靜電放電保護器件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明構(gòu)思涉及靜電放電(ESD)保護器件。更具體地，本發(fā)明構(gòu)思涉及鰭式場效應(yīng)晶體管(finFET)型ESD保護器件。
【背景技術(shù)】
[0002]ESD保護器件可以具有形成為彼此間隔開的柵結(jié)構(gòu)。在finFET型ESD裝置中，這些柵結(jié)構(gòu)可以彼此間隔開相對大的距離?？梢陨L外延層來填充柵結(jié)構(gòu)之間的凹陷，并且接觸插塞可以形成在外延層上。外部電壓可以施加到接觸插塞以有利于柵結(jié)構(gòu)的靜電放電。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]根據(jù)按照本發(fā)明構(gòu)思的實施方式，提供一種ESD保護器件，該ESD保護器件包括:基板，包括在第一方向上延伸的有源鰭；多個柵結(jié)構(gòu)，每個柵結(jié)構(gòu)在與第一方向成一角度的第二方向上延伸并分別覆蓋有源鰭的部分；外延層，在有源鰭的位于柵結(jié)構(gòu)之間的部分上；雜質(zhì)區(qū)，在外延層下面；以及接觸插塞，接觸外延層的頂部，其中雜質(zhì)區(qū)在第一方向上的中央部分比雜質(zhì)區(qū)的的邊緣部分厚，雜質(zhì)區(qū)的邊緣部分在第一方向上位于中央部分的側(cè)部，接觸插塞位于雜質(zhì)區(qū)的中央部分之上。
[0004]根據(jù)按照本發(fā)明構(gòu)思的另一實施方式，提供一種靜電放電(ESD)保護器件，該ESD保護器件包括:基板，包括在第一方向上延伸的有源鰭；多個柵結(jié)構(gòu)，布置在第一方向上，每個柵結(jié)構(gòu)在與第一方向成給定角度的第二方向上延伸并覆蓋有源鰭的相應(yīng)部分；外延層，在有源鰭的位于柵結(jié)構(gòu)中的相鄰柵結(jié)構(gòu)之間的部分上具有在第一方向上彼此間隔開的部分；第一雜質(zhì)區(qū)，在外延層的所述部分之間的有源鰭的上部處；以及接觸插塞，接觸雜質(zhì)區(qū)的頂部。
[0005]根據(jù)按照本發(fā)明構(gòu)思的另一實施方式，提供一種靜電放電(ESD)保護器件，該ESD保護器件包括:基板，包括在第一方向上縱向地延伸的有源鰭，基板在其中具有至少一個凹陷，該至少一個凹陷在有源鰭的至少上部中延伸，基板具有至少一個雜質(zhì)區(qū)；成對柵結(jié)構(gòu)，設(shè)置在有源鰭上，所述柵結(jié)構(gòu)在有源鰭的縱向方向上彼此間隔開，所述至少一個凹陷的每個在縱向方向上位于所述柵結(jié)構(gòu)之間，所述至少一個雜質(zhì)區(qū)的每個在縱向方向上位于有源鰭在所述柵結(jié)構(gòu)之間的部分中；外延層，在所述柵結(jié)構(gòu)的彼此面對的側(cè)部的下部上延伸并延伸到所述至少一個凹陷的每個中；接觸插塞，在所述柵結(jié)構(gòu)之間豎直地延伸并接觸外延層的頂部或者雜質(zhì)區(qū)的頂部；以及隔離層，覆蓋有源鰭的下部的相反兩側(cè)。
【附圖說明】
[0006]通過以下結(jié)合附圖的詳細說明，根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實施方式將被更清楚地理解。圖1至圖67表示如這里所述的根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的非限制性的實施方式。
[0007]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實施方式的靜電放電(ESD)保護器件的平面圖；
[0008]圖2至圖5是分別沿圖1中的線A-A’、B_B’、C_C’和D_D’截取的截面圖；
[0009]圖6至圖28示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的制造ESD保護器件的方法的實施方式的各階段，圖6是平面圖，圖9、12、14、16、18、21、23和27是每個沿與圖1的線A-A’相應(yīng)的線截取的截面圖，圖7、15、19和24是每個沿與圖1的線B-B’相應(yīng)的線截取的截面圖，圖10、25和28是每個沿與圖1的線C-C’相應(yīng)的線截取的截面圖，圖20是沿與圖1的線D-D’相應(yīng)的線截取的截面圖；
[0010]圖29是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實施方式的ESD保護器件的平面圖；
[0011]圖30至圖33是分別沿圖29中的線A-A’、B-B，、C-C’和D-D’截取的截面圖；
[0012]圖34是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的ESD保護器件的另一實施方式的平面圖；
[0013]圖35至圖37是分別沿圖34中的線A-A’、B-B’、C-C’和D-D’截取的截面圖；
[0014]圖38至圖45示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的制造ESD保護器件的方法的另一實施方式，圖38、40和42是平面圖，圖39、41、43和45是沿相應(yīng)的平面圖的線A-A’截取的截面圖，圖44是沿相應(yīng)的圖42的平面圖的線D-D’截取的截面圖；
[0015]圖46是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實施方式的ESD保護器件的截面圖；
[0016]圖47是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實施方式的制造ESD保護器件的方法的各階段的截面圖；
[0017]圖48是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的ESD保護器件的另一實施方式的平面圖；
[0018]圖49,50至51是分別沿圖48中的線A-A，、B-B，和D-D，截取的截面圖；
[0019]圖52是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的ESD保護器件的另一實施方式的平面圖；
[0020]圖53、54和55是分別沿圖52的線A_A’、B-B’和D-D’截取的截面圖；
[0021]圖56至圖63示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的制造ESD保護器件的方法的另一實施方式的各階段，圖56、58和60是平面圖，圖57、59、61和63是沿相應(yīng)的平面圖的線A-A’截取的截面圖，圖62是沿對應(yīng)于圖52的線D-D’的方向截取的截面圖；
[0022]圖64是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的ESD保護器件的另一實施方式的平面圖；以及
[0023]圖65、66和67是分別沿圖54的線A_A’、B_B’和D_D’截取的ESD保護器件的截面圖。
【具體實施方式】
[0024]在下文將參照附圖更充分地描述根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的各種實施方式，在附圖中示出了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些實施方式。然而，本發(fā)明構(gòu)思可以以許多不同的形式實施，而不應(yīng)被解釋為限于這里闡述的根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實施方式。而是，提供根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的這些實施方式使得本說明書將全面和完整，并將本發(fā)明構(gòu)思的范圍充分傳達給本領(lǐng)域技術(shù)人員。在附圖中，為了清晰，層和區(qū)域的尺寸及相對尺寸可以被夸大。
[0025]將理解，當一元件或?qū)颖环Q為“在”另一元件或?qū)印吧稀?、“連接到”或“聯(lián)接到”另一元件或?qū)訒r，它可以直接在另一元件或?qū)由?、直接連接到或聯(lián)接到另一元件或?qū)?，或者可以存在插入元件或?qū)?。相反，當一元件被稱為“直接在”另一元件或?qū)印吧稀?、“直接連接到”或“直接聯(lián)接到”另一元件或?qū)訒r，不存在插入的元件或?qū)印Ｐg(shù)語“延伸”當未限制時將通常指具有線形形式的元件或特征的長度方向或縱向方向，也就是最大的尺寸，或者指層中的諸如開口、溝槽、凹陷等的特征的垂直方向，如上下文和附圖將闡明的。相同的附圖標記始終指代相同的元件。如這里所用的，術(shù)語“和/或”包括一個或多個相關(guān)所列項目的任何及所有組合。
[0026]將理解，盡管這里可以使用術(shù)語第一、第二、第三、第四等來描述各種元件、組件、區(qū)域、層和/或部分，但是這些元件、組件、區(qū)域、層和/或部分不應(yīng)受到這些術(shù)語限制。這些術(shù)語僅用于將一個元件、組件、區(qū)域、層或部分與另一區(qū)域、層或部分區(qū)別開。因此，下面討論的第一元件、組件、區(qū)域、層或部分可以被稱為第二元件、組件、區(qū)域、層或部分，而不背離本發(fā)明構(gòu)思的教導(dǎo)。
[0027]為了便于描述，這里可以使用空間關(guān)系術(shù)語諸如“在...之下”、“在...下面”、“下”、“上面”、“上”等來描述一個元件或特征與另一個(些)元件或特征如附圖所示的關(guān)系。將理解，空間關(guān)系術(shù)語旨在涵蓋除附圖所示的取向之外器件在使用或操作中的不同的取向。例如，如果附圖中的器件被翻轉(zhuǎn)，則被描述為“在”其他元件或特征“下面”或“之下”的元件將取向為在其他元件或特征“之上”。因此，示范性術(shù)語“在...下面”能夠涵蓋之上和之下兩種取向。器件可以被另外地取向(旋轉(zhuǎn)90度或在其他的取向)，這里使用的空間關(guān)系描述符被相應(yīng)地解釋。
[0028]這里使用的術(shù)語僅是為了描述根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的特定實施方式的目的而并不旨在限制本發(fā)明構(gòu)思。如這里所用的，單數(shù)形式“一”和“該”旨在也包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文另外清楚地指示。還將理解，術(shù)語“包括”和/或“包含”當在本說明書中使用時，指定存在所述特征、整體、步驟、操作、元件和/或組件，但是并不排除一個或多個其他特征、整體、步驟、操作、元件、組件和/或其組的存在或添加。
[0029]這里參照截面圖描述了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實施方式，該截面圖是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的理想化實施方式(和中間結(jié)構(gòu))的示意圖。因而，例如由制造技術(shù)和/或公差引起的圖示形狀的偏離是可能發(fā)生的。因此，根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實施方式不應(yīng)被解釋為限于這里示出的區(qū)域的特定形狀，而是包括例如由制造引起的形狀偏差。例如，示出為矩形的注入?yún)^(qū)域?qū)⑼ǔ＞哂袌A化或彎曲的特征和/或在其邊緣處的注入濃度的梯度，而不是從注入?yún)^(qū)域至非注入?yún)^(qū)域的二元變化。同樣地，通過注入形成的掩埋區(qū)可以導(dǎo)致在掩埋區(qū)與通過其發(fā)生注入的表面之間的區(qū)域內(nèi)的一些注入。因此，附圖中示出的區(qū)域在本質(zhì)上是示意性的，它們的形狀并非要示出器件的區(qū)域的實際形狀，并非旨在限制本發(fā)明構(gòu)思的范圍。
[0030]除非另外限定，否則這里使用的所有術(shù)語(包括技術(shù)術(shù)語和科學(xué)術(shù)語)具有本發(fā)明構(gòu)思所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常理解的相同的含義。還將理解的，術(shù)語，諸如通用詞典中限定的那些，應(yīng)當被解釋為具有與它們在相關(guān)技術(shù)的語境中的含義一致的含義，而不應(yīng)被解釋為理想化或過度形式化的含義，除非這里明確地如此限定。
[0031]現(xiàn)在將參照圖1至圖5詳細描述根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的靜電放電(ESD)保護器件的實施方式。
[0032]ESD保護器件可以包括基板100、柵結(jié)構(gòu)、外延層200、雜質(zhì)區(qū)240和接觸插塞330。ESD保護器件還可以包括隔離層120、柵間隔物160以及第一和第二絕緣中間層270和320。
[0033]基板100可以是硅基板、鍺基板、硅鍺基板、絕緣體上硅(SOI)基板、絕緣體上鍺(GOI)基板等?；?00可以包括用P型雜質(zhì)例如硼、鋁等摻雜的阱區(qū)(未示出)和/或暈區(qū)(halo reg1n)(未示出)。
[0034]場區(qū)和有源區(qū)可以被限定在基板100中，場區(qū)的頂表面可以被隔離層120覆蓋，有源區(qū)的頂表面可以被隔離層120暴露。有源區(qū)可以從隔離層120突出并具有鰭的形狀從而在下文可以被稱為有源鰭105。有源鰭105可以包括下部105b和上部105a，下部105b的側(cè)部被隔離層120覆蓋，上部105a的側(cè)部不被隔離層120覆蓋而是從隔離層120向上突出。
[0035]有源鰭105可以在基本上平行于基板100的頂表面的第一方向上延伸，多個有源鰭105可以在基本上平行于基板100的頂表面且與第一方向形成給定角度的第二方向上彼此間隔開。在示出的實施方式的示例中，第二方向與第一方向形成約90度的角度，因此第一方向和第二方向基本上彼此垂直。
[0036]隔離層120可以包括氧化物，例如硅氧化物。
[0037]在根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實施方式中，柵結(jié)構(gòu)可以在每個有源鰭105的部分上方在第二方向上延伸，多個柵結(jié)構(gòu)可以在第一方向上彼此間隔開。
[0038]在根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實施方式中，柵結(jié)構(gòu)可以包括順序地堆疊在有源鰭105和隔離層120上的柵絕緣層圖案130、高k介電層圖案290以及柵電極300。高k介電層圖案290可以覆蓋柵電極300的底部和側(cè)部。柵絕緣層圖案130可以包括氧化物，例如硅氧化物；高k介電層圖案290可以包括具有高介電常數(shù)的金屬氧化物，例如鉿氧化物、鉭氧化物、鋯氧化物等；柵電極300可以包括具有低電阻的材料，例如金屬諸如鋁、銅、鉭等或者其金屬氮化物。
[0039]柵間隔物160可以形成在柵結(jié)構(gòu)的側(cè)部上，并可以包括氮化物，例如硅氮化物。
[0040]外延層200可以在凹陷180中形成在有源鰭105的位于柵結(jié)構(gòu)之間的部分上。
[0041]在示出的根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實施方式中，凹陷180的底部設(shè)置在有源鰭105的下部105b的頂表面之下的水平處。替代地，凹陷180的底部可以設(shè)置在有源鰭105的上部105a的底部之上的水平處。
[0042]在根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實施方式中，外延層200可以在第一方向上延伸，如在平面圖中看到的，其與柵結(jié)構(gòu)相鄰的部分可以相對寬。外延層200的上部在第二方向上的橫截面可以具有五邊形或六邊形的形狀。在根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實施方式中，外延層200的與柵結(jié)構(gòu)相鄰