本申请公开了一种SRAM单元及其制作方法。该SRAM单元包括：半导体层；以及在半导体层上形成的第一鳍式场效应晶体管(FinFET)和第二FinFET，其中所述第一FinFET包括对所述半导体层构图而形成的第一鳍片，所述第一鳍片具有第一顶面和第一底面，所述第二FinFET包括对所述半导体层构图而形成的第二鳍片，所述第二鳍片具有第二顶面和第二底面，其中，所述第一顶面与所述第二顶面持平，所述第一底面和第二底面接于所述半导体层，且所述第二鳍片的高度高于所述第一鳍片的高度。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体领域，更具体地，涉及一种静态随机存取存储器(SRAM)单元及其制作方法，其中SRAM单元由具有不同鳍片高度的鳍式场效应晶体管(FinFET)构成。
技术介绍
与常规的晶体管相比，鳍式场效应晶体管(FinFET)由于其更快的开关速度、较高的电流密度以及对短沟道效应的更佳抑制，得到了越来越多的应用。在典型的FinFET中， 沟道设置在半导体鳍片(fin)中。鳍片通常包括横截面基本上为矩形的单晶半导体材料。 鳍片的高度通常大于鳍片的宽度，以实现较高的每单位面积导通电流。尽管FinFET相对于常规金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)提供了改进的性能，但是也带来了一些设计挑战。具体来说，常规MOSFET对于器件宽度基本上无限制，而 FinFET通常具有相同高度的鳍片。换言之，为了控制晶体管的导通电流和截止电流，常规 MOSFET提供两个参数沟道的宽度W和长度L ;而FinFET仅提供一个参数=FinFET的长度 L，这是因为鳍片的高度是固定的，因此沟道宽度固定。因此，对于给定的晶体管长度L(定义了导通电流与截止电流之比)，来自单个鳍片的导通电流量是固定的。 然而，在高性能集成电路中经常需要具有不同导通电流的晶体管。一个这样的例子是6晶体管SRAM(静态随机存取存储器)单元，其中下拉晶体管的导通电流与旁通闸阀 (pass-gate)晶体管的导通电流之比(β比)需要保持接近2,以便实现SRAM单元的最佳性能。图1示出了作为示例的常规6晶体管SRAM单元的俯视图。如图1所示，在半导体衬底上设置了有源区103、栅电极104和第一级金属布线105。该SRAM单元包括如下6个晶体管第一上拉PFET (P型场效应晶体管)110、第一下拉NFET (N型场效应晶体管)120、第一旁通闸阀NFET 130、第二上拉PFET 111、第二下拉NFET 121、以及第二旁通闸阀NFET 131。 在此，第一下拉NFET 120与相应的第一旁通闸阀NFET 130各自的有源区具有不同的宽度， 以将β比维持在2左右。另外，下拉NFET 120、121与上拉PFET 110、111之间的宽度比也在2左右，以使得下拉NFET 120、121与上拉PFET 110、111之间的电流比(Y比)约为4。对于常规的FinFET而言，鳍片通常具有相同的高度。这是因为为了便于鳍片的光刻构图，不同FinFET中鳍片的物理高度需要保持一致。此外，与常规MOSFET器件不同，鳍片的物理宽度增加不会导致沟道宽度增加(或者电流增加)，因为沟道位于鳍片的侧壁上。 因此，对于采用FinFET的6晶体管SRAM单元而言，为了如上所述保持约为2的β比和/ 或约为4的Y比，需要采用一些应对措施。一种措施是对下拉NFET使用两个鳍片,而对旁通闸阀NFET仅使用一个鳍片。这种措施将会导致SRAM单元的布局面积增加。另一种措施是通过使沟道长度变长来弱化旁通闸阀NFET。具体地，例如通过使旁通闸阀NFET的栅电极变宽，从而相应地导致沟道长度变长，且因此导通电流降低。这种措施也会导致SRAM单元的布局面积增加。再一种措施是通过减小鳍片的高度来弱化旁通闸阀NFET。由于只改变了垂直方向上的尺寸，从而不会增加SRAM单元的布局面积。但是，目前尚不存在有效改变鳍片高度的手段。因此，存在对于一种新颖的SRAM单元及其制造方法的需求，其中构成SRAM单元的 FinFET具有不同的鳍片高度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种SRAM单元及其制作方法，其中，能够以简单易行的方式来提供具有不同高度的鳍片。根据一个实施例，提供了一种SRAM单元，包括半导体层；以及在半导体层上形成的第一 FinFET和第二 FinFET，其中第一 FinFET包括对半导体层构图而形成的第一鳍片，第一鳍片具有第一顶面和第一底面，第二 FinFET包括对半导体层构图而形成的第二鳍片，第二鳍片具有第二顶面和第二底面，其中，第一顶面与第二顶面持平，第一底面和第二底面接于半导体层，且第二鳍片的高度高于第一鳍片的高度。根据另一实施例，提供了一种制作SRAM单元的方法，SRAM单元包括第一 FinFET 和第二 FinFET，该方法包括在半导体层的第一区域和第二区域中，对半导体层进行构图， 以分别形成第一鳍片和第二鳍片，第一鳍片具有第一顶面和第一底面，第二鳍片具有第二顶面和第二底面；以及基于第一鳍片和第二鳍片，分别形成第一 FinFET和第二 FinFET，其中，第一顶面与第二顶面持平，第一底面和第二底面接于半导体层，且第二鳍片的高度高于第一鳍片的高度。根据实施例，通过在同一半导体层上分别进行不同深度的刻蚀工艺，可以提供具有不同厚度的鳍片。从而在SRAM单元中，可以有效地集成具有不同电流驱动能力的晶体管器件。附图说明通过以下参照附图对本专利技术实施例的描述，本专利技术的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中 图1示出了常规6晶体管SRAM单元的俯视图2 16示出了根据本专利技术实施例的制造半导体结构的流程中各步骤得到的结构的示意图，各图中，㈧示出了俯视图，⑶示出了沿B-B'线的截面图，(C)示出了沿 C-C'线的截面图17 19示出了根据本专利技术另一实施例的制造半导体结构的流程中相关步骤得到的结构的示意图，各图中，(A)示出了俯视图，(B)示出了沿B-B'线的截面图，(C)示出了沿C-C,线的截面图。具体实施方式以下，通过附图中示出的具体实施例来描述本专利技术。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本专利技术的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本专利技术的概念。在附图中示出了根据本专利技术实施例的层结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状以及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。在以下，以Si基材料为例进行描述，但是应该理解的是，本专利技术并不限于Si基材料，而是可以应用于其他各种半导体材料。如图2所示，提供半导体层1000，例如体Si半导体层。该半导体层1000可以是衬底本身如体半导体衬底，或者可以是在衬底上形成的半导体层。在该半导体层1000上，还形成有硬掩膜层，例如包括氧化物层(氧化硅)1005和氮化物层(氮化硅)1006。氧化物层 1005和氮化物层1006例如通过淀积形成于半导体衬底上。例如，氧化物层1005的厚度约为2-5nm，氮化物层1006的厚度约为10_50nm。在上述结构上涂覆光致抗蚀剂层1007，并将其构图为与将要形成的鳍片图案相对应。具体地，在6晶体管SRAM单元的示例中，将光致抗蚀剂层1007构图为4个条状形状。 如图2所示，这4个条状形状从左至右依次为与第一下拉NFET (参见图1中的120)和第一旁通闸阀NFET(参见图1中的130)各自的鳍片(参见以下描述，这两个鳍片实际上连接在一起)相对应的条状形状，与第一上拉PFET (参见图1中的110)的鳍片相对应的条状形状， 与第二上拉PFET (参见图1中的111)的鳍片相本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种静态随机存取存储器(SRAM)单元，包括：半导体层；以及在半导体层上形成的第一鳍式场效应晶体管(FinFET)和第二FinFET，其中所述第一FinFET包括对所述半导体层构图而形成的第一鳍片，所述第一鳍片具有第一顶面和第一底面，所述第二FinFET包括对所述半导体层构图而形成的第二鳍片，所述第二鳍片具有第二顶面和第二底面，其中，所述第一顶面与所述第二顶面持平，所述第一底面和第二底面接于所述半导体层，且所述第二鳍片的高度高于所述第一鳍片的高度。
【技术特征摘要】
1.一种静态随机存取存储器(SRAM)单元，包括半导体层；以及在半导体层上形成的第一鳍式场效应晶体管(FinFET)和第二 FinFET，其中所述第一 FinFET包括对所述半导体层构图而形成的第一鳍片，所述第一鳍片具有第一顶面和第一底面，所述第二 FinFET包括对所述半导体层构图而形成的第二鳍片，所述第二鳍片具有第二顶面和第二底面，其中，所述第一顶面与所述第二顶面持平，所述第一底面和第二底面接于所述半导体层，且所述第二鳍片的高度高于所述第一鳍片的高度。2.根据权利要求1所述的SRAM单元，其中，所述半导体层是体半导体衬底。3.根据权利要求1所述的SRAM单元，其中，第一鳍片和第二鳍片中至少一个鳍片在底部包括阻挡区。4.根据权利要求3所述的SRAM单元，其中，对于P型FinFET，所述阻挡区包括η型掺杂剂；对于η型FinFET，所述阻挡区包括p型掺杂剂。5.根据权利要求1所述的SRAM单元，其中，第一FinFET和第二 FinFET分别包括跨于各自的鳍片上的栅堆叠，所述栅堆叠包括栅介质层、功函数调节层和栅电极层，其中，所述栅堆叠通过隔离层与所述半导体层相隔开。6.一种制作静态随机存取存储器(SRAM)单元的方法，所述SRAM单元包括第一鳍式场效应晶体管(FinFET)和第二 FinFET，该方法包括在半导体层的第一区域和第二区域中，对所述半导体层进行构图，以分别形成第一鳍片和第二鳍片，所述第一鳍片具有第一顶面和第一底面，所述第二鳍片具有第二顶面和第二底面；以及基于所述第一鳍片和第二...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱慧珑，梁擎擎，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：
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