[发明专利]半导体装置、其制造方法与使用其的感测方法

说明书

一种半导体装置、其制造方法与使用其的感测方法，半导体装置包含半导体鳍、隔离结构、栅极结构、源极/漏极结构、感测触点、感测垫结构及读取触点。半导体鳍包含通道区及位于通道区相对两侧的源极/漏极区。隔离结构横向围绕半导体鳍。栅极结构位于半导体鳍的通道区上方。源极/漏极结构分别位于半导体鳍的源极/漏极区上方。感测触点位于隔离结构正上方且与栅极结构相邻。感测垫结构连接至感测触点。读取触点位于隔离结构正上方且与栅极结构相邻。

技术领域

本揭露的一些实施方式涉及包含浮动栅极的半导体装置、半导体装置的制造方法与使用半导体装置的感测方法。

背景技术

半导体集成电路产业在过去几十年经历了快速增长。半导体材料及设计的技术进步已经产生了越来越小且越来越复杂的电路。这些材料及设计的进步已经成为可能，因为与处理及制造相关的技术亦经历了技术进步。在半导体发展期间，随着可以可靠创建的最小元件尺寸的减小，每单位面积的互连装置数量增加。

随着尺寸减小，保持图案化工艺的可靠性及图案化工艺产生的产率变得更加困难。在某些情况下，使用光学邻近修正及调整微影术参数(诸如工艺持续时间、波长、焦点及所用光的强度)可以减轻一些缺陷。然而，用于在半导体晶圆中图案化材料层的电流及系统并不完全令人满意。

发明内容

根据一些实施方式，一种半导体装置包含半导体鳍、隔离结构、栅极结构、源极/漏极结构、感测触点、感测垫结构及读取触点。半导体鳍包含通道区及位于通道区相对两侧的源极/漏极区。隔离结构横向围绕半导体鳍。栅极结构位于半导体鳍的通道区上方。源极/漏极结构分别位于半导体鳍的源极/漏极区上方。感测触点位于隔离结构正上方且与栅极结构相邻。感测垫结构连接至感测触点。读取触点位于隔离结构正上方且与栅极结构相邻。

根据一些实施方式，一种制造半导体装置的方法包含：在基板上方形成隔离结构以在基板中界定主动区。在主动区上方形成栅极结构。源极/漏极结构形成在主动区及栅极结构的相对两侧上。层间介电(interlayer dielectric，ILD)层沉积在基板上方且围绕栅极结构。在ILD层中形成第一开口、第二开口及第三开口，使得第一开口曝露出主动区，而第二及第三开口曝露出隔离结构。源极/漏极触点形成于第一开口中，读取触点形成于第二开口中，且感测触点形成于第三开口中。在栅极结构及感测触点上方形成互连结构。互连结构包含连接至感测触点的感测垫。

根据一些实施方式，一种半导体装置的感测方法包含：初始化半导体侦测器的栅极结构的电位。半导体侦测器包含栅极结构、隔离结构、读取触点、感测触点及感测垫。栅极结构位于半导体鳍上方。隔离结构围绕半导体鳍。读取触点位于隔离结构上且与栅极结构相邻。感测触点位于隔离结构上且与栅极结构相邻。感测垫位于感测触点上且连接至感测触点。对半导体侦测器进行曝光前读取操作。在初始化半导体侦测器的栅极结构的电位后，将电子束光投射至半导体侦测器的感测垫。对半导体侦测器进行曝光后读取操作。比较曝光前读取操作及曝光后读取操作的数据。基于曝光前读取操作及曝光后读取操作的比较数据调节电子束光的强度。

附图说明

结合附图，根据以下详细描述可以最好地理解本揭示内容的各态样。注意，根据行业中的标准实务，各种特征未按比例绘制。实际上，为了讨论清楚起见，各种特征的尺寸可任意增加或减小。

图1为根据一些实施方式的半导体侦测器的透视图；

图2为示出根据本揭示内容的一些实施方式的图1的半导体侦测器的示意性电路图；

图3为示出根据本揭示内容的一些实施方式的图2的半导体侦测器在编程操作中的示意性电路图；

图4为示出根据本揭示内容的一些实施方式的图2的半导体侦测器在抺除操作中的示意性电路图；

图5为示出根据本揭示内容的一些实施方式的图2的半导体侦测器在读取操作中的示意性电路图；