[发明专利]具有切割栅极应力源的FinFET

说明书

公开领域

本申请一般涉及晶体管结构并且尤其涉及鳍场效应晶体管(鳍FET或即FinFET)器件。

背景技术

已知向FinFET器件的沟道区中的晶格施加某些应力可降低栅极延迟并提高开关速度。还已知对于N沟道(NMOS)FinFET和P沟道(PMOS)FinFET而言，应力的方向与所得的性能变化(即，改进或降级)之间的相应关系可能是相反的。例如，在NMOS FinFET中，沿沟道方向(即，鳍的延伸方向)的张应力可增加电子移动性，并且因此改进FinFET速度。然而，在PMOS FinFET中，相反情况可以成立，即张应力可使性能降级而压应力增加电子移动性。

常规应力源元件技术因此可包括在结构和材料方面彼此显著不同的NMOS FinFET应力源和PMOS FinFET应力源，以分别引入相反的应力。结构和材料方面的差异可增加制造工艺的成本。

概述

本概述标识一些示例方面，且不是所公开的主题的穷尽性描述。无论特征被包括在本概述中还是从本概述中省略都不旨在指示相对重要性。描述了附加特征和方面，并且这些附加特征和方面将在阅读以下详细描述并查看形成该详细描述的一部分的附图之际变得对本领域技术人员显而易见。

公开了FinFET器件，并且FinFET器件中的一者或多者的示例特征可包括由半导体形成的鳍，该鳍被配置成在鳍方向上延伸并具有沟道区。各特征还可包括例如横贯鳍方向延伸的栅极应力源部件，其由金属制成且具有栅极面，并且栅极面可被配置成在沟道区中骑跨并啮合该鳍。各特征还可包括至少两个横向应力源部件，每一横向应力源部件由金属制成且被配置成在沟道区外部的相应至少两个区域处骑跨并啮合该鳍。在一方面，栅极应力源部件可被配置成具有部分切口，并且该部分切口可被配置成形成与该鳍相邻且与该鳍间隔开切割距离的部分切割边缘。在一附加方面，栅极应力源部件可被进一步配置成在该鳍中贯穿栅极面促生具有一量级的横向应力。在另一方面，至少两个横向应力源部件可被配置成在沟道区外部的至少两个相应区域处在该鳍中促生至少两个附加横向应力。在一方面，该量级可至少部分地基于切割距离，并且其中该量级和该鳍中的该至少两个附加横向应力的组合在沟道区中引发纵向压应变。

公开了用于选择性地设置FinFET鳍沟道区中的纵向应变的各种方法。在一方面，各种方法中的一者或多者中的操作可包括例如：形成与给定公共轴平行延伸的一组鳍，其中该组鳍中的每一鳍可包括沟道区；以及形成一组过程中栅极(in-process gate)，其中该组过程中栅极中的每一过程中栅极可由金属形成，并且其中该组过程中栅极中的各个过程中栅极可被配置成骑跨并啮合该组鳍中的各个鳍。在另一方面，各操作可包括例如在该组过程中栅极中的所选过程中栅极中形成部分切口的图案，其中部分切口的图案可被配置成形成与来自该组鳍中的一鳍相邻并间隔开相应距离的部分切割边缘，其中相应距离可被配置成至少部分地设定所选过程中栅极在鳍中促生的横向应力。

公开了附加FinFET器件，并且附加FinFET器件中的一者或多者的示例特征可包括由半导体形成的鳍，该鳍被配置成在鳍方向上延伸。附加特征可包括例如沟道区和横贯鳍方向延伸的栅极应力源部件，该栅极应力源部件由金属制成且具有栅极面，其中栅极面可被配置成在沟道区中骑跨并啮合该鳍。各特征还可包括例如至少两个横向应力源部件，该至少两个横向应力源部件由金属制成且被配置成在沟道区外部的相应区域处骑跨并啮合该鳍。在一方面，栅极应力源部件可被配置成在该鳍中贯穿栅极面促生具有横向应力量级的横向应力。在另一方面，该至少两个切口可被配置成形成与鳍相邻且间隔开相应切割距离的相应边缘。在一方面，该至少两个横向应力源部件可被进一步配置成在沟道区外部的相应区域处在该鳍中促生具有相应量级的相应附加横向应力，并且该相应量级可至少部分地基于相应切割距离。在又一方面，相应切割距离可被设置，其中横向应力量级和相应量级的组合可在沟道区中引发纵向拉伸应变。