[發(fā)明專利]FinFET中布圖效應(yīng)減緩

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201780058467.3
• 申請日: 2017-08-28
• 公開（公告）號: CN109716529A
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊達(dá);劉彥翔;袁駿;K·里姆
• 申請（專利權(quán)）人: 高通股份有限公司
• 主分類號: H01L29/66
• 分類號: H01L29/66;H01L29/78
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所 11256
• 代理人: 王茂華;張寧

描述了減緩布圖效應(yīng)的多柵極器件和制造方法。在制造諸如FinFET器件之類的多柵極半導(dǎo)體器件的常規(guī)工藝中，可以使用長隔離切口掩模。這可以導(dǎo)致不希望的布圖效應(yīng)。為了減緩或消除布圖效應(yīng)，提出了其中層間電介質(zhì)(ILD)層在制造工藝期間在柵極切口位置處保留完整的制造方法。

技術(shù)領(lǐng)域

所公開內(nèi)容的領(lǐng)域總體涉及半導(dǎo)體器件的制造。特別地，所公開主題的領(lǐng)域涉及諸如鰭形場效應(yīng)晶體管(FinFET)器件之類的多柵晶體管器件的制造以減緩布圖效應(yīng)。

背景技術(shù)

為了面積效率，已經(jīng)在集成電路芯片中實施了多柵晶體管。多柵晶體管的示例包括鰭形場效應(yīng)晶體管(FinFET)，具有布置在柵極條帶的兩側(cè)上的多個鰭，柵極條帶的一側(cè)上的鰭用作源極且柵極條帶的另一側(cè)上的鰭用作漏極。典型的FinFET器件的示例包括其中由彼此平行的多個柵極條帶形成晶體管陣列的器件，多個柵極條帶定位垂直于彼此平行的多個氧化物擴散條帶。氧化物擴散條帶類似鰭而位于每個柵極條帶的兩側(cè)上。源極和漏極的每個配對以及在該源極和漏極配對之間的柵極條帶的一部分可以實施作為單個晶體管。

圖1A示出了用于制造FinFET的常規(guī)設(shè)計。在該圖中，兩個FinFET單元示出為虛線框。也示出了用于柵極切口110和隔離切口120的形狀。隔離切口120是在有源區(qū)域內(nèi)的隔離結(jié)構(gòu)，其中移除了虛設(shè)多晶硅柵極以及柵極下方的硅并采用電介質(zhì)填充。朝向柵極條帶方向的隔離切口120是在其中執(zhí)行單擴散中斷(SDB)工藝的位置上的掩模名稱。SDB是通過在柵極區(qū)域處挖溝槽并深入至硅鰭中、并采用電介質(zhì)填充溝槽的隔離類型。柵極切口用于切割多晶硅柵極。朝向鰭方向的柵極切口110是在切割柵極的位置上的掩模名稱。柵極和隔離切口110、120是沿著FinFET柵極的制造切口的位置。柵極切口110與FinFET的鰭條帶平行，并且隔離切口120與FinFET的柵極條帶平行。

如圖1A中所示，柵極和隔離切口110、120在FinFET制造中故意地彼此分離。但是實際上，如圖1B中所示，由于光刻工藝限制所致，常規(guī)的隔離切口120通常合并。例如，柵極切口110可以非常窄(例如小至30nm)，以使得常規(guī)光刻工藝的完整性可以受損。

圖1C示出了在柵極和隔離切口110、120之間簡化設(shè)計分離。如圖所見，設(shè)計使得一個隔離切口形狀120在柵極切口110之上，以及另一個隔離切口120在柵極切口110之下，并且兩個隔離切口120彼此分離。但是同樣，由于光刻工藝完整性問題，長的隔離切口掩模125常規(guī)地用于如圖1D中所示的加工。圖1D也示出了柵極切口掩模115也用于加工。

當(dāng)使用長隔離切口掩模125時，蝕刻了對應(yīng)于柵極切口掩模115和隔離切口掩模125之間結(jié)的層間電介質(zhì)層。這不幸地具有在稍后加工中引入應(yīng)力的效果。有源區(qū)域以及周圍層間電介質(zhì)(ILD)的中斷在區(qū)域處引起應(yīng)變累積。例如與隔離切口相鄰的PFET通常受壓縮應(yīng)變影響，并且引起PFET的閾值電壓Vt低于目標(biāo)Vt。此外，當(dāng)隔離切口長度增大時，這具有將閾值電壓從目標(biāo)甚至進(jìn)一步降低的效果。換言之，作為與目標(biāo)偏離的ΔVt可以隨著隔離切口長度增大而增大。該布圖效應(yīng)通常是不希望的。

發(fā)明內(nèi)容

該發(fā)明內(nèi)容識別了一些示例性方面的特征，并且并非所公開主題的專有或排他性說明。特征或方面是否包括在該發(fā)明內(nèi)容中、或者從其省略并非意在作為該特征相對重要性的指示。描述了額外的特征和方面，并且一旦閱讀了以下詳細(xì)說明書并查看了形成其一部分的附圖將變得對本領(lǐng)域技術(shù)人員明顯。