半导体装置及其制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种半导体装置及其制造方法，其中一实施例提供一种含至少三个有源区的半导体装置。此至少三个有源区彼此相邻。此至少三个有源区的纵轴相互平行且每一有源区包含一边缘与所对应区域的纵轴相交。此至少三个有源区的边缘形成一弧形。本发明专利技术可减少图案中围绕有源区的浅沟槽隔离区所导致的应力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，且特别是涉及一种具有不规则有源区 的。
技术介绍
一般而言，半导体基材单位面积中的晶体管有源区皆具有相同长度，以使此单位 面积中所含的有源区为矩形，且每一有源区的长度即为矩形的长度。然而，图案化可能会在 每一有源区中导致较高的角隅应力，且在每一有源区中及有源区旁的浅沟槽隔离(STI)中 导致较高的应力。例如，浅沟槽隔离中的氧化物可在浅沟槽隔离中导致拉伸应力，及在有源 区中导致压缩应力。再者，图案化通常使工艺更为困难(特别是蚀刻)，其可能是因为邻近 的有源区之间有时具有不同的间距，造成不同的负载效应(loading effects)及化学反应， 使有源区的尺寸或排列难以保持规则。上述问题随晶体管尺寸微缩更显严重。此外，这些问题可能同时存在于平面场效 应晶体管及鳍式场效应晶体管中，但在鳍式场效应晶体管中也较为严重。因此，业界所需的 是一种解决上述问题及缺点的方法。
技术实现思路
为克服现有技术的缺陷，本专利技术提供一种半导体装置，包括至少三个有源区，其 中此至少三个有源区彼此紧邻，其中此至少三个有源区的纵轴相互平行，其中每一有源区 各自包含一边缘与此有源区的纵轴相交(intersecting)，且此至少三个有源区的边缘形成 一弧形。本专利技术也提供一种半导体装置的制造方法，包含提供一半导体基材；形成一光 致抗蚀剂层于此半导体基材上；图案化此半导体基材上的此光致抗蚀剂层，以使用一光掩 模来暴露出此半导体基材的一暴露部分，其中此光掩模包含一含曲线边缘的透明区域，且 其中此曲线边缘定义此半导体基材的此暴露区域的一边缘；以及蚀刻此半导体基材的此暴 露部分，以使此半导体基材的此暴露部分的此边缘定义有源区的边缘，其中每一有源区包 含一与所对应的边缘相交的纵长。本专利技术还提供一种半导体装置的制造方法，包含提供一半导体基材；在此半导 体基材上形成多个鳍；以及图案化此些鳍以使每一鳍皆包含一边缘，且此些鳍的此些边缘形成一弧形。本专利技术可减少图案中围绕有源区的浅沟槽隔离区所导致的应力。为让本专利技术的上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施 例，并配合附图，作详细说明如下。附图说明图IA显示依照本专利技术一实施例的含晶体管有源区的半导体基材区的布局。图IB显示依照本专利技术又一实施例的具有另一种边缘的有源区，其为图IA中的布 局的一部分。图2显示依照本专利技术一实施例的含具有有源区的鳍式场效应晶体管的半导体基 材的立体图。图3显示依照本专利技术另一实施例的含具有有源区的鳍式场效应晶体管的半导体 基材的布局。图4显示依照本专利技术另一实施例的含具有有源区的鳍式场效应晶体管的半导体 基材的立体图。图5A显示依照本专利技术一实施例的半导体基材的立体图。图5B显示依照图5A所示的实施例中的半导体基材的剖面图。图6A显示依照本专利技术一实施例的蚀刻工艺后的用于鳍式场效应晶体管的半导体基材。图6B显示依照图6A所示实施例的半导体基材的剖面图。图7A显示依照本专利技术一实施例的在沉积介电层后的半导体基材。图7B显示依照图7A所示实施例的半导体基材的剖面图。图8显示依照本专利技术一实施例的具有鳍及保护掩模的半导体基材的俯视图。图9显示依照图8所示实施例的经蚀刻工艺后的基材的立体图。图10显示依照本专利技术一实施例的具有鳍及切割掩模的半导体基材的俯视图。图11显示依照图10所示实施例的经蚀刻工艺的基材的立体图。图12显示依照图9或图11所示实施例的完成鳍式场效应晶体管制造的基材的剖 面图。主要附图标记说明2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、20， 有源区22、24、26、28、30、32、34、36、38、40 有源区50 半导体基材52、54、56、58、60 有源区62、64 栅极电极66、68、70、72、74、76、78、80 鳍式场效应晶体管82 隔离区84、86、88 凸状弧形150 半导体基材152、154、156、158、160 有源区162、164 栅极电极166、168、170、172、174、176、178、180 鳍式场效应晶体管182 隔离区184、186、188 凹状弧形200 半导体基材202、204、206、208、210 鳍202，、204，、206，、208，、210， 鳍202”、204”、206”、208”、210” 鳍212、214、216 暗区218 介电层220 栅极介电层222 栅极电极具体实施例方式本专利技术接下来将详加讨论各种的实施例的制造及使用。值得注意的是，本专利技术所 提供的这些实施例仅提供本专利技术的专利技术概念，且其可以宽广的形式应用于各种特定情况 下。在此所讨论的实施例仅用于举例说明，并非以各种形式限制本专利技术。在以下所描述的实施例，可称为用于鳍式场效应晶体管(FinFET)的有源区的不 规则图案。其他实施例也可包含对于其他晶体管的应用，例如平面场效应晶体管，或用于不 同的设计目的，例如增进性能或可靠度。图IA显示为依照本专利技术实施例的含晶体管有源区的半导体基材区的布局。此布 局包含有源区2至20的图案。图案为非规则性的，在此图案中，有源区群组的边缘顺应 (conform to)于凸状弧形(convex arc)的形状(相对于群组的中央)。值得注意的是，凸 状弧形的半径可延伸至图案中的一点，或延伸至图案外的一点。上述的顺应于弧形的边缘 为有源区的边缘及/或表面，其与有源区的纵轴相交(intersect)。此纵轴为一直线，沿着 有源区的通道宽度方向延伸，或者，在本专利技术附图中，为沿着X轴延伸。单一有源区的一边 缘可实质上顺应于弧形，但其也可经过圆化(rounded)以使各个独立的边缘实质上未顺应 于弧形，特别是在考虑到工艺容忍度的时候。这两种情况显示于图1B。图IB显示一实施例 为如图IA所示的有源区20的边缘，具有实质上顺应于弧形的边缘，及另一实施例为如有源 区20’的圆化边缘。上述每一实施例皆可视为在本专利技术的范围中。图2显示为依照本专利技术实施例的半导体基材50的相似区域的立体图，此区域内包 含具有有源区的鳍式场效应晶体管。此结构包含有源区，或形成鳍式场效应晶体管66至80 的鳍52至60及栅极电极62、64。此结构还包含围绕有源区52至60的隔离区82。在此， 省略其他元件以作简化，例如介电层，特别是栅极介电层。与图IA类似，有源区具有不规则 的边缘。如图2所示，鳍式场效应晶体管66至74的有源区52至60的右侧边缘顺应于凸 状弧形84。再者，有源区52及M的左侧边缘顺应于凸状弧形86。同样地，鳍式场效应晶 体管76、78及80的有源区56至60的左侧边缘顺应于凸状弧形88。由图1A、图IB及图2所示的实施例，可了解到相较于传统含规则图案的有源区的 优点。在所示的实施例中，靠近不规则图案的边缘的有源区可具有较小的尺寸。相对于位 于图案中央的有源区，以此方式缩减有源区的边界尺寸可减少此图案中围绕有源区的浅沟 槽隔离区所导致的应力。缩减有源区的边界尺寸可使浅沟槽隔离区变得较大，而可使浅沟 槽隔离区中的拉伸应力获得缓解，因而可防止浅沟槽隔离区崩溃及防止漏电流。图3显示依照本专利技术其他实施例的含晶体管有源区的半导体基材区的布局，此基 材区中包含有源区22至40。图案为非规则性的，在此图案本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体装置，包括：至少三个有源区，其中该至少三个有源区彼此紧邻，其中该至少三个有源区的纵轴相互平行，其中每一有源区各自包含一边缘与该有源区的纵轴相交，且该至少三个有源区的边缘形成一弧形。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：李宗霖，余绍铭，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71