[发明专利]用于提高半导体器件性能的附加空置有源区填充方法

说明书

技术领域

    本发明涉及一种半导体工艺，尤其涉及一种用于提高半导体器件性能的附加空置有源区填充方法。

背景技术

    随着CMOS半导体器件工艺的发展以及按比例尺寸缩小，应力工程在半导体工艺和器件性能方面起到越来越大的作用。

在CMOS半导体器件的工艺过程中存在各种各样的应力，有的是工艺过程中被动引入的，有的是为了增强器件性能而主动引入的。其中，浅沟槽（STI）对有源区作用引起的应力就是一种工艺过程中被动引入的应力。

图1 是现有技术中浅沟槽对有源区作用引起的应力图，如图1所示，在浅沟槽工艺之后的热过程中，由于硅和二氧化硅的热膨胀系数不同（硅热膨胀系数约为2.5×10^-6/K，二氧化硅热膨胀系数约为0.5×10^-6/K），在高温情况下的膨胀程度不同，所以当温度回到室温的时候，在界面处就会产生应力。由于硅的热膨胀系数比二氧化硅大，所以在降温过程中浅沟槽边缘的硅会比浅沟槽之中的二氧化硅收缩得更多，会对浅沟槽中的二氧化硅造成挤压，所以在降温之后，浅沟槽中的二氧化硅会对周围的有源区的硅造成压应力，压应力传导到沟道之中，会对器件沟道形成压应力。在器件沟道中的压应力，会降低电子的迁移率，降低NMOS器件的性能。

图2是现有技术中附加空置有源区填充(ACT dummy insert)示意图，附加空置有源区填充（ACT dummy insert）是一种优化工艺的方法，其一般做法如图2所示。在集成电路的版图中，浅沟槽隔离区有时候会有相对较大的空置面积。如果浅沟槽的空置面积过大，则会影响浅沟槽填充之后的化学机械抛光（CMP）工艺。所以一般的做法是采用附加空置有源区对大片的浅沟槽空置面积进行填充。这样有源区单位面积的密度会比较均匀，有利于CMP工艺。一般来讲，工艺中要求，有源区这层光罩中，有缘区的密度控制在20%~80%之间。

在附加空置有源区填充后，由于改变了器件周围的浅沟槽环境，所以也改变了沟道中的压应力的大小，从而对器件的性能产生了的影响。

发明内容

本发明公开了一种用于提高半导体器件性能的附加空置有源区，用以解决现有技术中附加空置有源区填充后对半导体器件的性能产生负面作用的问题。

本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的：

一种用于提高半导体器件性能的附加空置有源区填充方法，包括，一集成电路板上设有多个半导体器件，半导体器件中包括一种第一晶体管，将所述集成电路板未加工半导体器件的空余区域设为浅沟槽区域，其中，用多个附加空置有源区对所述浅沟槽区域进行部分填充，所述附加空置有源区在集成电路板上的轮廓为方形，所述附加空置有源区的任意一边所在的直线与所述半导体器件的沟道方向所在的直线均呈夹角。

如上所述的用于提高半导体器件性能的附加空置有源区填充方法，其中，所述附加空置有源区对所述半导体器件产生压应力，所述附加空置有源区的任意一边所在的直线与所述半导体器件的沟道方向所在的直线均呈夹角，使得附加空置有源区对于半导体器件产生的压应力作用在半导体器件上的角度得到改变，从而减小半导体器件受到的压应力。

如上所述的用于提高半导体器件性能的附加空置有源区填充方法，其中，所述夹角为四十五度。

如上所述的用于提高半导体器件性能的附加空置有源区填充方法，其中，所述第一晶体管为为NMOS器件。

如上所述的用于提高半导体器件性能的附加空置有源区填充方法，其中，改变所述附加空置有源区与所述半导体器件之间的夹角后，所述NMOS器件沟道中受到的压应力减小，从而提高了NMOS器件的电子迁移率，进而提高了所述NMOS器件的性能。

如上所述的用于提高半导体器件性能的附加空置有源区填充方法，其中，所述多个附加空置有源区规则排布在一矩阵上。

如上所述的用于提高半导体器件新能的附加空置有源区填充方法，其中，所述浅沟槽区域环绕在所述半导体器件的周围。

如上所述的用于提高半导体器件性能的附加空置有源区填充方法，其中，所述多个附加空置有源区环绕在所述半导体器件的周围。

如上所述的提高半导体器件中电子迁移率的方法，其中，所述半导体器件还进一步包括PMOS器件，并且所述半导体器件为CMOS器件。

如上所述的提高半导体器件中空穴迁移率的方法，其中，在所述浅沟槽区域内填充附加空置有源区，用以使有源区单位面积的密度较为均匀，进而有利于后续的化学机械抛光工艺的进行。