半導(dǎo)體裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種半導(dǎo)體裝置。半導(dǎo)體裝置包括一主動鰭片區(qū)(active fin region)、至少一柵極條以及一虛擬鰭片區(qū)(dummy fin region)。主動鰭片區(qū)包括至少一主動鰭片(active fin)。柵極條形成于主動鰭片區(qū)上，并延伸跨過主動鰭片。虛擬鰭片區(qū)形成于主動鰭片區(qū)的兩側(cè)，虛擬鰭片區(qū)包括多個(gè)虛擬鰭片(dummy fin)，虛擬鰭片形成于柵極條的兩側(cè)。
【專利說明】半導(dǎo)體裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本
【發(fā)明內(nèi)容】
涉及一種半導(dǎo)體裝置，且特別是涉及一種具有虛擬鰭片區(qū)(drnnrny finreg1n)的半導(dǎo)體裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]由于集成電路的尺寸減小，對于具有高驅(qū)動電流及小尺寸的晶體管的需求增加，因而研發(fā)出鰭式場效晶體管(fin field-effect,finFET)。鰭式場效晶體管的通道形成于鰭片的側(cè)壁和頂表面上，使得鰭式場效晶體管具有較大的通道寬度，進(jìn)而可以增加晶體管的驅(qū)動電流。因此，隨著鰭式場效晶體管的應(yīng)用增加，便更加需要開發(fā)具有良好特性及改良結(jié)構(gòu)的鰭式場效晶體管。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種半導(dǎo)體裝置，該半導(dǎo)體裝置中的虛擬鰭片形成于主動鰭片區(qū)的兩側(cè)，使得主動鰭片區(qū)可以受到保護(hù)，而不會在制作工藝中受到蝕刻損害，因而使得主動鰭片區(qū)可以具有更良好的邊緣輪廓(edge profile)。
[0004]為達(dá)上述目的，本發(fā)明提出的一種半導(dǎo)體裝置，包括一主動鰭片區(qū)(active finreg1n)、至少一柵極條以及一虛擬鰭片區(qū)(dummy fin reg1n)。主動鰭片區(qū)包括至少一主動鰭片(active fin)。柵極條形成于主動鰭片區(qū)上，并延伸跨過主動鰭片。虛擬鰭片區(qū)形成于主動鰭片區(qū)的兩側(cè)，虛擬鰭片區(qū)包括多個(gè)虛擬鰭片(dummy fin)，虛擬鰭片形成于柵極條的兩側(cè)。
[0005]為了對本發(fā)明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合所附附圖，作詳細(xì)說明如下:

【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]圖1A繪示根據(jù)本
【發(fā)明內(nèi)容】
一實(shí)施例的一半導(dǎo)體裝置的上視圖；
[0007]圖1B繪示沿圖1A的剖面線1B-1B’的虛擬鰭片和主動鰭片的剖面示意圖；
[0008]圖2A繪示根據(jù)本
【發(fā)明內(nèi)容】
另一實(shí)施例的一半導(dǎo)體裝置的上視圖；
[0009]圖2B繪示沿圖2A的剖面線2B-2B’的半導(dǎo)體裝置的剖面示意圖；
[0010]圖2C繪示沿圖2A的剖面線2C-2C’的半導(dǎo)體裝置的剖面示意圖；
[0011]圖3A?圖7B繪示根據(jù)本
【發(fā)明內(nèi)容】
的實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置制造方法的流程圖。
[0012]符號說明
[0013]100、200:半導(dǎo)體裝置
[0014]110、210:主動鰭片區(qū)
[0015]111:主動鰭片
[0016]120:柵極條
[0017]130、230:虛擬鰭片區(qū)
[0018]131?138:虛擬鰭片
[0019]141、143:虛擬柵極條
[0020]150:外延層
[0021]190:硅化物層
[0022]280:淺溝槽隔離氧化物
[0023]360:硅基材
[0024]361:硅條
[0025]363:氮化物間隙壁
[0026]367:圖案化氮化物層
[0027]1B-1B，、2B-2B，、2C-2C，、3B-3B，、4B_4B，、5B_5B，、6B_6B，、7B_7B，:剖面線
[0028]G:間距
[0029]HM:硬掩模
[0030]L1、L2:長度
[0031]P1、P2:節(jié)距
[0032]S:距離
[0033]T1、T2:厚度

【具體實(shí)施方式】
[0034]在此
【發(fā)明內(nèi)容】
的實(shí)施例中，提出一種半導(dǎo)體裝置。實(shí)施例中，半導(dǎo)體裝置中的虛擬鰭片形成于主動鰭片區(qū)的兩側(cè)，使得主動鰭片區(qū)可以受到保護(hù)，而不會在制作工藝中受到蝕刻損害，因而使得主動鰭片區(qū)可以具有更良好的邊緣輪廓。然而，實(shí)施例及對應(yīng)附圖僅用以作為范例說明，并不會限縮本發(fā)明欲保護(hù)的范圍。并且，附圖及發(fā)明說明中具有相同標(biāo)號的元件為相同。此外，需注意的是，附圖上的尺寸比例并非一定按照實(shí)際產(chǎn)品等比例繪制，因此并非作為限縮本發(fā)明保護(hù)范圍之用。
[0035]請參照圖1Α-1Β，其繪示根據(jù)本
【發(fā)明內(nèi)容】
的一實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置100的上視圖。半導(dǎo)體裝置100包括一主動鰭片區(qū)(active fin reg1n) 110、至少一柵極條120以及一虛擬鰭片區(qū)(dummy fin reg1n) 130o如圖1A所示，主動鰭片區(qū)110包括至少一主動鰭片(active fin) 111，柵極條120形成于主動鰭片區(qū)110上并延伸跨過主動鰭片111。虛擬鰭片區(qū)130形成于主動鰭片區(qū)110的兩側(cè)，虛擬鰭片區(qū)130包括多個(gè)虛擬鰭片(dummy fin) 131、
132、133、134，虛擬鰭片131?134形成于柵極條120的兩側(cè)。也就是說，虛擬鰭片131?134位于半導(dǎo)體裝置100的整個(gè)結(jié)構(gòu)的周邊區(qū)(periphery reg1n)。如此一來,位于主動鰭片111兩側(cè)(周邊區(qū))的虛擬鰭片131?134可以保護(hù)主動鰭片111不受到制作工藝中的蝕刻損害，因而使得主動鰭片111可以具有更良好的邊緣輪廓。
[0036]舉例來說，如圖1A所示，虛擬鰭片131、132形成于柵極條120的一側(cè)，而虛擬鰭片
133、134形成于柵極條120的相對另一側(cè)。并且，柵極條120并未延伸跨過任何虛擬鰭片131 ?134。
[0037]如圖1A所示，本實(shí)施例中，虛擬鰭片131?134為條狀(striped-shaped)。然而，虛擬鰭片的形狀可以依照實(shí)際應(yīng)用做適當(dāng)選擇，并不以前述形狀為限。
[0038]本實(shí)施例中，半導(dǎo)體裝置100可以是鰭式場效晶體管(fin field-effect,finFET)。
[0039]如圖1A所示，實(shí)施例中，虛擬鰭片131?134平行于主動鰭片111。并且，虛擬鰭片131?134的長度LI小于主動鰭片111的長度L2。
[0040]請參照圖1B，其繪示沿圖1A的剖面線1B-1B’的虛擬鰭片131、133和主動鰭片111的剖面示意圖。實(shí)施例中，虛擬鰭片131、133的厚度Tl與主動鰭片111的厚度T2相同。一實(shí)施例中，如圖1B所示,鰭片的剖面例如具有錐形(tapered-shaped)。
[0041]實(shí)施例中，如圖1A所示，虛擬鰭片131?134與柵極條120之間以一間距(gap)G相隔開來，間距G為等于或大于5納米(nm)。較佳地，間距G為等于或大于10納米。如此一來，虛擬鰭片和柵極條120之間不會發(fā)生電性干擾，例如是電容的產(chǎn)生。
[0042]再者，主動鰭片區(qū)110與虛擬鰭片區(qū)130之間相隔一距離(spacing) S。舉例來說，主動鰭片111與虛擬鰭片131?134之間以該距離S隔開，該距離S為大約35?45納米。
[0043]如圖1A所示,半導(dǎo)體裝置100還可包括二虛擬柵極條(dummy gate strip) 141、143。虛擬柵極條141、143分別覆蓋主動鰭片區(qū)110的相對兩端，虛擬柵極條141、143并未施加任何電壓。舉例來說，虛擬柵極條141覆蓋主動鰭片111的一端，而虛擬柵極條143覆蓋主動鰭片111的相對另一端。
[0044]本實(shí)施例中，如圖1A所示,半導(dǎo)體裝置100更可包括一外延層(epi layer)150,外延層150形成于主動鰭片111和虛擬鰭片131?134上。并且，半導(dǎo)體裝置100還可包括一硅化物層(未繪示于圖1A中)，硅化物層形成于外延層150上。也就是說，硅化物層同時(shí)也形成于主動鰭片111和虛擬鰭片131?134之上。需注意的是，外延層150以虛線繪示于上視圖中以更清楚描述本
【發(fā)明內(nèi)容】
。
[0045]于一些實(shí)施例中，半導(dǎo)體裝置100例如是鰭式場效晶體管，外延層150和硅化層的結(jié)合例如是鰭式場效晶體管的漏極/源極區(qū)(S/D reg1n)。外延層150和硅化層整片形成于虛擬鰭片和主動鰭片上，使得整個(gè)漏極/源極區(qū)的外型輪廓較均勻，因此電流分布也較均勻，而能夠降低漏極/源極區(qū)的電阻。
[0046]請參照圖2A，其繪示根據(jù)本
【發(fā)明內(nèi)容】
另一實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置200的上視圖。本實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置200與前述實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置100的差別在于主動鰭片區(qū)210和虛擬鰭片區(qū)230的細(xì)部特征，其余相同處不再贅述。
[0047]半導(dǎo)體裝置200包括主動鰭片區(qū)210、多個(gè)柵極條120以及虛擬鰭片區(qū)230。如圖2A所示，主動鰭片區(qū)210包括多個(gè)主動鰭片111，柵極條120形成于主動鰭片區(qū)210的兩側(cè)并延伸跨過主動鰭片111。本實(shí)施例中，如圖2A所示，柵極條120彼此間平行設(shè)置，主動鰭片111彼此間平行設(shè)置。本實(shí)施例中，以4個(gè)主動鰭片111、3個(gè)柵極條120以及16個(gè)虛擬鰭片131?138為例。然而，主動鰭片111、柵極條120以及虛擬鰭片的數(shù)量可依照實(shí)際應(yīng)用做適當(dāng)選擇，并不以前述的數(shù)量為限。比方說，當(dāng)主動鰭片數(shù)量越多時(shí)，可提供的電流越大。
[0048]本實(shí)施例中，如圖2A所示，虛擬鰭片區(qū)230包括多個(gè)虛擬鰭片131、132、133、134、135、136、137、138，虛擬鰭片131?138形成于主動鰭片區(qū)210的兩側(cè)。也就是說，虛擬鰭片位于整個(gè)結(jié)構(gòu)的周邊區(qū)，虛擬鰭片并不位于任何兩個(gè)主動鰭片111之間。再者，虛擬鰭片131?138形成于柵極條120的兩側(cè)。舉例來說，虛擬鰭片131、135和虛擬鰭片132、136分別形成于一柵極條120的相對兩側(cè)。實(shí)施例中，如圖2A所示，各個(gè)柵極條120之間至少設(shè)置兩個(gè)虛擬鰭片131?138。
[0049]圖2B繪示沿圖2A的剖面線2B-2B’的半導(dǎo)體裝置200的剖面示意圖，圖2C繪示沿圖2A的剖面線2C-2C’的半導(dǎo)體裝置200的剖面示意圖。
[0050]于一些實(shí)施例中，虛擬鰭片的節(jié)距(pitch)和主動鰭片的節(jié)距制作工藝所允許的最小節(jié)距。虛擬鰭片的節(jié)距和主動鰭片的節(jié)距可以相同或不同。于一較佳實(shí)施例中，虛擬鰭片的節(jié)距和主動鰭片的節(jié)距實(shí)質(zhì)上相同或非常接近。
[0051]舉例來說，如圖2B?圖2C所示，虛擬鰭片132、136的節(jié)距Pl和主動鰭片111的節(jié)距P2分別獨(dú)立地為約38?60納米。較佳地，虛擬鰭片132、136的節(jié)距Pl和主動鰭片111的節(jié)距P2分別獨(dú)立地為約42?50納米。再者，一實(shí)施例中，虛擬鰭片的節(jié)距和主動鰭片的節(jié)距實(shí)質(zhì)上相同。比方說，如圖2B?圖2C所示，虛擬鰭片132、136的節(jié)距Pl和主動鰭片111的節(jié)距P2實(shí)質(zhì)上相同。本實(shí)施例中，主動鰭片111的節(jié)距P2和所有虛擬鰭片131?138的節(jié)距可以是實(shí)質(zhì)上相同的。
[0052]并且，主動鰭片的節(jié)距和虛擬鰭片的節(jié)距可以是等于或小于主動鰭片區(qū)和虛擬鰭片區(qū)之間的距離S。當(dāng)主動鰭片區(qū)和虛擬鰭片區(qū)之間的距離S大于主動鰭片的節(jié)距和虛擬鰭片的節(jié)距，如此一來，無論主動鰭片區(qū)和虛擬鰭片區(qū)的配線圖案(layout pattern)是在同一個(gè)步驟中或不同步驟中繪成，此種較放松的設(shè)計(jì)法則(relaxed design rule)對于制作工藝中的主動鰭片區(qū)和虛擬鰭片區(qū)可提供較高的彈性。另一方面，當(dāng)主動鰭片區(qū)和虛擬鰭片區(qū)之間的距離S等于主動鰭片的節(jié)距和虛擬鰭片的節(jié)距，主動鰭片區(qū)和虛擬鰭片區(qū)可以在單一個(gè)制作工藝步驟中制作完成，進(jìn)而簡化半導(dǎo)體裝置200的制作工藝。
[0053]更進(jìn)一步，如圖2B所示，半導(dǎo)體裝置200還可包括淺溝槽隔離氧化物(STIoxide)280。
[0054]本實(shí)施例中，如圖2A所示，半導(dǎo)體裝置200還可包括外延層150，外延層150形成于主動鰭片111上，并連接該些主動鰭片111。如圖2A和圖2C所示，外延層150還可形成于虛擬鰭片131?138上。另一實(shí)施例中，外延層150可以形成于所有的主動鰭片111上，而不形成在至少部分的虛擬鰭片131?138上(未繪示于圖中)。再者，如圖2C所示，半導(dǎo)體裝置200還可包括硅化物層190，硅化物層190形成于外延層150上。也就是說，硅化物層190同時(shí)也形成于主動鰭片111之上。需注意的是，外延層150以虛線繪示于上視圖(圖2A)中以更清楚描述本
【發(fā)明內(nèi)容】
。
[0055]于一些實(shí)施例中，半導(dǎo)體裝置200例如是鰭式場效晶體管，外延層150和硅化層190的結(jié)合例如是鰭式場效晶體管的漏極/源極區(qū)。外延層150和硅化層190整片形成于虛擬鰭片和主動鰭片上，使得整個(gè)漏極/源極區(qū)的外型輪廓較均勻，因此電流分布也較均勻，而能夠降低漏極/源極區(qū)的電阻。
[0056]請參照圖3A?圖7B，其繪示根據(jù)本
【發(fā)明內(nèi)容】
的實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置200的制造方法的流程圖。
[0057]請參照圖3A?圖3B (圖3B繪示沿圖3A的剖面線3B-3B’的剖面示意圖)，提供一娃基材360、形成硬掩模HM于娃基材360上、以及形成多個(gè)娃條361于硬掩模HM上。娃條361的材質(zhì)例如是多晶硅。接著，一氮化物層形成并覆蓋于硅條361和硬掩模HM上，然后移除部分的氮化物層以形成氮化物間隙壁(nitride spacer) 363并暴露娃條361的頂表面。本實(shí)施例中，例如是以蝕刻制作工藝移除部分的氮化物層。如圖3A?圖3B所示，氮化物間隙壁363環(huán)繞硅條361的側(cè)壁。
[0058]接著，請參照圖4A?圖4B (圖4B繪示沿圖4A的剖面線4B-4B’的剖面示意圖)，移除硅條361。本實(shí)施例中，例如是以濕式蝕刻制作工藝或干式蝕刻制作工藝移除硅條361。
[0059]接著，請參照圖5A?圖5B(圖5B繪示沿圖5A的剖面線5B-5B’的剖面示意圖)，圖案化剩余的氮化物間隙壁363以形成圖案化氮化物層367。圖案化氮化物層367的圖案對應(yīng)主動鰭片區(qū)和虛擬鰭片區(qū)的轉(zhuǎn)印圖案(transferred pattern)。例如是以光刻蝕刻制作工藝圖案化氮化物間隙壁363。
[0060]接著，請參照圖6A?圖6B (圖6B繪示沿圖6A的剖面線6B-6B’的剖面示意圖)，根據(jù)圖案化硅化物層367的圖案蝕刻硅基材360，以形成主動鰭片區(qū)210和虛擬鰭片區(qū)230。
[0061]一般來說，當(dāng)對物體進(jìn)行蝕刻時(shí)，物體的邊緣區(qū)域的蝕刻程度通常會較為嚴(yán)重，因而造成蝕刻物體的邊緣區(qū)域受到蝕刻損害。比方說，蝕刻物體在邊緣區(qū)域的高度或厚度會較低，或者邊緣區(qū)域的蝕刻輪廓較差。相對地，根據(jù)本
【發(fā)明內(nèi)容】
的實(shí)施例，如圖6A所示，虛擬鰭片區(qū)230位于主動鰭片區(qū)210的兩側(cè)，因此虛擬鰭片成為整個(gè)鰭片結(jié)構(gòu)的邊緣區(qū)域。如此一來，主動鰭片位于虛擬鰭片之間，并且受到虛擬鰭片的保護(hù)而不受到蝕刻損害，而使得位于主動鰭片區(qū)邊緣的主動鰭片承受到的蝕刻程度減輕，因而使得主動鰭片111可以具有更良好的邊緣輪廓。
[0062]請參照圖7A?圖7B (圖7B繪示沿圖7A的剖面線7B-7B’的剖面示意圖)，移除剩余的圖案化氮化物層367和硬掩模HM、形成一氧化層于主動鰭片區(qū)210和虛擬鰭片區(qū)230上、平坦化氧化層后、蝕刻氧化層以形成淺溝槽隔離氧化物280、以及形成虛擬柵極條141、143和柵極條120。本實(shí)施例中，虛擬柵極條141、143和柵極條120形成于淺溝槽隔離氧化物280定義的溝槽(trench)中。同樣地，虛擬柵極條141、143形成于柵極條120的兩側(cè)，有助于保護(hù)柵極條120的形成不受到蝕刻損害，并使得柵極條120可以具有更良好的邊緣輪廓。至此，如圖7A?圖7B(圖2A?圖2C)制作完成。
[0063]綜上所述，雖然已結(jié)合以上較佳實(shí)施例公開了本發(fā)明，然而其并非用以限定本發(fā)明。本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中熟悉此技術(shù)者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可作各種的更動與潤飾。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以附上的權(quán)利要求所界定的為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種半導(dǎo)體裝置，包括: 主動鰭片區(qū)(active fin reg1n),包括至少一主動鰭片(active fin)； 至少一柵極條，形成于該主動鰭片區(qū)上，并延伸跨過該主動鰭片；以及虛擬鰭片區(qū)(dummy fin reg1n),形成于該主動鰭片區(qū)的兩側(cè)，該虛擬鰭片區(qū)包括多個(gè)虛擬鰭片(du_y fin),該些虛擬鰭片形成于該柵極條的兩側(cè)。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其中該些虛擬鰭片平行于該主動鰭片。
3.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其中該些虛擬鰭片的厚度與該主動鰭片的厚度相同。
4.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其中該些虛擬鰭片的長度小于該主動鰭片的長度。
5.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其中該些虛擬鰭片與該柵極條之間以一間距(gap)相隔開來，該間距為等于或大于5納米(nm)。
6.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其中該主動鰭片區(qū)與該虛擬鰭片區(qū)相隔一距離(spacing)，該距離為35?45納米。
7.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，還包括: 二虛擬柵極條(dummy gate strip),分別覆蓋該主動鰭片區(qū)的相對兩端。
8.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，還包括: 多個(gè)該柵極條，該些柵極條平行設(shè)置。
9.如權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體裝置，其中各該柵極條之間設(shè)置至少兩個(gè)該些虛擬鰭片。
10.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其中該主動鰭片區(qū)還包括多個(gè)該些主動鰭片，該些主動鰭片平行設(shè)置。
11.如權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體裝置，其中該些主動鰭片的節(jié)距(pitch)以及該些虛擬鰭片的節(jié)距分別獨(dú)立地為38?60納米。
12.如權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體裝置，其中該些主動鰭片的節(jié)距以及該些虛擬鰭片的節(jié)距分別獨(dú)立地為42?50納米。
13.如權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體裝置，其中該些主動鰭片的節(jié)距以及該些虛擬鰭片的節(jié)距實(shí)質(zhì)上相同。
14.如權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體裝置，還包括: 外延層(epi layer),形成于該些主動鰭片上,并連接該些主動鰭片。
15.如權(quán)利要求14所述的半導(dǎo)體裝置，其中該外延層還形成于該些虛擬鰭片上。
16.如權(quán)利要求14所述的半導(dǎo)體裝置，還包括: 硅化物層，形成于該外延層上。
17.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，還包括: 外延層，形成于該主動鰭片和該些虛擬鰭片上。
18.如權(quán)利要求17所述的半導(dǎo)體裝置，還包括: 硅化物層，形成于該外延層上。
【文檔編號】H01L29/10GK104465751SQ201310421327
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2013年9月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月16日
【發(fā)明者】洪世芳, 邱崇益 申請人:聯(lián)華電子股份有限公司