[發(fā)明專利]具有新式邊緣鰭狀件的FINFET結(jié)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210473533.2
• 申請日: 2012-11-20
• 公開（公告）號: CN103247678A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳重輝
• 申請（專利權(quán)）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L21/336
• 代理公司: 北京德恒律治知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;孫征

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明整體涉及半導(dǎo)體晶體管設(shè)計，并且更特別地，涉及鰭式場效應(yīng)晶體管(FinFET)。

背景技術(shù)

在集成電路(IC)的數(shù)字和模擬區(qū)中形成晶體管。晶體管通常通過向有源區(qū)提供襯底中的摻雜源極/漏極區(qū)、襯底之上的柵極絕緣層以及柵極絕緣層之上的柵電極來形成。接觸件使源極/漏極區(qū)和柵電極與具有在多個金屬間介電(IMD)層中形成的多個水平導(dǎo)電圖案層和垂直通孔層的導(dǎo)電互連結(jié)構(gòu)連接。

當(dāng)IC尺寸收縮時，晶體管設(shè)計變?yōu)榫哂卸鄠€柵極的三維設(shè)計，特別是鰭式場效應(yīng)晶體管(FinFET)。FinFET器件通常包括具有高縱橫比的多個半導(dǎo)體鰭狀件，其中，形成用于晶體管的溝道和源極/漏極區(qū)。在半導(dǎo)體鰭狀件的一部分的側(cè)部之上并且沿著其形成柵極。

因為FinFET是三維的，所以有效寬度大于相應(yīng)平面晶體管。除了有源區(qū)的寬度之外，有效FinFET寬度還包括鰭狀件的突出部分(即，鰭狀件的高度)的兩倍。換句話說，鰭狀件的突出部分增加FinFET的有效寬度。鰭狀件的使用增加用于相同表面區(qū)域的溝道和源極/漏極區(qū)的表面區(qū)域。FinFET中增加的表面區(qū)域產(chǎn)生了更快、更可靠并且更好控制的半導(dǎo)體晶體管器件，其消耗功率較少。

雖然FinFET器件提供改進的特征，但是仍繼續(xù)尋找減小大規(guī)模生產(chǎn)工藝效應(yīng)的設(shè)計改進。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的問題，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種半導(dǎo)體器件，包括：半導(dǎo)體襯底，包括多個有源區(qū)，所述多個有源區(qū)中的每一個均包括：多個等間隔鰭狀件，包括一個或多個規(guī)則鰭狀件和至少一個邊緣鰭狀件；柵極結(jié)構(gòu)，在所述一個或多個規(guī)則鰭狀件之上；以及漏極區(qū)和源極區(qū)，所述漏極區(qū)和所述源極區(qū)電連接至所述一個或多個規(guī)則鰭狀件并且與所述至少一個邊緣鰭狀件隔開，其中，所述一個或多個規(guī)則鰭狀件、所述柵極結(jié)構(gòu)、所述漏極區(qū)以及所述源極區(qū)形成鰭式場效應(yīng)晶體管(FinFET)。

在該半導(dǎo)體器件中，所述柵極結(jié)構(gòu)被進一步設(shè)置在所述至少一個邊緣鰭狀件之上。

在該半導(dǎo)體器件中，所述柵極結(jié)構(gòu)和所述至少一個邊緣鰭狀件形成去耦電容器。

在該半導(dǎo)體器件中，進一步包括：互連件，將所述至少一個邊緣鰭狀件電連接至所述柵極結(jié)構(gòu)。

在該半導(dǎo)體器件中，進一步包括：設(shè)置在所述至少一個邊緣鰭狀件之上的所述柵極結(jié)構(gòu)的一部分，其中，所述柵極結(jié)構(gòu)的該部分使所述柵極結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電元件與所述至少一個邊緣鰭狀件直接接觸。

在該半導(dǎo)體器件中，進一步包括：互連件，將所述至少一個邊緣鰭狀件電連接至電壓源。

在該半導(dǎo)體器件中，所述至少一個邊緣鰭狀件是一至四個鰭狀件。

在該半導(dǎo)體器件中，每個規(guī)則鰭狀件的有效溝道寬度具有小于約5％的變化。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種基于鰭式場效應(yīng)晶體管(FinFET)的半導(dǎo)體器件，包括：數(shù)字區(qū)和模擬區(qū)，所述模擬區(qū)包括多個有源區(qū)，其中，所述多個有源區(qū)中的每一個均包括：多個鰭狀件，包括一個或多個規(guī)則鰭狀件和至少一個邊緣鰭狀件；多個柵極結(jié)構(gòu)，在所述一個或多個規(guī)則鰭狀件之上；以及漏極區(qū)和源極區(qū)，所述漏極區(qū)和所述源極區(qū)電連接至所述一個或多個規(guī)則鰭狀件并且與所述至少一個邊緣鰭狀件隔開，其中，所述至少一個邊緣鰭狀件和相鄰的規(guī)則鰭狀件之間的距離比兩個相鄰規(guī)則鰭狀件之間的距離大一倍至五倍。

在該半導(dǎo)體器件中，所述多個柵極結(jié)構(gòu)被進一步設(shè)置在所述至少一個邊緣鰭狀件之上。

在該半導(dǎo)體器件中，所述多個柵極結(jié)構(gòu)和所述至少一個邊緣鰭狀件形成至少一個去耦電容器。

在該半導(dǎo)體器件中，進一步包括：互連件，將所述至少一個邊緣鰭狀件電連接至所述多個柵極結(jié)構(gòu)。

在該半導(dǎo)體器件中，進一步包括：互連件，將所述至少一個邊緣鰭狀件電連接至電壓源。

在該半導(dǎo)體器件中，進一步包括：設(shè)置在所述至少一個邊緣鰭狀件之上的所述多個柵極結(jié)構(gòu)的一部分，其中，所述多個柵極結(jié)構(gòu)的該部分使所述柵極結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電元件與所述至少一個邊緣鰭狀件直接接觸。

在該半導(dǎo)體器件中，所述數(shù)字區(qū)包括多個數(shù)字有源區(qū)，其中，所述多個數(shù)字有源區(qū)中的每一個均包括：多個等間隔鰭狀件，由規(guī)則鰭狀件組成；多個柵極結(jié)構(gòu)，在所述多個等間隔鰭狀件之上；以及漏極區(qū)和源極區(qū)，所述漏極區(qū)和所述源極區(qū)電連接至所述多個等間隔鰭狀件。

在該半導(dǎo)體器件中，每個規(guī)則鰭狀件的有效溝道寬度具有小于約3％的變化。