一种半导体器件及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种半导体器件及其制造方法，在衬底上形成有至少一个鳍式结构，鳍式结构沿第一方向排布；横跨鳍式结构的至少两个金属栅极，每个所述金属栅极覆盖于鳍式结构的部分顶部表面和部分侧壁表面，金属栅极沿第二方向排布，第二方向和第一方向垂直交叉；至少相邻的金属栅极之间包括至少一个虚拟栅极，每个虚拟栅极两侧的电位相等。这样，金属栅极之间设置的每个虚拟栅极两侧的电位相等，使得虚拟栅极两侧的源区和漏区的电位相等，从而使得虚拟栅极两侧的源区和漏区不存在跨电压，同时减小短沟道效应的影响，进而减少产生额外的电流和自加热，降低晶体管的自加热。

【技术实现步骤摘要】
一种半导体器件及其制造方法
本专利技术涉及半导体
，特别涉及一种半导体器件及其制造方法。
技术介绍
鳍式场效应晶体管(FinField-EffectTransistor，FinFET)的鳍形结构增大了金属栅极围绕沟道的面积，加强了金属栅极对沟道的控制，从而可以有效缓解平面器件中出现的短沟道效应，大幅缩短晶体管的栅长。随着工艺节点的前进，金属栅极密度增加会导致FinFET产生更多无法通过衬底完全散热的局部热点，而局部的功耗热点也会转化为更高的局部自热。在电路正常工作时晶体管的自热效应随着工艺节点的前进会变得更加显著，导致后道工艺(BEOL)的可靠性下降。目前降低FinFET自加热的方法可以通过增加虚拟栅极，减少晶体管的密度，但是当虚拟栅极被浮接(floating)时，源漏两端仍有跨电压，而且金属栅极长度较短时，由于短沟道效应，容易产生额外的漏电，产生热源去加热晶体管，进而增大晶体管的自加热。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种半导体器件及其制造方法，以降低晶体管的自加热。为实现上述目的，本专利技术有如下技术方案：一种半导体器件，包括：衬底，所述衬底上形成有至少一个鳍式结构，所述鳍式结构沿第一方向排布；横跨所述鳍式结构的至少两个金属栅极，每个所述金属栅极覆盖于所述鳍式结构的部分顶部表面和部分侧壁表面，所述金属栅极沿第二方向排布，所述第二方向和所述第一方向垂直交叉；至少两个相邻的所述金属栅极之间包括至少一个虚拟栅极，每个所述虚拟栅极两侧的电位相等。可选的，还包括通过以下方式使所述每个所述虚拟栅极两侧的电位相等：在每个所述虚拟栅极的两侧连接相同的偏置电压。可选的，还包括：在至少一个所述金属栅极上依次连接有第一金属线、第二金属线、第三金属线和第四金属线；利用所述第一金属线和所述第四金属线之间的电压，以及所述第二金属线和所述第三金属线之间的电流，获得所述至少一个金属栅极的电阻，所述电阻用于获得所述至少一个金属栅极的温度。可选的，还包括：在至少一个所述金属栅极的第一位置连接有所述第一金属线和第二金属线；在所述至少一个金属栅极的第二位置连接有所述第三金属线和所述第四金属线。可选的，所述至少两个相邻的所述金属栅极之间包括至少一个虚拟栅极，每个虚拟栅极两侧的电位相等，具体包括：至少两个相邻的所述金属栅极之间包括多个虚拟栅极，所述多个虚拟栅极中源区和漏区的电位相等且与所述多个虚拟栅极中每个虚拟栅极之间的电位相等。一种半导体器件的制造方法，包括：提供衬底，在所述衬底上形成有至少一个鳍式结构，所述鳍式结构沿第一方向排布；形成横跨所述鳍式结构的至少两个金属栅极，每个所述金属栅极覆盖于所述鳍式结构的部分顶部表面和部分侧壁表面，所述金属栅极沿第二方向排布，所述第二方向和所述第一方向垂直交叉；在至少两个相邻的所述金属栅极之间设置至少一个虚拟栅极，每个所述虚拟栅极两侧的电位相等。可选的，所述在至少两个相邻的所述金属栅极之间设置至少一个虚拟栅极，每个所述虚拟栅极两侧的电位相等，具体包括：在至少两个相邻的所述金属栅极之间设置至少一个虚拟栅极，在每个所述虚拟栅极的两侧连接相同的偏置电压，以使每个所述虚拟栅极两侧的电位相等。可选的，还包括：在至少一个所述金属栅极上依次连接第一金属线、第二金属线、第三金属线和第四金属线；利用所述第一金属线和所述第四金属线之间的电压，以及所述第二金属线和所述第三金属线之间的电流，获得所述至少一个金属栅极的电阻，所述电阻用于获得所述至少一个金属栅极的温度。可选的，还包括：在至少一个所述金属栅极的第一位置连接第一金属线和第二金属线；在所述至少一个金属栅极的第二位置连接第三金属线和第四金属线。可选的，所述在至少相邻的所述金属栅极之间设置至少一个虚拟栅极，每个所述虚拟栅极两侧的电位相等，具体包括：在至少两个相邻的所述金属栅极之间设置有多个虚拟栅极，所述多个虚拟栅极中源区和漏区的电位相等且与所述多个虚拟栅极中每个虚拟栅极之间的电位相等。本专利技术实施例提供的一种半导体器件，在衬底上形成有至少一个鳍式结构，鳍式结构沿第一方向排布；横跨鳍式结构的至少两个金属栅极，每个所述金属栅极覆盖于鳍式结构的部分顶部表面和部分侧壁表面，金属栅极沿第二方向排布，第二方向和第一方向垂直交叉；至少相邻的金属栅极之间包括至少一个虚拟栅极，每个虚拟栅极两侧的电位相等。这样，金属栅极之间设置的每个虚拟栅极两侧的电位相等，使得虚拟栅极两侧的源区和漏区的电位相等，从而使得虚拟栅极两侧的源区和漏区不存在跨电压，同时减小短沟道效应的影响，进而减少产生额外的电流和自加热，降低晶体管的自加热。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1示出了根据本专利技术实施例一种半导体器件的制造方法的流程示意图；图2-6示出了根据本专利技术实施例一种半导体器件的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术还可以采用其它不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似推广，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。正如
技术介绍
的描述，目前降低FinFET自加热的方法可以通过增加虚拟栅极，减少晶体管的密度，但是当虚拟栅极被浮接(floating)时，源漏两端仍有跨电压，而且金属栅极长度较短时，由于短沟道效应，容易产生额外的漏电，产生热源去加热晶体管，进而增大晶体管的自加热。为此，本申请提供一种半导体器件，在衬底上形成有至少一个鳍式结构，鳍式结构沿第一方向排布；横跨鳍式结构的至少两个金属栅极，每个所述金属栅极覆盖于鳍式结构的部分顶部表面和部分侧壁表面，金属栅极沿第二方向排布，第二方向和第一方向垂直交叉；至少相邻的金属栅极之间包括至少一个虚拟栅极，每个虚拟栅极两侧的电位相等。这样，金属栅极之间设置的每个虚拟栅极两侧的电位相等，使得虚拟栅极两侧的源区和漏区的电位相等，使得虚拟栅极两侧的源区和漏区不存在跨电压，同时不会受到短沟道效应的影响，进而不会产生额外的电流和自加热，降低晶体管的自加热。为了便于理解本申请的技术方案和技术效果，以下将结合附图对具体的实施例进行详细的说明。本申请实施例提供一种半导体器件，参考图2-4所示，包括：衬底100，衬底100上形成有至少一个鳍式结构110，鳍式结构110沿第一方向排布；横跨鳍式结构110的至少两个金属栅极130，每个金属本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体器件，其特征在于，包括：/n衬底，所述衬底上形成有至少一个鳍式结构，所述鳍式结构沿第一方向排布；/n横跨所述鳍式结构的至少两个金属栅极，每个所述金属栅极覆盖于所述鳍式结构的部分顶部表面和部分侧壁表面，所述金属栅极沿第二方向排布，所述第二方向和所述第一方向垂直交叉；/n至少两个相邻的所述金属栅极之间包括至少一个虚拟栅极，每个所述虚拟栅极两侧的电位相等。/n

【技术特征摘要】
1.一种半导体器件，其特征在于，包括：
衬底，所述衬底上形成有至少一个鳍式结构，所述鳍式结构沿第一方向排布；
横跨所述鳍式结构的至少两个金属栅极，每个所述金属栅极覆盖于所述鳍式结构的部分顶部表面和部分侧壁表面，所述金属栅极沿第二方向排布，所述第二方向和所述第一方向垂直交叉；
至少两个相邻的所述金属栅极之间包括至少一个虚拟栅极，每个所述虚拟栅极两侧的电位相等。


2.根据权利要求1所述的器件，其特征在于，还包括通过以下方式使所述每个所述虚拟栅极两侧的电位相等：
在每个所述虚拟栅极的两侧连接相同的偏置电压。


3.根据权利要求1所述的器件，其特征在于，还包括：
在至少一个所述金属栅极上依次连接有第一金属线、第二金属线、第三金属线和第四金属线；
利用所述第一金属线和所述第四金属线之间的电压，以及所述第二金属线和所述第三金属线之间的电流，获得所述至少一个金属栅极的电阻，所述电阻用于获得所述至少一个金属栅极的温度。


4.根据权利要求1所述的器件，其特征在于，还包括：
在至少一个所述金属栅极的第一位置连接有所述第一金属线和第二金属线；
在所述至少一个金属栅极的第二位置连接有所述第三金属线和所述第四金属线；
利用所述第一金属线和所述第四金属线之间的电压，以及所述第二金属线和所述第三金属线之间的电流，获得所述至少一个金属栅极的电阻，所述电阻用于获得所述至少一个金属栅极的温度。


5.根据权利要求1所述的器件，其特征在于，所述至少两个相邻的所述金属栅极之间包括至少一个虚拟栅极，每个虚拟栅极两侧的电位相等，具体包括：
至少两个相邻的所述金属栅极之间包括多个虚拟栅极，所述多个虚拟栅极中源区和漏区的电位相等且与所述多个虚拟栅极中每个虚拟栅极之间的电位相等。

【专利技术属性】
技术研发人员：陳尚志，張玉靜，楊忙，孫至鼎，
申请(专利权)人：泉芯集成电路制造济南有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37