半導(dǎo)體整合裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種半導(dǎo)體整合裝置，包含有一基底、多個(gè)主動(dòng)鰭片、以及多個(gè)第一保護(hù)鰭片。該基底上至少定義有一主動(dòng)區(qū)域，該多個(gè)主動(dòng)鰭片設(shè)置于該主動(dòng)區(qū)域內(nèi)，而該多個(gè)第一保護(hù)鰭片環(huán)繞該主動(dòng)區(qū)域，且該多個(gè)主動(dòng)鰭片與該多個(gè)第一保護(hù)鰭片皆沿一第一方向延伸。
【專利說明】半導(dǎo)體整合裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體整合裝置，尤其是涉及一種包含鰭式場(chǎng)效晶體管(FinField effect transistor,以下簡(jiǎn)稱為FinFET)元件與保護(hù)結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體整合裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)元件發(fā)展至65納米技術(shù)世代后，使用傳統(tǒng)平面式的金屬氧化物半導(dǎo)體(metal-oxide-semiconductor, M0S)晶體管制作工藝難以持續(xù)微縮，因此,現(xiàn)有技術(shù)提出以立體或非平面(non-planar)多柵極晶體管元件如FinFET元件取代平面晶體管元件的解決途徑。
[0003]現(xiàn)有FinFET元件先利用蝕刻等方式圖案化一基板表面的硅層，以于基板中形成一鰭片狀的硅薄膜(圖未示)，并于硅薄膜上形成包覆部分硅薄膜的絕緣層，隨后形成包覆部分絕緣層與部分硅薄膜的柵極，最后再通過離子注入制作工藝與回火制作工藝等步驟于未被柵極包覆的鰭片狀的硅薄膜中形成源極/漏極。由于FinFET元件的制作工藝能與傳統(tǒng)的邏輯元件制作工藝整合，因此具有相當(dāng)?shù)闹谱鞴に囅嗳菪?。此外，?dāng)FinFET元件設(shè)置于娃覆絕緣(silicon-on-1nsulator, SOI)基底上時(shí),傳統(tǒng)隔離技術(shù)如淺溝隔離(shallowtrench isolat1n)等可省卻。更重要的是，由于FinFET元件的立體結(jié)構(gòu)增加了柵極與鰭片狀的硅基體的接觸面積，因此可增加?xùn)艠O對(duì)于通道區(qū)域的載流子控制，從而降低小尺寸元件面臨的由源極引發(fā)的能帶降低(drain induced barrier lowering,DIBL)效應(yīng)以及短通道效應(yīng)(short channel effect)。此外，由于FinFET元件中同樣長(zhǎng)度的柵極具有更大的通道寬度，因此可獲得加倍的漏極驅(qū)動(dòng)電流。
[0004]雖然FinFET元件可獲得較高的漏極驅(qū)動(dòng)電流，但FinFET元件仍然面對(duì)許多待解決的問題。舉例來說，F(xiàn)inFET元件的鰭片結(jié)構(gòu)因具有纖長(zhǎng)的輪廓特征，所以非常容易受到物理性或電性的外力影響，甚或因上述外力導(dǎo)致毀損。是以，F(xiàn)inFET元件的鰭片結(jié)構(gòu)一直都需要有效的保護(hù)結(jié)構(gòu)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]因此，本發(fā)明的一目的在于提供一包含半導(dǎo)體元件以及可有效保護(hù)該半導(dǎo)體元件的整合裝置。
[0006]為達(dá)上述目的，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體整合裝置，該半導(dǎo)體整合裝置包含有一基底、多個(gè)主動(dòng)鰭片(active fin)、以及多個(gè)第一保護(hù)鰭片(protecting fin)。該基底上至少定義有一主動(dòng)區(qū)域，該多個(gè)主動(dòng)鰭片設(shè)置于該主動(dòng)區(qū)域內(nèi)，而該多個(gè)第一保護(hù)鰭片環(huán)繞該主動(dòng)區(qū)域，且該多個(gè)主動(dòng)鰭片與該多個(gè)第一保護(hù)鰭片皆沿一第一方向延伸。
[0007]本發(fā)明另提供一種半導(dǎo)體整合裝置，該半導(dǎo)體整合裝置包含有一基底、多個(gè)主動(dòng)鰭片、以及多個(gè)保護(hù)鰭片框(protecting fin frame)。該基底上至少定義有一主動(dòng)區(qū)域,該多個(gè)主動(dòng)鰭片設(shè)置于該主動(dòng)區(qū)域內(nèi)，而該多個(gè)保護(hù)鰭片框環(huán)繞該主動(dòng)區(qū)域。
[0008]根據(jù)本發(fā)明所提供的半導(dǎo)體整合裝置，于該主動(dòng)區(qū)域內(nèi)設(shè)置用以建構(gòu)半導(dǎo)體元件的該多個(gè)主動(dòng)鰭片，同時(shí)于該主動(dòng)區(qū)域外設(shè)置環(huán)繞該主動(dòng)區(qū)域的該多個(gè)第一保護(hù)鰭片或該多個(gè)保護(hù)鰭片框。通過該多個(gè)第一保護(hù)鰭片與該多個(gè)保護(hù)鰭片框的設(shè)置，可避免該主動(dòng)區(qū)域內(nèi)纖長(zhǎng)的該多個(gè)主動(dòng)鰭片受到物理性或電性的外力影響。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1至圖4為本發(fā)明所提供的一種半導(dǎo)體整合裝置的第一較佳實(shí)施例的示意圖；
[0010]圖5為第一較佳實(shí)施例的一變化型的示意圖；
[0011]圖6為本發(fā)明所提供的一種半導(dǎo)體整合裝置的第二較佳實(shí)施例的示意圖；
[0012]圖7為第二較佳實(shí)施例的一變化型的示意圖；
[0013]圖8至圖9為本發(fā)明所提供的一種半導(dǎo)體整合裝置的第三較佳實(shí)施例的示意圖；
[0014]圖10為第三較佳實(shí)施例的一變化型的示意圖；
[0015]圖11為本發(fā)明所提供的一種半導(dǎo)體整合裝置的第四較佳實(shí)施例；
[0016]圖12為第四較佳實(shí)施例的一變化型的示意圖。
[0017]符號(hào)說明
[0018]100、200、300、400 基底
[0019]102、202、302、402 主動(dòng)區(qū)域
[0020]104、204、304、404 周邊區(qū)域
[0021]110,310a,310b軸心圖案
[0022]112間隙壁圖案
[0023]114、214、216、444 空隙
[0024]140、240、340、440 主動(dòng)鰭片
[0025]142、242第一保護(hù)鰭片
[0026]244第二保護(hù)鰭片
[0027]342、442保護(hù)鰭片框
[0028]442a最內(nèi)圈保護(hù)鰭片框
[0029]444空隙
[0030]150,250,350,450 強(qiáng)化結(jié)構(gòu)
[0031]160、260、360、460 柵極層、接觸插塞、或長(zhǎng)形接觸窗
[0032]Dl第一方向
[0033]D2第二方向

【具體實(shí)施方式】
[0034]請(qǐng)參閱圖1至圖4，圖1至圖4為本發(fā)明所提供的一種半導(dǎo)體整合裝置的第一較佳實(shí)施例的示意圖。如圖1所示，本較佳實(shí)施例首先提供一基底100，基底100可包含一硅覆絕緣(silicon-on-1nsulator, SOI)基底,如熟悉該項(xiàng)技術(shù)的人士所知，SOI基底由下而上可依序包含一娃基底、一底部氧化(bottom oxide, BOX)層、以及形成于底部氧化層上的半導(dǎo)體層，如一具單晶結(jié)構(gòu)的硅層。另外，本較佳實(shí)施例提供的基底可包含一塊硅(bulksilicon)基底。基底100上定義有一主動(dòng)區(qū)域102與一環(huán)繞主動(dòng)區(qū)域102的周邊區(qū)域104。熟悉該項(xiàng)技術(shù)者應(yīng)知，雖然本較佳實(shí)施例中周邊區(qū)域104環(huán)繞主動(dòng)區(qū)域102，但周邊區(qū)域104與主動(dòng)區(qū)域102的相對(duì)關(guān)系及大小可根據(jù)不同的產(chǎn)品需求而變化，故不限于此。此外，基底100上形成一硬掩模層(圖未不)。在本較佳實(shí)施例中,硬掩模層包含一復(fù)合膜層,可以是一氧化硅層/氮化硅層/氧化硅層的復(fù)合膜層，但不限于此。請(qǐng)繼續(xù)參閱圖1。接下來，于硬掩模層上形成多個(gè)軸心圖案110，軸心圖案110可包含多晶硅材料，但不限于此。值得注意的是，某些軸心圖案110可如圖1所示，橫跨周邊區(qū)域104與主動(dòng)區(qū)域102。
[0035]請(qǐng)參閱圖2。在基底100上形成軸心圖案110之后，于基底100上全面性地形成一材料層如一絕緣層(圖未示)，例如但不限于一利用原子層沉積方法(atomic layerdeposit1n,ALD)或化學(xué)氣相沉積方法(chemical vapor deposit1n,CVD)形成的氮化娃(silicon nitride, SiN)層。熟習(xí)該項(xiàng)技術(shù)的人士應(yīng)知,任何蝕刻率不同于軸心圖案110的合適材料皆可用以作為本較佳實(shí)施例所提供的材料層。接下來，回蝕刻材料層，以于各軸心圖案110的側(cè)壁形成多個(gè)間隙壁圖案112。
[0036]請(qǐng)參閱圖3。在形成間隙壁圖案112之后，進(jìn)行一蝕刻制作工藝，移除軸心圖案110。值得注意的是，本較佳實(shí)施例可在此蝕刻制作工藝之前、此蝕刻制作工藝之中或此蝕刻制作工藝之后，移除部分的間隙壁圖案112，尤其是軸心圖案110頭尾兩端的間隙壁圖案112。更重要的是，本較佳實(shí)施例于此蝕刻制作工藝之前、之中或之后切割橫跨主動(dòng)區(qū)域102與周邊區(qū)域104的間隙壁圖案112，而于部分間隙壁圖案112之間形成空隙(gap) 114。且如圖3所示，空隙114形成于主動(dòng)區(qū)域102與周邊區(qū)域104之間，用以分離原本橫跨主動(dòng)區(qū)域102與周邊區(qū)域104的間隙壁圖案112。
[0037]請(qǐng)參閱圖4。在形成間隙壁圖案112與空隙114之后，利用間隙壁圖案112作為掩模圖案化硬掩模層，以定義出鰭片結(jié)構(gòu)的位置與大小。隨后再以圖案化硬掩模作為一蝕刻掩模蝕刻基底100，而于基底100上形成多個(gè)鰭片結(jié)構(gòu)。而在形成鰭片結(jié)構(gòu)之后，可依產(chǎn)品所需保留或移除圖案化硬掩模。值得注意的是，形成于主動(dòng)區(qū)域102內(nèi)的鰭片結(jié)構(gòu)可作為FinFET元件中源極/漏極的設(shè)置之處，故主動(dòng)區(qū)域102內(nèi)的鰭片結(jié)構(gòu)即為主動(dòng)鰭片140，且主動(dòng)鰭片140如圖4所示，沿一第一方向Dl延伸。更值得注意的是，形成于周邊區(qū)域104內(nèi)的鰭片結(jié)構(gòu)可作為FinFET元件甚或主動(dòng)區(qū)域102的保護(hù)結(jié)構(gòu)，故這些鰭片結(jié)構(gòu)即為第一保護(hù)鰭片(protecting fin)142。第一保護(hù)鰭片142如圖4所示環(huán)繞主動(dòng)區(qū)域102,且第一保護(hù)鰭片142也沿第一方向Dl延伸。更重要的是，原本形成于間隙壁圖案112之間的空隙114也轉(zhuǎn)移至鰭片結(jié)構(gòu)之間。因此設(shè)置于同一列的主動(dòng)鰭片140與第一保護(hù)鰭片142通過空隙114彼此分隔。更重要的是，空隙114分離主動(dòng)區(qū)域102內(nèi)的主動(dòng)鰭片140與周邊區(qū)域104內(nèi)的第一保護(hù)鰭片142，以避免第一保護(hù)鰭片142影響到主動(dòng)鰭片140的特性以及元件的實(shí)際電性表現(xiàn)。而在形成主動(dòng)鰭片140與第一保護(hù)鰭片142之后，可進(jìn)行主動(dòng)區(qū)域102內(nèi)各組成元件的制作，例如柵極介電層、柵極層、輕摻雜漏極、柵極間隙壁、源極/漏極等的制作，以形成至少一 FinFET晶體管元件(圖未示)。此外，熟悉該項(xiàng)技術(shù)的人士應(yīng)知金屬柵極制作工藝、選擇性外延成長(zhǎng)(selective epitaxial growth, SEG)制作工藝、金屬娃化物制作工藝、內(nèi)層介電層、接觸插塞、多層內(nèi)連線制作工藝等，皆可依需要整合于FinFET晶體管元件制作工藝，在此并不多加贅述。
[0038]請(qǐng)參閱圖5，圖5為本較佳實(shí)施例的一變化型的示意圖。根據(jù)本變化型，在制作前述主動(dòng)區(qū)域102內(nèi)各組成元件的同時(shí)，也可于周邊區(qū)域104內(nèi)的第一保護(hù)鰭片142上還設(shè)置多個(gè)強(qiáng)化結(jié)構(gòu)150。如圖5所示，在本變化型中，可在主動(dòng)區(qū)域102內(nèi)形成柵極層160的同時(shí)，于周邊區(qū)域104內(nèi)的第一保護(hù)鰭片142上形成強(qiáng)化結(jié)構(gòu)150，故強(qiáng)化結(jié)構(gòu)150可包含半導(dǎo)體材料如多晶硅。另外，熟習(xí)該項(xiàng)技術(shù)的人士應(yīng)知，主動(dòng)區(qū)域102內(nèi)柵極層160與主動(dòng)鰭片140的關(guān)系僅為例示，柵極層160可依產(chǎn)品需求跨過較多或較少的主動(dòng)鰭片140，且不同的柵極層160可跨越不同的主動(dòng)鰭片140?；蛘?，在本變化型中，可在主動(dòng)區(qū)域102內(nèi)形成金屬柵極、接觸插塞(contact plug)或長(zhǎng)形接觸窗(slot contact) 160時(shí)，同時(shí)于周邊區(qū)域104內(nèi)的第一保護(hù)鰭片142上形成強(qiáng)化結(jié)構(gòu)150，故強(qiáng)化結(jié)構(gòu)150可包含金屬材料。同理，金屬柵極、接觸插塞或長(zhǎng)形接觸窗160與主動(dòng)鰭片140的關(guān)系也可依產(chǎn)品需求而不同于圖5所示者。值得注意的是，強(qiáng)化結(jié)構(gòu)150如圖5所示，垂直于第一保護(hù)鰭片142，且電連接不同列的第一保護(hù)鰭片142,故第一保護(hù)鰭片142與強(qiáng)化結(jié)構(gòu)150可構(gòu)成一直交(orthogonal)格柵圖案，更加強(qiáng)化第一保護(hù)鰭片142的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。另外，在后續(xù)進(jìn)行主動(dòng)區(qū)域102內(nèi)金屬內(nèi)連線制作工藝時(shí)，更可同時(shí)于周邊區(qū)域104內(nèi)強(qiáng)化結(jié)構(gòu)150上方形成與其實(shí)體以及電連接的金屬層(但與主動(dòng)區(qū)域102內(nèi)的金屬內(nèi)連線電性分離)，以更強(qiáng)化第一保護(hù)鰭片142的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
[0039]根據(jù)本較佳實(shí)施例及其變化型所提供的半導(dǎo)體整合裝置，于主動(dòng)區(qū)域102內(nèi)設(shè)置用以建構(gòu)半導(dǎo)體元件的主動(dòng)鰭片140，同時(shí)于主動(dòng)區(qū)域102外設(shè)置環(huán)繞主動(dòng)區(qū)域102的第一保護(hù)鰭片142以及強(qiáng)化結(jié)構(gòu)150。通過第一保護(hù)鰭片142與強(qiáng)化結(jié)構(gòu)150的設(shè)置，作為提供電性隔離的保護(hù)環(huán)(guard ring)或提供應(yīng)力隔離的密封環(huán)(seal ring),以避免主動(dòng)區(qū)域102內(nèi)纖長(zhǎng)的主動(dòng)鰭片142受到物理性或電性的外力影響。另外，由于第一保護(hù)鰭片142與主動(dòng)鰭片140同時(shí)形成，而強(qiáng)化結(jié)構(gòu)150可與其他元件如柵極層或接觸插塞的金屬層等同時(shí)形成，故本較佳實(shí)施例可于不增加制作工藝復(fù)雜度的前提下，成功地提供主動(dòng)鰭片140需要的保護(hù)結(jié)構(gòu)。
[0040]請(qǐng)參閱圖6，圖6為本發(fā)明所提供的一種半導(dǎo)體整合裝置的第二較佳實(shí)施例的示意圖。首先需注意的是，第二較佳實(shí)施例中，保護(hù)結(jié)構(gòu)的制作步驟與第一較佳實(shí)施例相同，故該多個(gè)制作步驟此后不再繪示。如圖6所示，本較佳實(shí)施例提供一基底200，例如一 SOI基底或塊硅基底?；?00上定義有一主動(dòng)區(qū)域202與一環(huán)繞主動(dòng)區(qū)域202的周邊區(qū)域204。如前所述，雖然本較佳實(shí)施例中，周邊區(qū)域204環(huán)繞主動(dòng)區(qū)域202，但周邊區(qū)域204與主動(dòng)區(qū)域202的相對(duì)關(guān)系可根據(jù)不同的產(chǎn)品需求而變化，故不限于此。此外，基底200上形成一硬掩模層(圖未示)。接下來，于硬掩模層上形成多個(gè)軸心圖案(圖未示)，隨后于各軸心圖案的側(cè)壁形成多個(gè)間隙壁圖案(圖未示)。
[0041]請(qǐng)繼續(xù)參閱圖6。在形成間隙壁圖案之后，進(jìn)行一蝕刻制作工藝移除軸心圖案。值得注意的是，本較佳實(shí)施例可在此蝕刻制作工藝之前、之中或之后，移除部分的間隙壁圖案，尤其是軸心圖案頭尾兩端的間隙壁圖案。此外本較佳實(shí)施例于此蝕刻制作工藝之前、之中或之后切割橫跨主動(dòng)區(qū)域202與周邊區(qū)域204的軸心圖案與間隙壁圖案，而于部分間隙壁圖案之間形成空隙。
[0042]請(qǐng)仍然參閱圖6。在形成間隙壁圖案與空隙之后，利用間隙壁圖案作為掩模圖案化硬掩模層，以定義出鰭片結(jié)構(gòu)的位置與大小。隨后利用圖案化硬掩模作為蝕刻掩模蝕刻基底200，而于基底200上形成多個(gè)鰭片結(jié)構(gòu)。而在形成鰭片結(jié)構(gòu)之后，可依產(chǎn)品所需保留或移除圖案化硬掩模。如前所述，形成于主動(dòng)區(qū)域202內(nèi)的鰭片結(jié)構(gòu)即為主動(dòng)鰭片240，且主動(dòng)鰭片240如圖6所示，沿一第一方向Dl延伸。更值得注意的是，本較佳實(shí)施例于周邊區(qū)域204內(nèi)形成多個(gè)第一保護(hù)鰭片242與多個(gè)第二保護(hù)鰭片244。第一保護(hù)鰭片242沿第一方向Dl延伸并沿一第二方向D2排列；而第二保護(hù)鰭片244沿第二方向D2延伸，并沿第一方向Dl排列。第一方向Dl與第二方向D2不同，在本較佳實(shí)施例中第一方向Dl與第二方向D2彼此垂直，但不限于此。是以，第一保護(hù)鰭片242如圖6所示，設(shè)置于主動(dòng)區(qū)域202的相對(duì)兩側(cè)，而第二保護(hù)鰭片244設(shè)置于主動(dòng)區(qū)域202的另外相對(duì)兩側(cè)。也就說說，第一保護(hù)鰭片242與第二保護(hù)鰭片244環(huán)繞主動(dòng)區(qū)域202而提供保護(hù)功能。另外如前所述，原本形成于間隙壁圖案之間的空隙也轉(zhuǎn)移至鰭片結(jié)構(gòu)之間。因此設(shè)置于同一列的主動(dòng)鰭片240與第一保護(hù)鰭片242分別通過一空隙214彼此分隔。另外，主動(dòng)區(qū)域202內(nèi)的主動(dòng)鰭片240與第二保護(hù)鰭片也分別通過空隙216彼此分隔。換句話說，空隙214與空隙216分離主動(dòng)區(qū)域202內(nèi)的主動(dòng)鰭片240與周邊區(qū)域204內(nèi)的第一保護(hù)鰭片242/第二保護(hù)鰭片244，以避免第一保護(hù)鰭片242與第二保護(hù)鰭片244影響到主動(dòng)鰭片240的特性以及元件的實(shí)際電性表現(xiàn)。接下來，可進(jìn)行主動(dòng)區(qū)域202內(nèi)各組成元件的制作。
[0043]請(qǐng)參閱圖7，圖7為本較佳實(shí)施例的一變化型的示意圖。根據(jù)本變化型，在制作主動(dòng)區(qū)域202內(nèi)各組成元件的同時(shí)，也可于周邊區(qū)域204內(nèi)的第一保護(hù)鰭片242與第二保護(hù)鰭片244上更設(shè)置至少一強(qiáng)化結(jié)構(gòu)250。如圖7所示，本變化型中，可在主動(dòng)區(qū)域202內(nèi)形成柵極層260的同時(shí)，于周邊區(qū)域204內(nèi)的第一保護(hù)鰭片242與第二保護(hù)鰭片244上形成強(qiáng)化結(jié)構(gòu)250，故強(qiáng)化結(jié)構(gòu)250可包含半導(dǎo)體材料如多晶硅。另外，熟悉該項(xiàng)技術(shù)的人士應(yīng)知,主動(dòng)區(qū)域202內(nèi)柵極層260與主動(dòng)鰭片240的關(guān)系僅為例示，柵極層260可依產(chǎn)品需求跨過較多或較少的主動(dòng)鰭片240，且不同的柵極層260可跨越不同的主動(dòng)鰭片240?；蛘撸诒咀兓椭?，可在主動(dòng)區(qū)域202內(nèi)形成金屬柵極、接觸插塞或長(zhǎng)形接觸窗260時(shí)，同時(shí)于周邊區(qū)域204內(nèi)的第一保護(hù)鰭片242與第二保護(hù)鰭片244上形成強(qiáng)化結(jié)構(gòu)250，故強(qiáng)化結(jié)構(gòu)250可包含金屬材料。同理,金屬柵極、接觸插塞或長(zhǎng)形接觸窗260與主動(dòng)鰭片240的關(guān)系也可依產(chǎn)品需求而不同于圖7所示者。值得注意的是，強(qiáng)化結(jié)構(gòu)250如圖7所示，垂直于第一保護(hù)鰭片242與第二保護(hù)鰭片244，并且將周邊區(qū)域204內(nèi)所有的第一保護(hù)鰭片242與第二保護(hù)鰭片244全部電連接在一起，并更強(qiáng)化第一保護(hù)鰭片242與第二保護(hù)鰭片244的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，以提供主動(dòng)鰭片240更好的保護(hù)。另外，在后續(xù)進(jìn)行主動(dòng)區(qū)域202內(nèi)的金屬內(nèi)連線制作工藝時(shí)，更可同時(shí)于周邊區(qū)域204內(nèi)的強(qiáng)化結(jié)構(gòu)250上方形成與其實(shí)體以及電連接的金屬層(但與主動(dòng)區(qū)域202內(nèi)的金屬內(nèi)連線電性分離)，以更強(qiáng)化第一保護(hù)鰭片242與第二保護(hù)鰭片244的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
[0044]根據(jù)本較佳實(shí)施例及其變化型所提供的半導(dǎo)體整合裝置，于主動(dòng)區(qū)域202內(nèi)設(shè)置用以建構(gòu)半導(dǎo)體元件的主動(dòng)鰭片240，同時(shí)于主動(dòng)區(qū)域202外設(shè)置環(huán)繞主動(dòng)區(qū)域202的第一保護(hù)鰭片242、第二保護(hù)鰭片244以及強(qiáng)化結(jié)構(gòu)250。通過第一保護(hù)鰭片242、第二保護(hù)鰭片244與強(qiáng)化結(jié)構(gòu)250的設(shè)置，可作為提供電性隔離的保護(hù)環(huán)或提供應(yīng)力隔離的密封環(huán)，故可避免主動(dòng)區(qū)域202內(nèi)纖長(zhǎng)的主動(dòng)鰭片240受到物理性或電性的外力影響。如前所述，由于第一保護(hù)鰭片242、第二保護(hù)鰭片244與主動(dòng)鰭片240同時(shí)形成，而強(qiáng)化結(jié)構(gòu)250可與其他元件如柵極層或接觸插塞的金屬層等同時(shí)形成，故本較佳實(shí)施例可于不增加制作工藝復(fù)雜度的前提下，成功地提供主動(dòng)鰭片240需要的保護(hù)結(jié)構(gòu)。
[0045]請(qǐng)參閱圖8至圖9，圖8至圖9為本發(fā)明所提供的一種半導(dǎo)體整合裝置的第三較佳實(shí)施例。如圖8所示，本較佳實(shí)施例提供一基底300，基底300上也定義有一主動(dòng)區(qū)域302與一環(huán)繞主動(dòng)區(qū)域302的周邊區(qū)域304。如前所述，雖然本較佳實(shí)施例中，周邊區(qū)域304環(huán)繞主動(dòng)區(qū)域302，但周邊區(qū)域304與主動(dòng)區(qū)域302的相對(duì)關(guān)系可根據(jù)不同的產(chǎn)品需求而變化，故不限于此。此外，基底300上形成一硬掩模層(圖未示)。請(qǐng)繼續(xù)參閱圖8。接下來，于硬掩模層上形成多個(gè)軸心圖案310a/310b，軸心圖案310a/310b可包含多晶硅材料，但不限于此。值得注意的是，在本較佳實(shí)施例中，設(shè)置于主動(dòng)區(qū)域302內(nèi)的軸心圖案310a與設(shè)置于周邊區(qū)域304內(nèi)的軸心圖案310b的形態(tài)并不相同:如圖8所示，主動(dòng)區(qū)域302內(nèi)的軸心圖案310a可根據(jù)實(shí)際產(chǎn)品的需要形成于主動(dòng)區(qū)域302內(nèi)；但周邊區(qū)域304內(nèi)的軸心圖案310b卻是以環(huán)繞并且密封主動(dòng)區(qū)域302的框狀設(shè)置于周邊區(qū)域304內(nèi)。
[0046]請(qǐng)參閱圖9。在基底300上形成軸心圖案310a/310b之后，于基底300上全面性地形成一蝕刻率異于軸心圖案310a/310b的材料層。接下來，回蝕刻材料層，以于各軸心圖案310a/310b的側(cè)壁形成多個(gè)間隙壁圖案(圖未示)。并且，在形成間隙壁圖案之后，進(jìn)行一蝕刻制作工藝，移除軸心圖案31Oa/31Ob。值得注意的是，本較佳實(shí)施例可在此蝕刻制作工藝之前、之中或之后，移除部分的間隙壁圖案，尤其是主動(dòng)區(qū)域302內(nèi)軸心圖案310a頭尾兩端的間隙壁圖案。隨后利用間隙壁圖案作為掩模圖案化硬掩模層，以定義出鰭片結(jié)構(gòu)的位置與大小。隨后再以圖案化硬掩模作為一蝕刻掩模蝕刻基底300，而于基底300上形成多個(gè)鰭片結(jié)構(gòu)。并且在形成鰭片結(jié)構(gòu)之后，可依產(chǎn)品所需保留或移除圖案化硬掩模。值得注意的是，形成于主動(dòng)區(qū)域302內(nèi)的鰭片結(jié)構(gòu)即為主動(dòng)鰭片340，且主動(dòng)鰭片340如圖9所示，沿一第一方向Dl延伸。更值得注意的是，形成于周邊區(qū)域304內(nèi)的鰭片結(jié)構(gòu)可作為FinFET元件甚或主動(dòng)區(qū)域302的保護(hù)結(jié)構(gòu)，且這些鰭片結(jié)構(gòu)隨著框狀的軸心圖案310a而成為保護(hù)鰭片框342。如圖9所示，保護(hù)鰭片框342環(huán)繞且密封主動(dòng)區(qū)域302，且各保護(hù)鰭片框342呈同心(concentric)排列。另外，保護(hù)鰭片框342與主動(dòng)鰭片340實(shí)體上與電性上分離以避免影響主動(dòng)區(qū)域302內(nèi)主動(dòng)鰭片140的特性以及元件的實(shí)際電性表現(xiàn)。接下來，可進(jìn)行主動(dòng)區(qū)域302內(nèi)各組成元件的制作。
[0047]請(qǐng)參閱圖10，圖10為本較佳實(shí)施例的一變化型的示意圖。根據(jù)本變化型，在制作主動(dòng)區(qū)域302內(nèi)各組成元件的同時(shí)，也可于周邊區(qū)域304內(nèi)的保護(hù)鰭片框342上更設(shè)置多個(gè)強(qiáng)化結(jié)構(gòu)350。如圖10所示，本變化型中，可在主動(dòng)區(qū)域302內(nèi)形成柵極層360的同時(shí)，于周邊區(qū)域304內(nèi)的保護(hù)鰭片框342上形成強(qiáng)化結(jié)構(gòu)350，故強(qiáng)化結(jié)構(gòu)350可包含半導(dǎo)體材料如多晶硅。另外，熟悉該項(xiàng)技術(shù)的人士應(yīng)知，主動(dòng)區(qū)域302內(nèi)柵極層360與主動(dòng)鰭片340的關(guān)系僅為例示，柵極層360可依產(chǎn)品需求跨過較多或較少的主動(dòng)鰭片340，且不同的柵極層360可跨越不同的主動(dòng)鰭片340。或者，在本變化型中，可在主動(dòng)區(qū)域302內(nèi)形成金屬柵極、接觸插塞或長(zhǎng)形接觸窗360時(shí)，同時(shí)于周邊區(qū)域304內(nèi)的保護(hù)鰭片框342上形成強(qiáng)化結(jié)構(gòu)350,故強(qiáng)化結(jié)構(gòu)350可包含金屬材料。同理,金屬柵極、接觸插塞或長(zhǎng)形接觸窗360與主動(dòng)鰭片340的關(guān)系也可依產(chǎn)品需求而不同于圖10所示者。值得注意的是，強(qiáng)化結(jié)構(gòu)350如圖10所示，垂直于保護(hù)鰭片框342的任一部分，并且將周邊區(qū)域304內(nèi)的同心設(shè)置的所有保護(hù)鰭片框342全部電連接在一起，并更強(qiáng)化保護(hù)鰭片框342的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，以提供主動(dòng)鰭片340更好的保護(hù)。另外，在進(jìn)行后續(xù)主動(dòng)區(qū)域302內(nèi)的金屬內(nèi)連線制作工藝時(shí)，更可同時(shí)于周邊區(qū)域204內(nèi)的強(qiáng)化結(jié)構(gòu)350上方形成與其實(shí)體以及電連接的金屬層(但與主動(dòng)區(qū)域202內(nèi)的金屬內(nèi)連線電性分離)，以更強(qiáng)化保護(hù)鰭片框342的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
[0048]根據(jù)本較佳實(shí)施例及其變化型所提供的半導(dǎo)體整合裝置，于主動(dòng)區(qū)域302內(nèi)設(shè)置用以建構(gòu)半導(dǎo)體元件的主動(dòng)鰭片340，同時(shí)于主動(dòng)區(qū)域302外設(shè)置環(huán)繞且密封主動(dòng)區(qū)域302的保護(hù)鰭片框342以及強(qiáng)化結(jié)構(gòu)350。通過保護(hù)鰭片框342與強(qiáng)化結(jié)構(gòu)350的設(shè)置，可作為提供電性隔離的保護(hù)環(huán)或提供應(yīng)力隔離的密封環(huán)，以避免主動(dòng)區(qū)域302內(nèi)纖長(zhǎng)的主動(dòng)鰭片340受到物理性或電性的外力影響。另外如前所述，由于保護(hù)鰭片框342與主動(dòng)鰭片340同時(shí)形成，而強(qiáng)化結(jié)構(gòu)350可與其他元件如柵極層或接觸插塞的金屬層等同時(shí)形成，故本較佳實(shí)施例可于不增加制作工藝復(fù)雜度的前提下，成功地提供主動(dòng)鰭片340需要的保護(hù)結(jié)構(gòu)。
[0049]請(qǐng)參閱圖11，圖11為本發(fā)明所提供的一種半導(dǎo)體整合裝置的第四較佳實(shí)施例的示意圖。首先需注意的是，第四較佳實(shí)施例中，保護(hù)結(jié)構(gòu)的制作步驟與第三較佳實(shí)施例相同，故該多個(gè)制作步驟此后不再繪示。如圖11所示，本較佳實(shí)施例提供一基底400，例如一SOI基底或塊硅基底?；?00上定義有一主動(dòng)區(qū)域402與一環(huán)繞主動(dòng)區(qū)域402的周邊區(qū)域404。如前所述，雖然本較佳實(shí)施例中，周邊區(qū)域404環(huán)繞主動(dòng)區(qū)域402，但周邊區(qū)域404與主動(dòng)區(qū)域402的相對(duì)關(guān)系可根據(jù)不同的產(chǎn)品需求而變化，故不限于此。此外，基底400上形成一硬掩模層(圖未示)。接下來，于硬掩模層上形成多個(gè)軸心圖案(圖未示)。值得注意的是，在本較佳實(shí)施例中，設(shè)置于主動(dòng)區(qū)域402內(nèi)的軸心圖案與設(shè)置于周邊區(qū)域404內(nèi)的軸心圖案的形態(tài)并不相同。本較佳實(shí)施例與第三較佳實(shí)施例相同，在主動(dòng)區(qū)域402內(nèi)的軸心圖案可根據(jù)實(shí)際產(chǎn)品需要形成于主動(dòng)區(qū)域402內(nèi)；但周邊區(qū)域404內(nèi)的軸心圖案卻是以環(huán)繞并且密封主動(dòng)區(qū)域402的框狀設(shè)置于周邊區(qū)域404內(nèi)。
[0050]請(qǐng)繼續(xù)參閱圖11。在基底400上形成軸心圖案之后，于各軸心圖案的側(cè)壁形成多個(gè)間隙壁圖案(圖未示)。并且在形成間隙壁圖案之后，進(jìn)行一蝕刻制作工藝，移除軸心圖案。值得注意的是，本較佳實(shí)施例可在此蝕刻制作工藝之前、之中或之后，移除部分的間隙壁圖案，尤其是主動(dòng)區(qū)域402內(nèi)軸心圖案頭尾兩端的間隙壁圖案，以及周邊區(qū)域402內(nèi)至少一間隙壁圖案的部分。隨后利用間隙壁圖案作為掩模圖案化硬掩模層，以定義出鰭片結(jié)構(gòu)的位置與大小。再以圖案化硬掩模作為一蝕刻掩模蝕刻基底400，而于基底400上形成多個(gè)鰭片結(jié)構(gòu)。而在形成鰭片結(jié)構(gòu)之后，可依產(chǎn)品所需保留或移除圖案化硬掩模。
[0051]值得注意的是，形成于主動(dòng)區(qū)域402內(nèi)的鰭片結(jié)構(gòu)即為主動(dòng)鰭片440，且主動(dòng)鰭片440如圖11所示，沿一第一方向Dl延伸。更值得注意的是，形成于周邊區(qū)域404內(nèi)的鰭片結(jié)構(gòu)可作為FinFET元件甚或主動(dòng)區(qū)域402的保護(hù)結(jié)構(gòu)，且這些鰭片結(jié)構(gòu)隨著框狀的軸心圖案而成為保護(hù)鰭片框442。如圖11所示，保護(hù)鰭片框442環(huán)繞主動(dòng)區(qū)域402，且各保護(hù)鰭片框442呈同心(concentric)排列。另外，保護(hù)鰭片框442與主動(dòng)鰭片440實(shí)體分離，以避免影響主動(dòng)區(qū)域402內(nèi)，以避免影響到主動(dòng)鰭片440的特性以及元件的實(shí)際電性表現(xiàn)。更重要的是，本較佳實(shí)施例中，除最內(nèi)圈的保護(hù)鰭片框442a之外，其他的保護(hù)鰭片框442更包含多個(gè)空隙444，形成于保護(hù)鰭片框442內(nèi)，且切斷保護(hù)鰭片框442。如圖11所示，各空隙444對(duì)應(yīng)相鄰的保護(hù)鰭片框442的側(cè)壁，而形成一迷宮圖案。隨后，可進(jìn)行主動(dòng)區(qū)域402內(nèi)各組成元件的制作。
[0052]請(qǐng)參閱圖12，圖12為本較佳實(shí)施例的一變化型的示意圖。根據(jù)本變化型，在制作主動(dòng)區(qū)域402內(nèi)各組成元件的同時(shí)，也可于周邊區(qū)域404內(nèi)的保護(hù)鰭片框442內(nèi)更設(shè)置多個(gè)強(qiáng)化結(jié)構(gòu)450。如圖12所示，本變化型中，可在主動(dòng)區(qū)域402內(nèi)形成柵極層460的同時(shí)，于周邊區(qū)域404內(nèi)的保護(hù)鰭片框442內(nèi)形成多個(gè)強(qiáng)化結(jié)構(gòu)450，故強(qiáng)化結(jié)構(gòu)450可包含半導(dǎo)體材料如多晶硅。另外，熟習(xí)該項(xiàng)技術(shù)的人士應(yīng)知，主動(dòng)區(qū)域402內(nèi)柵極層460與主動(dòng)鰭片440的關(guān)系僅為例示，柵極層460可依產(chǎn)品需求跨過較多或較少的主動(dòng)鰭片440，且不同的柵極層460可跨越不同的主動(dòng)鰭片440?；蛘?，在本變化型中，可在主動(dòng)區(qū)域402內(nèi)形成金屬柵極、接觸插塞或長(zhǎng)形接觸窗460時(shí)，同時(shí)于周邊區(qū)域404內(nèi)的保護(hù)鰭片框442內(nèi)形成多個(gè)強(qiáng)化結(jié)構(gòu)450，故強(qiáng)化結(jié)構(gòu)450可包含金屬材料。同理，金屬柵極、接觸插塞或長(zhǎng)形接觸窗460與主動(dòng)鰭片440的關(guān)系也可依產(chǎn)品需求而不同于圖12所示者。值得注意的是，強(qiáng)化結(jié)構(gòu)450如圖12所示，填滿各保護(hù)鰭片框442的空隙444。另外強(qiáng)化結(jié)構(gòu)450也可在填滿空隙444的同時(shí)將周邊區(qū)域404內(nèi)的同心設(shè)置的各保護(hù)鰭片框442實(shí)體上與電性上全部電連接在一起，并更強(qiáng)化保護(hù)鰭片框442的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，以提供主動(dòng)鰭片440更好的保護(hù)。在進(jìn)行主動(dòng)區(qū)域402內(nèi)金屬內(nèi)連線制作工藝時(shí)，更可同時(shí)于周邊區(qū)域404內(nèi)的強(qiáng)化結(jié)構(gòu)450上方形成與其實(shí)體以及電連接的金屬層(但與主動(dòng)區(qū)域402內(nèi)的金屬內(nèi)連線電性分離)，以更強(qiáng)化保護(hù)鰭片框442的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
[0053]根據(jù)本較佳實(shí)施例發(fā)明所提供的半導(dǎo)體整合裝置，于主動(dòng)區(qū)域402內(nèi)設(shè)置用以建構(gòu)半導(dǎo)體元件的主動(dòng)鰭片440，同時(shí)于主動(dòng)區(qū)域402外設(shè)置環(huán)繞主動(dòng)區(qū)域402的保護(hù)鰭片框442以及強(qiáng)化結(jié)構(gòu)450。通過保護(hù)鰭片框442與強(qiáng)化結(jié)構(gòu)450的設(shè)置，可作為提供電性隔離的保護(hù)環(huán)或提供應(yīng)力隔離的密封環(huán)，以避免主動(dòng)區(qū)域402內(nèi)纖長(zhǎng)的主動(dòng)鰭片440受到物理性或電性的外力影響。另外如前所述，由于保護(hù)鰭片框442與主動(dòng)鰭片440同時(shí)形成，而強(qiáng)化結(jié)構(gòu)450可與其他元件如柵極層或接觸插塞的金屬層等同時(shí)形成，故本較佳實(shí)施例可于不增加制作工藝復(fù)雜度的前提下，成功地提供主動(dòng)鰭片440需要的保護(hù)結(jié)構(gòu)。
[0054]根據(jù)本發(fā)明所提供的半導(dǎo)體整合裝置，于主動(dòng)區(qū)域內(nèi)設(shè)置用以建構(gòu)半導(dǎo)體元件的主動(dòng)鰭片，同時(shí)于主動(dòng)區(qū)域外設(shè)置環(huán)繞主動(dòng)區(qū)域的保護(hù)鰭片或該多個(gè)保護(hù)鰭片框，作為提供電性隔離的保護(hù)環(huán)或提供應(yīng)力隔離的密封環(huán)。換句話說，通過保護(hù)鰭片與保護(hù)鰭片框的設(shè)置，可避免主動(dòng)區(qū)域內(nèi)纖長(zhǎng)的主動(dòng)鰭片以及具有實(shí)際功能的元件受到物理性或電性的外力影響。
【權(quán)利要求】
1.一種半導(dǎo)體整合裝置，包含有: 基底，該基底上至少定義有一主動(dòng)區(qū)域； 多個(gè)主動(dòng)鰭片(active fin)，設(shè)置于該主動(dòng)區(qū)域內(nèi)，且該多個(gè)主動(dòng)鰭片沿一第一方向延伸；以及 多個(gè)第一保護(hù)鰭片(protecting fin),環(huán)繞該主動(dòng)區(qū)域,且該多個(gè)第一保護(hù)鰭片沿該第一方向延伸。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體整合裝置，其中設(shè)置于同一列的該多個(gè)主動(dòng)鰭片與該多個(gè)第一保護(hù)鰭片通過一空隙(gap)彼此分隔。
3.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體整合裝置，還包含多個(gè)強(qiáng)化結(jié)構(gòu)，設(shè)置于該第一保護(hù)鰭片上。
4.如權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體整合裝置，其中該多個(gè)強(qiáng)化結(jié)構(gòu)垂直于該多個(gè)第一保護(hù)鰭片，且連接該多個(gè)第一保護(hù)鰭片。
5.如權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體整合裝置，其中該多個(gè)強(qiáng)化結(jié)構(gòu)包含半導(dǎo)體材料或金屬材料。
6.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體整合裝置，還包含多個(gè)第二保護(hù)鰭片，設(shè)置于該基底上，該多個(gè)第二保護(hù)鰭片沿一第二方向延伸，且該第二方向不同于該第一方向。
7.如權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體整合裝置，其中該多個(gè)第一保護(hù)鰭片設(shè)置于該主動(dòng)區(qū)域的相對(duì)兩側(cè)，該多個(gè)第二保護(hù)鰭片設(shè)置于該主動(dòng)區(qū)域的另外相對(duì)兩側(cè)。
8.如權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體整合裝置，還包含至少一強(qiáng)化結(jié)構(gòu)，設(shè)置于該多個(gè)第一保護(hù)鰭片與該多個(gè)第二保護(hù)鰭片上。
9.如權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體整合裝置，其中該強(qiáng)化結(jié)構(gòu)垂直該多個(gè)第一保護(hù)鰭片與該多個(gè)第二保護(hù)鰭片。
10.如權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體整合裝置，其中該強(qiáng)化結(jié)構(gòu)包含半導(dǎo)體材料或金屬材料。
11.一種半導(dǎo)體整合裝置，包含有: 基底，該基底上至少定義有一主動(dòng)區(qū)域； 多個(gè)主動(dòng)鰭片，設(shè)置于該主動(dòng)區(qū)域內(nèi)；以及 多個(gè)保護(hù)鰭片框(protecting fin frame),環(huán)繞該主動(dòng)區(qū)域。
12.如權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體整合裝置，其中該多個(gè)保護(hù)鰭片框?yàn)橥?concentric)排列。
13.如權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體整合裝置，還包含多個(gè)強(qiáng)化結(jié)構(gòu)，設(shè)置于該多個(gè)保護(hù)鰭片框上。
14.如權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體整合裝置，其中該多個(gè)強(qiáng)化結(jié)構(gòu)連接該多個(gè)保護(hù)鰭片框。
15.如權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體整合裝置，其中該多個(gè)強(qiáng)化結(jié)構(gòu)垂直該多個(gè)保護(hù)鰭片框。
16.如權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體整合裝置，其中該多個(gè)強(qiáng)化結(jié)構(gòu)包含半導(dǎo)體材料或金屬材料。
17.如權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體整合裝置，還包含多個(gè)空隙，設(shè)置于各該保護(hù)鰭片框內(nèi)，且切斷各該保護(hù)鰭片框。
18.如權(quán)利要求17所述的半導(dǎo)體整合裝置，其中各該空隙對(duì)應(yīng)于相鄰的該多個(gè)保護(hù)鰭片框的側(cè)壁。
19.如權(quán)利要求17所述的半導(dǎo)體整合裝置，還包含多個(gè)強(qiáng)化結(jié)構(gòu)，且該多個(gè)強(qiáng)化結(jié)構(gòu)分別填滿該多個(gè)空隙。
20.如權(quán)利要求19所述的半導(dǎo)體整合裝置，其中該多個(gè)強(qiáng)化結(jié)構(gòu)包含半導(dǎo)體材料或金屬材料。
【文檔編號(hào)】H01L29/06GK104241266SQ201310240289
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2013年6月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月18日
【發(fā)明者】洪世芳, 曹博昭 申請(qǐng)人:聯(lián)華電子股份有限公司