半导体器件及其制造方法技术

一种半导体器件及其制造方法。该半导体器件具有在衬底上提供的至少一个ＮＭＯＳ器件和至少一个ＰＭＯＳ器件。ＮＭＯＳ器件的电子沟道与第一方向对准。ＰＭＯＳ器件的空穴沟道与不同的第二方向对准，第二方向相对于第一方向呈锐角。

【技术实现步骤摘要】
半导 件及其制造方法狱领域本专利技术涉及半导,件及其制造方法。
技术介绍
根据平面互补金属氧化物半导体(互补MOS，或CMOS)技术，互补载 流子型场，晶体管在半导^M底上形成，例如具有{ 100}型表面取向的 衬 底。在这种半导皿件的制造过程中，通过图案化在半导術寸底上形成的功能 层而形成电子沟道或空穴沟道，功能层例如是掺杂半导体材料层、金属层或氧 化层。图案化结构通常与半导体衬底的具体晶向对准，而具体晶向由半导体晶片周围的平面或凹口标示。当半导体结构的横向特征尺寸减小时，尤其在亚四分之一Wt技术中，器件性會^3fe^赖制3til程中产生的应力条件。这将导致负沟道MOS (NMOS) 和正沟道MOS (PMOS)器件特性修正不平衡。
技术实现思路
根据平面CMOS工艺阐述了半导皿件及其制造方法的各种实施例。半导 皿件具有在衬底上提供的至少一个NMOS器件和至少一个PMOS器件。 NMOS器件的电子沟道与第一方向对准，以及PMOS器件的空穴沟道与不同的 第二方向对准。第二方向相对于第一方向形成锐角。在理解下文详细描述的示意性特征后，本专利技术公开的这些及其它特征将变 得显而易见。附图说明Mil结合附图参考下文描述，可以更全面地理解本专利技术，图中类似的参考 数字恭示對以的特征，其中图1为根据本文描述的多个方面，示意性示出半导mi件制造方法中^ffi的半导体纟寸底。图2为根据本文描述的多个方面，示意性示出的说明性半导体制牛。 图3为根据本文描述的多个方面的说明性SRAM器件的示意电路图。 图4-22示意性示出根据多预明性实施例的半导#^件内SRAM单元的 針器件布局。图23-26示意性示出根据多个说明性实施例的半导 件内ROM阵列的 多个局部电路图。图27-31示意性示出根据多个说明性实施例的半导体器件内逻辑单元的各 个器件布局。图32-35示意性示出根据多个说明性实施例的半导 件内门阵列单元的 具体实施例方式前文概述的^h方面可以多种方式实现。以下的描Mil实现这些方面的 多种示例来说明。应理解，也可用其它实例，而且在不脱离本专利技术范围的情形 下，可对结构和功能加以改动。除非明确说明，否则这里弓间的两个或更多个元件彼此耦合或连接 意指广义上包括，(a)无需中间元件，元件彼此直接连接，或彼此直接通信，以 及(b)舰一个或多个中间元件，元件彼此间接连接，或彼此间接通信。而且， 应意识到，图中所示功能块或单元在一些实施例中可以用单独电路实施，但在 其它实施例中也可完全或部分地以公共电路实施。以下，参考附图描述各个说明性实施例。应理解，附图仅为说明性的，且 所示结构不按比例。以下所述实施例基于使用互补金属氧化物半导体(CMOS) 技术的半导條件制造方法。根据平面CMOS技术，场效应晶体管(FET)可形 成于半导^W底上，例如具有(100)表面取向的,衬底。场效应晶体管可具有 栅氧化物或其它绝缘层、形成于栅氧化层上的栅导体、在栅氧化层上的栅极旁 边形成的隔离物以及在栅极的相应侧布置的,源区和漏区。栅氧化物将在源 区和漏区之间形成的沟道与栅导体隔离。同样根据平面CMOS技术，负沟道金属氧化物半导体(NMOS)器件和正 沟道金属氧化物半导体(PMOS)器件可在半导術寸底上形成。在NMOS器件中，在源区和漏区之间形成电子沟道。在PMOS器件中，在源区和漏区之间形 成空穴沟道。源区、漏区及在源区和漏区之间延伸的沟道的掺杂半导体材料称 为有源区。在平面CMOS技术中，NMOS器件的有源区和PMOS器件的有 源区彼此分离。此分离用例如浅沟槽隔离或硅局部氧化(LOCOS)形成。具有以上魁啲部件的半导條件可舰应用一系列光刻图案化半导懒寸 底上沉积的材料层的步骤来形成。图1示意性示出根据本专利技术实施例的半导体制造方法所用的半导術寸底 (例如，在制作逝呈中其可采用半导体晶片的形式)的说明性实施例。此例中的 晶片具有{100}型表面取向。如所示，在{100}型表面平面中，存在<110〉型和 <100>型晶向。<100>型晶向相对于<110>型晶向以45度角延伸。由于半导体晶体的对称性，雜等效方向和平面族。因此，如这里所用， {100}型表面或平面指的是(100)平面和所有等效平面，例如(010)平面和(001)平 面。相应地，<100>型方向指的是[100]方向和所有等效方向，例如[100]方向、 方向和方向。在{110}型方向的情况下，等效方向为[110方向、[Oll]方向、 [101方向、[-l-10]方向、[O-l-l]方向、[-10-l]方向、[-110]方向、[O-ll]方向 禾口[10-1]方向。在以下对各个说明性实施例的描述中，除非明确说明，否则假定半导 件形成于，晶片的{100}型表面上。^Ni材料可以是p型。但是，根据其它实施例，也可用其它鄉的半导^M底，例如具有{110}型表面取向的條或11型材料。在半导^^件的制作31f呈中，半导^M底平面内的参考晶向由晶片边缘上 的凹口或平坦区域标示。通过将参考晶向与光亥幅案化工艺中使用的掩模上的 参考方向对准，半导体器件的结构和图案可相对于参考晶向定向。图2示意性示出半导條件的示例实施例。此例中半导^^袍括NMOS 器件TN和PMOS器件TP。此例中NMOS器件TN和PMOS器件TP为具有 源区S、漏区D和栅极G的场效应晶体管。有源区20N、 20P在源区S和漏区 D之间延伸。栅导体10在形成于源区S和漏区D之间的沟道上方延伸。栅导体 10与有源区20N、 20P及在其中形成的沟itiiil栅氧化物或其它绝缘层(未示 出)电隔离。器件TN和TP还具有接触30，它是相对于导电层形成的鹏。 PMOS器件TP的有源区20P在p型半导術寸底中提供的n阱40中形成。在其它实施例中，半导淋寸底可以是n型，并且NMOS器件TN的有源区20N可在 p阱中形成。为形成以上提到的结构，可j顿已知的多种单个工艺步骤如材料的 沉积、扩散、注入、氧化、亥触等。图2中，NMOS器件TN的电子沟道方向由虚线箭头标示。PMOS器件TP 的空穴沟道方向由实线箭头标示。如所示，在NMOS器件TN的电子沟道方向 和PMOS器件TP的空穴沟道方向之间形成锐角a 。如这里所用，角度a为锐 角，意思是0度< a <90度。因此，NMOS器件TN的电子沟道和PMOS器件 TP的空穴沟道未与同一晶向或等效晶向排^a线。根据一些实施例，角度a在 30度和60度之间，30度和60度也包括在内。例如，角度a可为约45度。应 理解，通过电子沟道和空穴沟道的电流极性取决于施加到源区S和漏区D的电 位。因此，釆用双头箭头标示电子沟道和空穴沟道的方向。由于NMOS器件TN的电子沟道和PMOS器件TP的空穴沟道之间形成的 锐角a，沟道的导电特性可单独得到调整。例如，电子沟道可与晶向对准来提 供高电子迁移率，以及空穴沟道可与晶向对准来提供高空穴迁移率。根据所示实施例，ffiil器件布局提供NMOS器件TN的有源区20N关于 PMOS器件TP的有源区20P的相对旋转，以及NMOS器件TN的栅导体10关 于PMOS器件TP的栅导体10的相对旋转，获得电子沟道和空穴沟道的相对取 向。在其它实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括：　通过平面ＣＭＯＳ工艺在半导体衬底上形成ＮＭＯＳ器件，其中ＮＭＯＳ器件的电子沟道与第一方向对准；以及　通过平面ＣＭＯＳ工艺在半导体衬底上形成ＰＭＯＳ器件，其中ＰＭＯＳ器件的空穴沟道与相对于第一方向形成锐角的第二方向对准。

【技术特征摘要】
US 2007-7-10 11/7755041、一种方法，包括通过平面CMOS工艺在半导体衬底上形成NMOS器件，其中NMOS器件的电子沟道与第一方向对准；以及通过平面CMOS工艺在半导体衬底上形成PMOS器件，其中PMOS器件的空穴沟道与相对于第一方向形成锐角的第二方向对准。2、 如权利要求l的方法，其中所述角度在30度和60度之间，30度和60度也包括在内。3、 如权利要求l的方法，其中所述角度为大约45度。4、 如权利要求l的方法，其中形成丽OS器^袍括在半导^M底的第一 有源区内形成NMOS器件，形成PMOS器件包括在半导術寸底的第二有源区内 形成PMOS器件，以皿二有源区与第一有源区电隔离。5、 如权利要求4的方法，其中第一有源区的沟道形成部分和第二有源区的 沟道形成部分相对于彼此旋转，以在第一方向和第二方向之间提供所述角度。6、 如权利要求l的方法，其中所述NMOS器件的栅导体的沟道形成部分 和所述PMOS器件的栅导体的沟道形成部分相对于彼此旋转，以在第一方向和 第二方向之间提供所述角度。7、 如权利要求1的方法，进一步包括定向半导術寸底，以相对于半导m寸 底的晶向设置第一方向和第二方向。8、 如权利要求l的方法，包括在半导術寸底的(100)型表面上形成丽OS 器件和PMOS器件。9、 如权利要求8的方法，其中第一方向对应于<110〉型晶向。10、 如权利要求8的方法，其中第二方向对应于<100>型晶向。11、 如权利要求l的方法，进一步包括根据半导條件的类型确定所述角度。12、 如权利要求1的方法，进一步包括根据NMOS器件和PMOS器件中 的至少一个的功能确定所述角度。13、 如权利要求1的方法，其中衬底包括晶体，该方法还包括根据衬底的 晶向选择所述角度。14、 一种半导体器件，包括 半导体衬底；通过平面CMOS工艺在所述衬底上形成的NMOS器件，其具有与第一方向对准的电子沟道；以及通过平面CMOS工艺在半导体衬底上形成的PMOS器件，其具有与相...

【专利技术属性】
技术研发人员：A休伯，W坎普，M奥斯特迈尔，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]