう。同様に、スペーサ545は、スペーサ520に面する側壁に、高選択性材料で形成された第1の部分541と、低誘電率材料で形成された第2の部分546とを有し、スペーサ520の反対側の側壁547は高選択性材料で形成された部分を有さない。
【0040】
図5Fでは、トランジスタセル500を製作するためのプロセスは、さらなるソース/ドレインコンタクト516およびソース/ドレインコンタクト518のリセスプロセスに続く。ソース/ドレインコンタクト516およびソース/ドレインコンタクト518は、目標レベル(たとえば、ゲートキャップの下)まで凹んでいる。一例では、この凹部の深さは、10~20nmの範囲とすることができる。ソース/ドレインコンタクト516およびソース/ドレインコンタクト518のさらなるリセスは、ドライプラズマエッチングプロセスまたは任意の他の適切なプロセスによって実行することができる。さらに、最終的な目標レベルは、異なる設計に対して異なるように決定されてもよく、本明細書に開示される様々な態様は、添付の図面に提供される図示の例に限定されない。
【0041】
図5Gでは、トランジスタセル500を製作するためのプロセスは、ソース/ドレインコンタクト516およびソース/ドレインコンタクト518が絶縁層502の一部を形成する絶縁材料(たとえば、SiO
2)によって覆われることに続く。絶縁層502は、SiO
2または他の同様の絶縁体/誘電体材料であってもよい。
【0042】
図5Hでは、トランジスタセル500を製作するためのプロセスは、ゲートコンタクト512の形成に続く。コンタクト領域内のゲート510のゲートキャップは、ゲートコンタクト512のための凹部を提供するためにエッチングされる。凹部は、金属(たとえば、Co、Wなど)などの導電性材料で充填され、次いで、ゲートコンタクト512およびトランジスタセル500の上面を平坦化するために、CMPが実行される。このプロセスの後、トランジスタセル500は、トランジスタセル300と実質的に同様であることが諒解されよう。したがって、冗長性を回避するために、前述において以前に導入された様々な同様の要素の再ラベル付けおよび詳細化は提供されない。
【0043】
上記のことから、本明細書で開示するトランジスタセルを含むデバイスを製作するための様々な方法があることを諒解されよう。様々なプロセスブロックは、全体的な機能として提供され、所与の製作プロセスにおいて使用され得る任意の特定の処理順序に必ずしも提供または限定されない。
【0044】
図6は、本開示の少なくとも1つの態様による、例示的なトランジスタセルを製造または製作するための方法600を示す。方法は、ブロック602で、基板上にゲートを形成するステップを含む。方法は、ブロック604で、トランジスタセルの活性領域にゲートコンタクトを形成するステップを含む。方法は、ブロック606で、第1の材料からゲートコンタクトのスペーサの第1の部分を形成するステップを含む。方法は、ブロック608で、第2の材料からゲートコンタクトのスペーサの第2の部分を形成するステップを含む。
【0045】
上記の開示から、当業者には、本明細書で開示する様々な態様を製作するための追加的なプロセスが明らかになり、上述のプロセスの文字通りの表現は添付の図面に提示されておらずまた図示されていないことが諒解されよう。
【0046】
図7は、本明細書で開示されるようなトランジスタセルを1つまたは複数の構成要素に含み得る、本開示のいくつかの例による例示的なモバイルデバイスを示す。次に
図7を参照すると、例示的な態様に従って構成されたモバイルデバイスのブロック図が描かれており、全体がモバイルデバイス700として示されている。いくつかの態様では、モバイルデバイス700は、ワイヤレス通信デバイスとして構成されてもよい。図示のように、モバイルデバイス700は、様々な態様で本明細書で説明する方法を実施するように構成され得るプロセッサ701を含む。プロセッサ701は、当技術分野でよく知られているように、命令パイプライン712と、バッファ処理ユニット(BPU)708、分岐命令キュー(BIQ)711と、スロットラ710とを備えるように示されている。これらのブロックの他のよく知られている詳細(たとえば、カウンタ、エントリ、信頼度フィールド、加重和、比較器など)は、図を明確にするためにプロセッサ701のこの図から省略されている。
【0047】
プロセッサ701は、リンクを介してメモリ732に通信可能に結合されてよく、このリンクは、ダイ間リンクまたはチップ間リンクであってもよい。モバイルデバイス700はまた、ディスプレイ728およびディスプレイコントローラ726を含み、ディスプレイコントローラ726はプロセッサ701およびディスプレイ728に結合されている。
【0048】
いくつかの態様では、
図7は、プロセッサ701に結合されたコーダ/デコーダ(コーデック)734(たとえば、オーディオおよび/またはボイスコーデック)、コーデック734に結合されたスピーカー736およびマイクロフォン738、ならびにワイヤレスアンテナ742およびプロセッサ701に結合された(モデムを含んでよい)ワイヤレスコントローラ740を含んでよい。
【0049】
上述のブロックのうちの1つまたは複数が存在する特定の態様では、プロセッサ701、ディスプレイコントローラ726、メモリ732、コーデック734、およびワイヤレスコントローラ740は、システムインパッケージデバイスまたはシステムオンチップデバイス722の中に含まれることが可能である。入力デバイス730(たとえば、物理または仮想キーボード)、電源744(たとえば、電池)、ディスプレイ728、スピーカー736、マイクロフォン738、およびワイヤレスアンテナ742は、システムオンチップデバイス722の外部にあってもよく、システムオンチップデバイスの構成要素に結合されてもよい。
【0050】
図7は、モバイルデバイスを示すが、プロセッサ701およびメモリ732がまた、セットトップボックス、音楽プレーヤ、ビデオプレーヤ、エンターテインメントユニット、ナビゲーションデバイス、携帯情報端末(PDA)、定置データユニット、コンピュータ、ラップトップ、タブレット、通信デバイス、携帯電話、サーバ、アクセスポイント、基地局、または他の類似のデバイスに統合されてもよいことに留意されたい。
【0051】
図8は、本開示のいくつかの例による、上記のトランジスタセルのいずれかと一体化され得る様々な電子デバイスを示す。たとえば、携帯電話デバイス802、ラップトップコンピュータデバイス804、および定置端末デバイス806が、本明細書で説明されるような様々なトランジスタセル(たとえば、100、200、300、および400)を含む半導体デバイス800を含み得る。半導体デバイス800は、たとえば、本明細書で説明される集積回路、ダイ、集積デバイス、集積デバイスパッケージ、集積回路デバイス、パッケージ、集積回路パッケージ、またはパッケージオンパッケージデバイスであり得る。
図8に示されるデバイス802、804、および806は例示的なものにすぎない。他の電子デバイスもまた、限定はしないが、モバイルデバイス、ハンドヘルドパーソナル通信システム(PCS)ユニット、携帯情報端末などのポータブルデータユニット、全地球測位システム(GPS)対応デバイス、ナビゲーションデバイス、セットトップボックス、音楽プレーヤ、ビデオプレーヤ、エンターテインメントユニット、メータ読取り機器などの定置データユニット、通信デバイス、スマートフォン、タブレットコンピュータ、コンピュータ、ウェアラブルデバイス、サーバ、ルータ、自動車車両(たとえば、自律走行車両)内に実装された電子デバイス、またはデータもしくはコンピュータ命令を記憶し、もしくは取り出す任意の他のデバイス、あるいはそれらの任意の組合せを含むデバイス(たとえば、電子デバイス)のグループを含む半導体デバイス800を特徴とする場合がある。
【0052】
上記で開示したデバイスおよび機能は、コンピュータ可読記憶媒体上に記憶されたコンピュータファイル(たとえば、レジスタ転送レベル(RTL)、ジオメトリックデータストリーム(GDS)ガーバなど)に設計および構成されてもよい。そのようなファイルの一部またはすべてが、そのようなファイルに基づいてデバイスを製作する製作業者に提供されてもよい。結果として得られる製品は、半導体ウエハを含み得、半導体ウエハは、次いで、半導体ダイに切断され、半導体パッケージ、集積デバイス、システムオンチップデバイスなどにパッケージングされ、次いで、本明細書で説明する様々なデバイスにおいて使用され得る。
【0053】
本明細書で開示する様々な態様は、当業者によって説明されおよび/または認識される構造、材料、および/またはデバイスの機能的均等物として説明できることが諒解されよう。たとえば、一態様では、装置は、上記で説明した様々な機能を実行するための手段を備えてもよい。前述の態様が例として提供されるにすぎず、請求される様々な態様が、例として引用される特定の参照および/または図に限定されないことが諒解されよう。
【0054】
図1~
図8に示される構成要素、プロセス、特徴、および/または機能のうちの1つもしくは複数は、単一の構成要素、プロセス、特徴、または機能として再配置され、かつ/または組み合わされてもよく、あるいはいくつかの構成要素、プロセス、または機能として組み込まれてもよい。本開示から逸脱することなく、追加の要素、構成要素、プロセス、および/または機能がさらに追加されてもよい。本開示内の
図1~
図8およびそれに対応する説明は、ダイおよび/またはICに限定されないことにも留意されたい。いくつかの実装形態では、
図1~
図8および対応する説明は、集積デバイスを製造、作製、提供、および/または生産するために使用されてもよい。いくつかの実装形態では、デバイスは、ダイ、集積デバイス、ダイパッケージ、集積回路(IC)、デバイスパッケージ、集積回路(IC)パッケージ、ウエハ、半導体デバイス、パッケージオンパッケージ(PoP)デバイスなどを含み得る。
【0055】
上記の発明を実施するための形態では、例において様々な特徴が一緒にグループ化されることがわかる。開示のこの方式は、例示的な条項が、各条項の中で明示的に述べられるよりも多くの特徴を有するという意図として、理解されるべきでない。むしろ、本開示の様々な態様は、開示される個々の例示的な条項のすべての特徴よりも少数の特徴を含むことがある。したがって、以下の条項は、説明に組み込まれるものと見なされるべきであり、各条項は、別個の例として単独で有効であり得る。各従属条項は、その条項の中で、他の条項のうちの1つとの特定の組合せに言及し得るが、その従属条項の態様は、その特定の組合せに限定されない。他の例示的な条項も、任意の他の従属条項もしくは独立条項の主題との従属条項の態様の組合せ、または他の従属条項および独立条項との任意の特徴の組合せを含み得ることが理解されるだろう。特定の組合せが意図されないこと(たとえば、絶縁体と導体の両方として要素を規定することなどの、矛盾する態様)が明示的に表現されないかまたは容易に推測され得ない限り、本明細書で開示される様々な態様は、これらの組合せを明確に含む。さらに、条項が独立条項に直接従属しない場合でも、条項の態様が任意の他の独立条項に含まれ得ることも意図される。
【0056】
以下の番号付きの条項において、実装形態の例が説明される。
【0057】
条項1。トランジスタセルを備える装置であって、トランジスタセルが、基板と、活性領域と、活性領域内にゲートコンタクトを有するゲートと、第1の材料から形成されたゲートコンタクトのスペーサの第1の部分と、第2の材料から形成されたゲートコンタクトのスペーサの第2の部分とを備える、装置。
【0058】
条項2。第1の材料が、酸化アルミニウム(AlOx)、窒化アルミニウム(AlN)、酸化チタン(TiOx)、窒化チタン(TiN)、または炭化ケイ素(SiC)のうちの少なくとも1つを含む、条項1に記載の装置。
【0059】
条項3。第2の材料が、シリコンオキシカーバイド(SiOC)またはシリコンホウ素炭化窒化物(SiBCN)を含む、条項1から2のいずれかに記載の装置。
【0060】
条項4。第1の材料の厚さが、第2の材料の厚さと実質的に等しい、条項1から3のいずれかに記載の装置。
【0061】
条項5。第1の材料の厚さが、5ナノメートル(nm)から15nmの範囲である、条項4に記載の装置。
【0062】
条項6。ゲートコンタクトのスペーサの第1の部分の高さが、ゲートコンタクトのスペーサの第2の部分の高さよりも低い、条項1から5のいずれかに記載の装置。
【0063】
条項7。ゲートコンタクトのスペーサの第1の部分の高さが、10nmから20nmの範囲である、条項6に記載の装置。
【0064】
条項8。トランジスタセルが、ソースコンタクトを有するソース領域と、ドレインコンタクトを有するドレイン領域であり、ソースコンタクトおよびドレインコンタクトが、ゲートコンタクトに隣接し、ゲートコンタクトの両側にある、ドレイン領域と、基板上、ゲートコンタクトのスペーサとソースコンタクトとの間、およびゲートコンタクトのスペーサとドレインコンタクトとの間に配置された絶縁層とをさらに備える、条項1から7のいずれかに記載の装置。
【0065】
条項9。絶縁層が、二酸化ケイ素(SiO2)を含み、ゲートコンタクト、ソースコンタクト、およびドレインコンタクトが、コバルト(Co)またはタングステン(W)の少なくとも一方を含む、条項8に記載の装置。
【0066】
条項10。ゲートコンタクトのスペーサが、ゲートの両側に配置された第1の側壁と第2の側壁とを備え、各側壁が、第1の材料から形成された第1の部分と、第2の材料から形成された第2の部分とを有する、条項1から9のいずれかに記載の装置。
【0067】
条項11。トランジスタセルが、第2のゲートコンタクトを有する第2のゲートと、第2のゲートの両側に配置された第1の側壁と第2の側壁とを備える第2のゲートコンタクトの第2のスペーサであり、第2のスペーサの各側壁が、第1の材料から形成された第1の部分と、第2の材料から形成された第2の部分とを有する、第2のスペーサと、第3のゲートコンタクトを有する第3のゲートであり、第2のゲートおよび第3のゲートが、ゲートの両側にある、第3のゲートと、第3のゲートの両側に配置された第1の側壁と第2の側壁とを備える第3のゲートコンタクトの第3のスペーサであり、第3のスペーサの各側壁が、第1の材料から形成された第1の部分と、第2の材料から形成された第2の部分とを有する、第3のスペーサとをさらに備える、条項1から10のいずれかに記載の装置。
【0068】
条項12。トランジスタセルが、第2のゲートコンタクトを有する第2のゲートと、第2のゲートの両側に配置された第1の側壁と第2の側壁とを備える第2のゲートコンタクトの第2のスペーサであり、第1の側壁が、ゲートに面し、第1の材料から形成された第1の部分と、第2の材料から形成された第2の部分とを有し、第2の側壁が、第2の材料から形成される、第2のスペーサと、第3のゲートコンタクトを有する第3のゲートであり、第2のゲートおよび第3のゲートが、ゲートの両側にある、第3のゲートと、第3のゲートの両側に配置された第1の側壁と第2の側壁とを備える第3のゲートコンタクトの第3のスペーサであり、第1の側壁が、ゲートに面し、第1の材料から形成された第1の部分と、第2の材料から形成された第2の部分とを有し、第2の側壁が、第2の材料から形成される、第3のスペーサとをさらに備える、条項1から10のいずれかに記載の装置。
【0069】
条項13。装置が、音楽プレーヤ、ビデオプレーヤ、エンターテインメントユニット、ナビゲーションデバイス、通信デバイス、モバイルデバイス、携帯電話、スマートフォン、携帯情報端末、定置端末、タブレットコンピュータ、コンピュータ、ウェアラブルデバイス、ラップトップコンピュータ、サーバ、および自動車車両の中のデバイスからなるグループの中から選択される、条項1から12のいずれかに記載の装置。
【0070】
条項14。トランジスタセルを製造するための方法であって、基板上にゲートコンタクトを形成するステップと、トランジスタセルの活性領域にゲートコンタクトを形成するステップと、第1の材料からゲートコンタクトのスペーサの第1の部分を形成するステップと、第2の材料からゲートコンタクトのスペーサの第2の部分を形成するステップとを含む方法。
【0071】
条項15。第1の材料が、酸化アルミニウム(AlOx)、窒化アルミニウム(AlN)、酸化チタン(TiOx)、窒化チタン(TiN)、または炭化ケイ素(SiC)のうちの少なくとも1つを含む、条項14に記載の方法。
【0072】
条項16。第2の材料が、シリコンオキシカーバイド(SiOC)またはシリコンホウ素炭化窒化物(SiBCN)を含む、条項14から15のいずれかに記載の方法。
【0073】
条項17。第1の材料の厚さが、第2の材料の厚さと実質的に等しい、条項14から16のいずれかに記載の方法。
【0074】
条項18。第1の材料の厚さが、5ナノメートル(nm)から15nmの範囲である、条項17に記載の方法。
【0075】
条項19。ゲートコンタクトのスペーサの第1の部分の高さが、ゲートコンタクトのスペーサの第2の部分の高さよりも低い、条項14から18のいずれかに記載の方法。
【0076】
条項20。ゲートコンタクトのスペーサの第1の部分の高さが、10nmから20nmの範囲である、条項19に記載の方法。
【0077】
条項21。ソースコンタクトを有するソース領域を形成するステップと、ドレインコンタクトを有するドレイン領域を形成するステップであり、ソースコンタクトおよびドレインコンタクトが、ゲートコンタクトに隣接し、ゲートコンタクトの両側にある、形成するステップと、絶縁層を、基板上、ゲートコンタクトのスペーサとソースコンタクトとの間、およびゲートコンタクトのスペーサとドレインコンタクトとの間に堆積するステップとをさらに含む、条項14から20のいずれかに記載の方法。
【0078】
条項22。絶縁層が、二酸化ケイ素(SiO2)を含み、ゲートコンタクト、ソースコンタクト、およびドレインコンタクトが、コバルト(Co)またはタングステン(W)の少なくとも一方を含む、条項21に記載の方法。
【0079】
条項23。ゲートコンタクトのスペーサが、ゲートの両側に配置された第1の側壁と第2の側壁とを備え、各側壁が、第1の材料から形成された第1の部分と、第2の材料から形成された第2の部分とを有する、条項14から22のいずれかに記載の方法。
【0080】
条項24。第2のゲートコンタクトを有する第2のゲートを形成するステップと、第2のゲートの両側に配置された第1の側壁と第2の側壁とを備える第2のゲートコンタクトの第2のスペーサを形成するステップであり、第2のスペーサの各側壁が、第1の材料から形成された第1の部分と、第2の材料から形成された第2の部分とを有する、形成するステップと、第3のゲートコンタクトを有する第3のゲートを形成するステップであり、第2のゲートおよび第3のゲートが、ゲートの両側にある、形成するステップと、第3のゲートの両側に配置された第1の側壁と第2の側壁とを備える第3のゲートコンタクトの第3のスペーサを形成するステップであり、第3のスペーサの各側壁が、第1の材料から形成された第1の部分と、第2の材料から形成された第2の部分とを有する、形成するステップとをさらに含む、条項14から23のいずれかに記載の方法。
【0081】
条項25。第2のゲートコンタクトを有する第2のゲートを形成するステップと、第2のゲートの両側に配置された第1の側壁と第2の側壁とを備える第2のゲートコンタクトの第2のスペーサを形成するステップであり、第1の側壁が、ゲートに面し、第1の材料から形成された第1の部分と、第2の材料から形成された第2の部分とを有し、第2の側壁が、第2の材料から形成される、形成するステップと、第3のゲートコンタクトを有する第3のゲートを形成するステップであり、第2のゲートおよび第3のゲートが、ゲートの両側にある、形成するステップと、第3のゲートの両側に配置された第1の側壁と第2の側壁とを備える第3のゲートコンタクトの第3のスペーサを形成するステップであり、第1の側壁が、ゲートに面し、第1の材料から形成された第1の部分と、第2の材料から形成された第2の部分とを有し、第2の側壁が、第2の材料から形成される、形成するステップとをさらに含む、条項14から23のいずれかに記載の方法。
【0082】
条項26。トランジスタセルが、音楽プレーヤ、ビデオプレーヤ、エンターテインメントユニット、ナビゲーションデバイス、通信デバイス、モバイルデバイス、携帯電話、スマートフォン、携帯情報端末、定置端末、タブレットコンピュータ、コンピュータ、ウェアラブルデバイス、ラップトップコンピュータ、サーバ、および自動車車両の中のデバイスからなるグループの中から選択される装置に含まれる、条項14から25のいずれかに記載の方法。
【0083】
上記の発明を実施するための形態では、例において様々な特徴が一緒にグループ化されることがわかる。開示のこの方式は、例示的な条項が、各条項の中で明示的に述べられるよりも多くの特徴を有するという意図として、理解されるべきでない。むしろ、本開示の様々な態様は、開示される個々の例示的な条項のすべての特徴よりも少数の特徴を含むことがある。したがって、以下の条項は、説明に組み込まれるものと見なされるべきであり、各条項は、別個の例として単独で有効であり得る。各従属条項は、その条項の中で、他の条項のうちの1つとの特定の組合せに言及し得るが、その従属条項の態様は、その特定の組合せに限定されない。他の例示的な条項も、任意の他の従属条項もしくは独立条項の主題との従属条項の態様の組合せ、または他の従属条項および独立条項との任意の特徴の組合せを含み得ることが理解されるだろう。特定の組合せが意図されないこと(たとえば、絶縁体と導体の両方として要素を規定することなどの、矛盾する態様)が明示的に表現されないかまたは容易に推測され得ない限り、本明細書で開示される様々な態様は、これらの組合せを明確に含む。さらに、条項が独立条項に直接従属しない場合でも、条項の態様が任意の他の独立条項に含まれ得ることも意図される。
【0084】
本明細書で開示する様々な態様は、当業者によって説明されおよび/または認識される構造、材料、および/またはデバイスの機能的均等物として説明できることが諒解されよう。本説明または特許請求の範囲で開示する方法、システムおよび装置は、この方法のそれぞれのアクションを実行するための手段を含むデバイスによって実行することが可能であることにさらに留意されたい。上述の態様が例として提供されるにすぎず、請求される様々な態様が、例として引用される特定の参照および/または図に限定されないことが諒解されよう。
【0085】
本明細書では、「ユーザ機器」(または「UE」)、「ユーザデバイス」、「ユーザ端末」、「クライアントデバイス」、「通信デバイス」、「ワイヤレスデバイス」、「ワイヤレス通信デバイス」、「ハンドヘルドデバイス」、「モバイルデバイス」、「モバイル端末」、「移動局」、「ハンドセット」、「アクセス端末」、「加入者デバイス」、「加入者端末」、「加入者局」、「端末」、およびそれらの変形形態の用語は、ワイヤレス通信および/またはナビゲーション信号を受信することができる任意の適切なモバイルデバイスまたは固定デバイスを互換的に指すことがある。これらの用語は、限定はされないが、音楽プレーヤ、ビデオプレーヤ、エンターテインメントユニット、ナビゲーションデバイス、通信デバイス、スマートフォン、携帯情報端末、定置端末、タブレットコンピュータ、コンピュータ、ウェアラブルデバイス、ラップトップコンピュータ、サーバ、自動車車両内の自動車デバイス、および/または通常、人によって携帯され、かつ/もしくは通信機能を有する(たとえば、ワイヤレス、セルラー、赤外線、短距離無線など)他のタイプのポータブル電子デバイスを含む。これらの用語はまた、衛星信号受信、支援データ受信、および/または位置関連処理がそのデバイスにおいて行われるか、または他のデバイスにおいて行われるかにかかわらず、短距離ワイヤレス接続、赤外線接続、有線接続、または他の接続などによってワイヤレス通信および/またはナビゲーション信号を受信することができる別のデバイスと通信するデバイスを含むものとする。さらに、これらの用語は、無線アクセスネットワーク(RAN)を介してコアネットワークと通信することができる、ワイヤレスおよび有線通信デバイスを含むすべてのデバイスを含むものとし、コアネットワークを通じて、UEは、インターネットなどの外部ネットワークおよび他のUEに接続することができる。当然、有線アクセスネットワーク、ワイヤレスローカルエリアネットワーク(WLAN)(たとえば、IEEE 802.11などに基づく)などを介した、コアネットワークおよび/またはインターネットに接続する他の機構もUEにとって可能である。UEは、限定はされないが、プリント回路(PC)カード、コンパクトフラッシュ(登録商標)デバイス、外部または内部モデム、ワイヤレスまたは有線電話、スマートフォン、タブレット、追跡デバイス、アセットタグなどを含む、いくつかのタイプのデバイスのいずれかによって具現化され得る。UEが信号をRANに送信することができる通信リンクは、アップリンクチャネル(たとえば、逆方向トラフィックチャネル、逆方向制御チャネル、アクセスチャネルなど)と呼ばれる。RANが信号をUEに送信することができる通信リンクは、ダウンリンクチャネルまたは順方向リンクチャネル(たとえば、ページングチャネル、制御チャネル、ブロードキャストチャネル、順方向トラフィックチャネルなど)と呼ばれる。本明細書で使用するトラフィックチャネル(TCH)という用語は、アップリンク/逆方向トラフィックチャネルまたはダウンリンク/順方向トラフィックチャネルを指すことができる。
【0086】
電子デバイス間のワイヤレス通信は、符号分割多元接続(CDMA)、W-CDMA、時分割多元接続(TDMA)、周波数分割多元接続(FDMA)、直交周波数分割多重(OFDM)、Global System for Mobile Communications (GSM)、3GPP(登録商標) Long Term Evolution (LTE)、Bluetooth(BT)、Bluetooth Low Energy (BLE)、IEEE 802.11(WiFi)、およびIEEE 802.15.4 (Zigbee/Thread)または、ワイヤレス通信ネットワークもしくはデータ通信ネットワーク内で使用され得る他のプロトコルなどの、様々な技術に基づき得る。Bluetooth Low Energy (Bluetooth LE、BLEおよびBluetooth Smartとしても知られる)は、同様の通信距離を維持しながら電力消費量およびコストをかなり低減することを目的とした、Bluetooth Special Interest Groupによって設計され販売されているワイヤレスパーソナルエリアネットワーク技術である。BLEは、Bluetooth Core Specification Version 4.0を採用することによって、2010年に主なBluetooth規格に統合され、Bluetooth 5において更新された(いずれもその全体が明示的に本明細書に組み込まれている)。
【0087】
「例示的」という語は、「例、事例、または例示として機能すること」を意味するように本明細書で使用される。「例示的」として本明細書で説明されるいずれの詳細も、他の例よりも有利であると解釈されるべきでない。同様に、「例」という用語は、すべての例が説明される特徴、利点または動作モードを含むことを意味しない。さらに、特定の特徴および/または構造は、1つまたは複数の他の特徴および/または構造と組み合わせられ得る。その上、本明細書において説明される装置の少なくとも一部分は、本明細書において説明される方法の少なくとも一部分を実行するように構成され得る。
【0088】
「接続される」、「結合される」という用語、またはそれらのいかなる変形形態も、要素間の直接的または間接的な任意の接続または結合を意味し、仲介要素を介して互いに「接続」または「結合」される2つの要素間の仲介要素の存在を含むことができることに留意されたい。
【0089】
本明細書における「第1の」、「第2の」などの呼称を使用する要素へのあらゆる言及は、これらの要素の数量および/または順序を限定するものではない。むしろ、これらの呼称は、2つ以上の要素、および/または要素の実例を区別する都合のよい方法として使用されている。また、別段に記載されていない限り、要素のセットは、1つまたは複数の要素を備えることができる。
【0090】
本出願において述べられ、または図示され、または示されるもののいずれも、構成要素、行為、特徴、利益、利点、または均等物が特許請求の範囲に記載されているかどうかにかかわらず、それらの構成要素、行為、特徴、利益、利点、または均等物を公に供することを意図していない。
【0091】
さらに、いくつかの例では、個々のアクションは、複数のサブアクションに再分割されるか、または複数のサブアクションを含むことができる。そのようなサブアクションは、個々のアクションの開示に含まれ、個々のアクションの開示の一部分となることが可能である。
【0092】
上記の開示は本開示の例を示すが、添付の特許請求の範囲によって定義される本開示の範囲から逸脱することなく、本明細書で様々な変形および変更を行うことができることに留意されたい。本明細書において説明される本開示の例による方法クレームの機能および/または行為は、どのような特定の順序で実行される必要もない。加えて、本明細書で開示された態様および例の関連する詳細を不明瞭にしないように、よく知られている要素は詳細には説明されず、または省略されることがある。さらに、本開示の要素は、単数形で説明または特許請求されることがあるが、単数形に限定することが明示的に述べられていない限り、複数形が企図される。
【符号の説明】
【0093】
100 トランジスタセル
102 拡散領域
103 接続点
104 ゲート
105 ソースコンタクト
106 ドレインコンタクト
107 ゲートコンタクト
200 トランジスタセル
201 基板
202 絶縁層
206 ソース領域
208 ドレイン領域
210 ゲート
212 ゲートコンタクト
216 ソースコンタクト
218 ドレインコンタクト
220 スペーサ
221 第1の部分
222 第2の部分
230 ゲート
232 キャップ
240 ゲート
242 キャップ
300 トランジスタセル
301 基板
302 絶縁層
306 ソース領域
308 ドレイン領域
310 ゲート
312 ゲートコンタクト
316 ソースコンタクト
318 ドレインコンタクト
320 スペーサ
321 第1の部分
322 第2の部分
330 ゲート
332 キャップ
335 スペーサ
340 ゲート
342 キャップ
345 スペーサ
400 トランジスタセル
401 基板
402 絶縁層
406 ソース/ドレイン領域
408 ソース/ドレイン領域
410 ゲート
411 ゲートポリ
412 ゲートコンタクト
413 ゲートリセス
414 高選択性材料
416 ソース/ドレインコンタクト
418 ソース/ドレインコンタクト
420 スペーサ
421 第1の部分
422 第2の部分
428 水平面
429 キャップ
430 ゲート
432 キャップ
440 ゲート
442 キャップ
500 トランジスタセル
501 基板
502 絶縁層
506 ソース/ドレイン領域
508 ソース/ドレイン領域
510 ゲート
511 ゲートポリ
512 ゲートコンタクト
514 高選択性材料
516 ソース/ドレインコンタクト
518 ソース/ドレインコンタクト
520 スペーサ
521 第1の部分
522 第2の部分
528 水平面
529 ゲートキャップ
530 ゲート
531 第1の部分
532 ゲートキャップ
535 スペーサ
536 第2の部分
537 側壁
535 スペーサ
540 ゲート
541 第1の部分
542 ゲートキャップ
545 スペーサ
546 第2の部分
547 側壁
600 方法
700 モバイルデバイス
701 プロセッサ
708 バッファ処理ユニット(BPU)
710 スロットラ
711 分岐命令キュー(BIQ)
712 命令パイプライン
722 システムオンチップデバイス
726 ディスプレイコントローラ
728 ディスプレイ
730 入力デバイス
732 メモリ
734 コーダ/デコーダ(コーデック)
736 スピーカー
738 マイクロフォン
740 ワイヤレスコントローラ
742 ワイヤレスアンテナ
744 電源
800 半導体デバイス
802 携帯電話デバイス
804 ラップトップコンピュータデバイス
806 定置端末デバイス
【国際調査報告】