非对称栅控鳍式场效应晶体管(FET)(finFET)二极管制造技术

公开了一种非对称栅控鳍式场效应晶体管(FET)(finFET)二极管。在一个方面，非对称栅控finFET二极管采用包括第一类型的阱区和沿着一方向被设置的鳍部的衬底。采用包括被设置在鳍部中的第一类型掺杂材料并且在该方向上具有第一长度的第一源极/漏极区域。采用包括被设置在鳍部中的第二类型掺杂材料并且在该方向上具有大于第一长度的第二长度的第二源极/漏极区域。栅极区域被设置在第一源极/漏极区域与第二源极/漏极区域之间，并且在该方向上具有大于第一长度并且大于第二长度的第三长度。较宽的栅极区域增加了非对称栅控finFET二极管的耗尽区的长度，这减少了电流泄漏，同时避免了面积的增加。

Asymmetric grid-controlled fin field effect transistor (FET) (finFET) diodes

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】非对称栅控鳍式场效应晶体管(FET)(finFET)二极管相关申请的交叉引用本申请要求于2016年12月7日提交的题为“ASYMMETRICGATEDFINFIELDEFFECTTRANSISTOR(FET)(FINFET)DIODES”的美国专利申请序列号15/371,512的优先权，其通过引用整体并入本文。
本公开的技术总体上涉及二极管，并且更具体地涉及减少二极管中的电流泄漏。
技术介绍
静电放电(ESD)是集成电路(IC)中的可靠性问题的常见原因。ESD是瞬态电压浪涌(负或正)，其可以在电路中引起大的电流。为了保护电路免受ESD浪涌的损坏，保护方案试图为正和负ESD浪涌两者提供放电路径。常规二极管可以用在ESD保护电路中以钳位正和负ESD浪涌的电压以分流并且防止过量电流被施加到受保护电路。例如，图1图示了被配置为向受保护电路102提供ESD保护的示例性ESD保护电路100。ESD保护电路100被耦合在电压轨104与接地轨106之间以便保护受保护电路102免受正负ESD浪涌两者的影响。以这种方式，ESD保护电路100包括正浪涌二极管108和负浪涌二极管110。正浪涌二极管108钳位信号引脚112上的正电压。具体地，响应于信号引脚112上的正ESD浪涌，正浪涌二极管108被正向偏置并且将信号引脚112上的电压钳位到电压轨104上方的一个二极管压降。来自这种正ESD浪涌的能量以正向偏置模式被传导通过正浪涌二极管108，并且被消散到电压轨104上。相反，负浪涌二极管110钳位信号引脚112上的负电压。更具体地，响应于信号引脚112上的负ESD浪涌，负浪涌二极管110被正向偏置以便相对于受保护电路102提供低阻抗路径。来自负ESD浪涌的能量消散到接地轨106上。虽然图1中的ESD保护电路100提供针对ESD浪涌的保护，但是ESD保护电路100的各种设计参数可能负面地影响相应的IC。例如，当正浪涌二极管108和负浪涌二极管110按比例缩小到十(10)纳米(nm)及以下的节点尺寸时，正浪涌二极管108和负浪涌二极管110经历电流泄漏的增加，因此增加了ESD保护电路100的功耗。由较高电流泄漏引起的增加的功耗可以减少采用ESD保护电路102的移动计算设备(例如，智能电话、平板电脑等)的电池寿命。因此，减少与正浪涌二极管108和负浪涌二极管110相对应的电流泄漏以便降低ESD保护电路100的功耗将是有利的。
技术实现思路
本文中公开的各方面包括一种非对称栅控鳍式场效应晶体管(FET)(finFET)二极管。在一个方面，非对称栅控finFET二极管采用包括第一类型(例如，N型或P型)的阱区和沿着一方向被设置的鳍部的衬底。非对称栅控finFET二极管还采用在该方向上具有第一长度的第一源极/漏极区域。第一源极/漏极区域采用被设置在鳍部中的第一类型掺杂材料(例如，N型或P型)。另外，采用在该方向上具有大于第一长度的第二长度的第二源极/漏极区域。第二源极/漏极区域采用被设置在鳍部中的第二类型掺杂材料(例如，N型或P型)。非对称栅控finFET二极管还包括被设置在第一源极/漏极区域与第二源极/漏极区域之间的栅极区域。栅极区域在该方向上具有第三长度，该第三长度大于第一源极/漏极区域的第一长度并且大于第二源极/漏极区域的第二长度。以这种方式，与采用相同尺寸的第一源极/漏极区域、第二源极/漏极区域和栅极区域的传统的对称二极管的栅极区域相比，非对称栅控finFET二极管的栅极区域更宽。更宽的栅极区域增加了相应的沟道长度，因此增加了与非对称栅控finFET二极管的P/N结相对应的耗尽区的长度。与传统的对称栅控finFET二极管相比，更宽的耗尽区减少了电流泄漏。此外，通过如上所述形成第一源极/漏极区域、第二源极/漏极区域和栅极区域，非对称栅控finFET二极管可以实现与传统的对称栅极finFET二极管相同的面积。因此，非对称栅控finFET二极管实现了减小的电流泄漏，并且从而降低了功耗，同时避免了面积的增加。在这点上，在一个方面，提供了一种非对称栅控finFET二极管。非对称栅控finFET二极管包括衬底。衬底包括第一类型阱区和沿着一方向被设置的鳍部。非对称栅控finFET二极管还包括在该方向上具有第一长度的第一源极/漏极区域，其中第一源极/漏极区域包括被设置在鳍部中的第一类型掺杂材料。非对称栅控finFET二极管还包括在该方向上具有大于第一长度的第二长度的第二源极/漏极区域，其中第二源极/漏极区域包括被设置在鳍部中的第二类型掺杂材料。非对称栅控finFET二极管还包括被设置在第一源极/漏极区域与第二源极/漏极区域之间的栅极区域，栅极区域在该方向上具有大于第一长度并且大于第二长度的第三长度。在另一方面，提供了一种非对称栅控finFET二极管。非对称栅控finFET二极管包括用于提供衬底的装置。用于提供衬底的装置包括第一类型阱区和沿着一方向被设置的鳍部。非对称栅控finFET二极管还包括用于提供在该方向上具有第一长度的第一源极/漏极区域的装置，其中第一源极/漏极区域包括被设置在鳍部中的第一类型掺杂材料。非对称栅控finFET二极管还包括用于提供在该方向上具有大于第一长度的第二长度的第二源极/漏极区域的装置，其中第二源极/漏极区域包括被设置在鳍部中的第二类型掺杂材料。非对称栅控finFET二极管还包括用于提供被设置在第一源极/漏极区域与第二源极/漏极区域之间的栅极区域的装置，该栅极区域在该方向上具有大于第一长度并且大于第二长度的第三长度。在另一方面，提供了一种制造非对称栅控finFET二极管的方法。该方法包括提供包括第一类型阱区和沿着一方向被设置的鳍部的衬底。该方法还包括形成与鳍部相对应的栅极区域，其中栅极区域在该方向上具有第三长度。该方法还包括在鳍部中的第一源极/漏极区域中设置第一类型掺杂材料，其中第一源极/漏极区域在该方向上具有小于第三长度的第一长度。该方法还包括在鳍部中的第二源极/漏极区域中设置第二类型掺杂材料，其中第二源极/漏极区域在该方向上具有大于第一长度并且小于第三长度的第二长度。在另一方面，提供了一种装置。该装置包括静电放电(ESD)保护电路。ESD保护电路包括被耦合到信号引脚和电压轨的正浪涌二极管。正浪涌二极管包括衬底，该衬底包括N型阱区和沿着一方向被设置的鳍部。正浪涌二极管还包括在该方向上具有第一长度的第一源极/漏极区域，其中正浪涌二极管的第一源极/漏极区域包括被设置在鳍部中的N型掺杂材料。正浪涌二极管还包括在该方向上具有大于第一长度的第二长度的第二源极/漏极区域，其中正浪涌二极管的第二源极/漏极区域包括被设置在鳍部中的P型掺杂材料。正浪涌二极管还包括被设置在正浪涌二极管的第二源极/漏极区域与第一源极/漏极区域之间并且在该方向上具有第三长度的栅极区域，第三长度大于第一长度并且大于第二长度。ESD保护电路还包括被耦合到信号引脚和接地轨的负浪涌二极管。负浪涌二极管包括衬底，该衬底包括P型阱区和沿着上述方向被设置的鳍部。负浪涌二极管还包括在该方向上具有第一长度的第一源极/漏极区域，其中负浪涌二极管的第一源极/漏极区域包括被设置在鳍部中的P型掺杂材料。负浪涌二极管还包括在该方向上具有第二长度的第二源极/漏极区域，其中负浪本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种非对称栅控鳍式场效应晶体管(FET)(finFET)二极管，包括：衬底，包括：第一类型阱区；以及沿着一方向被设置的鳍部；第一源极/漏极区域，在所述方向上具有第一长度，其中所述第一源极/漏极区域包括被设置在所述鳍部中的第一类型掺杂材料；第二源极/漏极区域，在所述方向上具有第二长度，所述第二长度大于所述第一长度，其中所述第二源极/漏极区域包括被设置在所述鳍部中的第二类型掺杂材料；以及栅极区域，被设置在所述第一源极/漏极区域与所述第二源极/漏极区域之间并且在所述方向上具有第三长度，所述第三长度大于所述第一长度并且大于所述第二长度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.07 US 15/371,5121.一种非对称栅控鳍式场效应晶体管(FET)(finFET)二极管，包括：衬底，包括：第一类型阱区；以及沿着一方向被设置的鳍部；第一源极/漏极区域，在所述方向上具有第一长度，其中所述第一源极/漏极区域包括被设置在所述鳍部中的第一类型掺杂材料；第二源极/漏极区域，在所述方向上具有第二长度，所述第二长度大于所述第一长度，其中所述第二源极/漏极区域包括被设置在所述鳍部中的第二类型掺杂材料；以及栅极区域，被设置在所述第一源极/漏极区域与所述第二源极/漏极区域之间并且在所述方向上具有第三长度，所述第三长度大于所述第一长度并且大于所述第二长度。2.根据权利要求1所述的非对称栅控finFET二极管，其中：所述第一源极/漏极区域还包括：第一间隔物，被设置在所述鳍部之上并且在所述第一类型掺杂材料的第一侧面上；以及第二间隔物，被设置在所述鳍部之上并且在所述第一类型掺杂材料的第二侧面上，所述第一类型掺杂材料的第二侧面与所述第一类型掺杂材料的所述第一侧面不同；所述第二源极/漏极区域还包括：第一间隔物，被设置在所述鳍部之上并且在所述第二类型掺杂材料的第一侧面上；以及第二间隔物，被设置在所述鳍部之上并且在所述第二类型掺杂材料的第二侧面上，所述第二类型掺杂材料的第二侧面与所述第二类型掺杂材料的所述第一侧面不同；以及所述栅极区域还包括被设置在所述鳍部之上的栅极。3.根据权利要求1所述的非对称栅控finFET二极管，其中所述栅极区域包括：第一间隔物，被设置在所述鳍部之上并且邻近所述第一源极/漏极区域；以及第二间隔物，被设置在所述鳍部之上并且邻近所述第二源极/漏极区域。4.根据权利要求1所述的非对称栅控finFET二极管，其中所述第三长度近似等于所述第二长度加上所述第二长度与所述第一长度的差值。5.根据权利要求1所述的非对称栅控finFET二极管，其中：所述第一类型阱区包括N型阱区；所述第一源极/漏极区域的所述第一类型掺杂材料包括N型掺杂材料；以及所述第二源极/漏极区域的所述第二类型掺杂材料包括P型掺杂材料。6.根据权利要求4所述的非对称栅控finFET二极管，其中：所述第二源极/漏极区域包括阳极；以及所述第一源极/漏极区域包括阴极。7.根据权利要求1所述的非对称栅控finFET二极管，其中：所述第一类型阱区包括P型阱区；所述第一源极/漏极区域的所述第一类型掺杂材料包括P型掺杂材料；以及所述第二源极/漏极区域的所述第二类型掺杂材料包括N型掺杂材料。8.根据权利要求7所述的非对称栅控finFET二极管，其中：所述第二源极/漏极区域包括阴极；以及所述第一源极/漏极区域包括阳极。9.根据权利要求1所述的非对称栅控finFET二极管，其中所述第一长度近似等于基本规则最小长度。10.根据权利要求1所述的非对称栅控finFET二极管，还包括被设置在所述第一类型阱区中并且位于所述第一源极/漏极区域下方的体掺杂插塞，其中所述体掺杂插塞包括所述第一类型掺杂材料。11.根据权利要求1所述的非对称栅控finFET二极管，还包括：多个第一源极/漏极区域，其中每个第一源极/漏极区域在所述方向上具有所述第一长度并且包括被设置在所述鳍部中的所述第一类型掺杂材料；多个第二源极/漏极区域，其中每个第二源极/漏极区域在所述方向上具有所述第二长度并且包括被设置在所述鳍部中的所述第二类型掺杂材料；以及多个栅极区域，其中每个栅极区域被形成在相应的第二源极/漏极区域与相应的第一源极/漏极区域之间并且在所述方向上具有所述第三长度。12.一种非对称栅控鳍式场效应晶体管(FET)(finFET)二极管，包括：用于提供衬底的装置，所述衬底包括：第一类型阱区；以及沿着一方向被设置的鳍部；用于提供在所述方向上具有第一长度的第一源极/漏极区域的装置，其中所述第一源极/漏极区域包括被设置在所述鳍部中的第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：王昊，杨海宁，陈小楠，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US