具有虚设图案的半导体设备制造技术

本发明专利技术提供了一种具有虚设图案的半导体设备。其包括：半导体基底，所述半导体基底上具有位于内部区域和外部区域之间的中间环形区域；碳化硅设备，位于所述半导体基底上的所述内部区域内；多个第一虚设图案，位于所述半导体基底上的所述中间环形区域内，其中所述多个第一虚设图案中的至少一个含有碳化硅；以及多个第二虚设图案，位于所述半导体基底上的所述外部区域内，其中所述第二虚设图案不含有碳化硅。本发明专利技术实施例，通过在中间环形区域设置含有碳化硅的第一虚设图案，因此能够缓解微负载效应。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体集成电路
，尤其涉及一种具有虚设图案的半导体设备。
技术介绍
如现有技术中已知的，可以在MOS(metal oxide semiconductor，金属氧化物半导体)晶体管的沟道区域引入应力(stress)来增加载子迁移率，进而增强MOS晶体管的性能。一般地，对于NMOS设备，希望在源极至漏极方向的沟道区域引起拉伸应力(tensile stress)；对于PMOS设备，希望在源极至漏极方向的沟道区域引起压缩应力(compressive stress)。为了在MOS晶体管的沟道区中引起应力，在MOS设备的源区和漏区形成外延生长的应力源(stressor)。但是，现有技术受到微负载效应(micro-loading effect)的影响。微负载效应的产生是由于单晶粒(single die)上外延生长的应力源的图案密度不同。微负载效应导致了高密度区和低密度区之间的外延生长速率的变化。由于增长速率不同，生成的应力源薄膜(film)的厚度变为非均匀。另外，在隔离的主动区(active region)中的外延应力源的位置一般不同于密集封装(densely packed)的主动区中的外延应力源的位置。如此，非均匀性可能改变外延应力源的应力水平，并且不利地影响设备性能。相应地，在半导体工业中，对于提供改进的半导体设备和方法存在强烈的需要，该半导体设备和方法可用于缓解微负载效应并且同时克服现有技术的不足。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种具有虚设图案的半导体设备，可以在SiC(silicon carbide，碳化硅)的外延生长期间，缓解微负载效应。本专利技术实施例提供了一种具有虚设图案的半导体设备，包括：半导体基底，所述半导体基底上具有位于内部区域和外部区域之间的中间
环形区域；碳化硅设备，位于所述半导体基底上的所述内部区域内；多个第一虚设图案，位于所述半导体基底上的所述中间环形区域内，其中所述多个第一虚设图案中的至少一个含有碳化硅；以及多个第二虚设图案，位于所述半导体基底上的所述外部区域内，其中所述第二虚设图案不含有碳化硅。本专利技术实施例提供了一种具有虚设图案的半导体设备，包括：半导体基底，所述半导体基底上具有位于内部区域和外部区域之间的中间环形区域；碳化硅设备，位于所述半导体基底上的所述内部区域内；以及多个第一虚设图案，位于所述半导体基底上的所述中间环形区域内，其中所述多个第一虚设图案中的至少一个含有碳化硅；其中，所述多个第一虚设图案包括：虚设多晶硅图案和碳化硅嵌入虚设扩散区域；其中所述虚设多晶硅图案和所述碳化硅嵌入虚设扩散区域以交替的方式设置于所述中间环形区域内。其中，所述虚设多晶硅图案和所述碳化硅嵌入虚设扩散区域不发生重叠。本专利技术实施例提供了一种具有虚设图案的半导体设备，包括：半导体基底，所述半导体基底上具有位于内部区域和外部区域之间的中间环形区域；碳化硅设备，位于所述半导体基底上的所述内部区域内；以及多个第一虚设图案，位于所述半导体基底上的所述中间环形区域内，并且所述多个第一虚设图案中的至少一个含有碳化硅；其中，所述碳化硅设备为N沟道金属氧化物半导体晶体管。本专利技术实施例提供了一种具有虚设图案的半导体设备，包括：半导体基底，所述半导体基底上具有位于内部区域和外部区域之间的中间环形区域；碳化硅设备，位于所述半导体基底上的所述内部区域内；以及多个第一虚设图案，位于所述半导体基底上的所述中间环形区域内，并且所述多个第一虚设图案中的至少一个含有碳化硅；其中所述碳化硅设备作为混合信号电路、射频电路或模拟电路的电路组成部分。本专利技术实施例提供了一种具有虚设图案的半导体设备，包括：半导体基底，所述半导体基底上具有位于内部区域和外部区域之间的中间环形区域；碳化硅设备，位于所述半导体基底上的所述内部区域内；多个胞状碳化硅嵌入虚设图案，位于所述半导体基底上的所述中间环形区域内；其中每个胞状碳化硅嵌入虚设图案除了没有接点以外，具有与所述碳化硅设备相同的结构；以及多个胞状无碳化硅虚设图案，位于所述外部区域内。其中，所述碳化硅设备被浅沟槽隔离进行电性隔离。其中，所述碳化硅设备为N沟道金属氧化物半导体晶体管。其中，所述碳化硅设备包括：栅极堆叠、N+源极扩散区域、N+漏极扩散区域和位于所述N+源极扩散区域和所述N+漏极扩散区域之间的N沟道。其中，还包括：形成于所述N+源极扩散区域和所述N+漏极扩散区域之上的碳化硅应力源层。其中，所述每个胞状碳化硅嵌入虚设图案包括：虚设栅极、虚设N+扩散区域、虚设N+扩散区域、以及碳化硅层，所述碳化硅层形成于所述虚设N+扩散区域和虚设N+扩散区域之上。其中，所述碳化硅设备作为混合信号电路、射频电路或模拟电路的电路组成部分。本专利技术实施例的有益效果是：本专利技术实施例通过在中间环形区域添加SiC虚设图案，从而缓解SiC生长的微负载效应。附图说明图1是根据本专利技术第一实施例的SiC设备和SiC虚设图案的布局的俯视示意图；图2是根据本专利技术第二实施例的SiC设备和SiC嵌入(SiC-embedded)虚设图案的布局的俯视示意图；图3是沿图2的线I-I的横截面示意图；图4是根据本专利技术第三实施例的SiC设备和SiC嵌入虚设图案的布局的俯视示意图；图5是沿图4的线II-II的横截面示意图；图6是根据本专利技术第四实施例的SiC设备和SiC嵌入虚设图案的布局的俯
视示意图。具体实施方式为了使本专利技术所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。在本专利技术说明书和实施例中“SiC嵌入(SiC-embedded)虚设图案”是指虚设图案中嵌入了SiC。其中“胞状SiC嵌入虚设图案”是胞状的嵌入了SiC的虚设图案。本专利技术关于具有SiC嵌入虚设图案(dummy pattern)围绕的改进的SiC设备。该SiC设备能够抵消或中和SiC的外延生长期间的微负载效应。该SiC设备可以作为混合信号电路、RF(radio frequency，射频)电路或模拟电路的电路组成部分。图1是根据本专利技术第一实施例的SiC设备和SiC虚设图案的布局的俯视示意图。如图1所示，SiC设备100形成于基底1中的独立区域(isolated region)10内。基底1可以是硅基底、SOI(silicon-on-insulator，绝缘层上覆硅)基底或者其它适合的半导体基底。该SiC设备100可以包括但不限制于NMOS(N-channel metal-oxide-semiconductor，N沟道金属氧化物半导体)晶体管或者双极型晶体管。例如，该SiC设备100可以是NMOS晶体管，该SiC设备100包括栅极堆叠(gate stack)101，N+源极扩散区域(N+source diffusion region)102和N+漏极扩散区域(N+drain diffusion region)103。P井12形成于基底1中的独立区域10中。其中SiC设备100是在P井12中制造的。N+源极扩散区域102和N+漏极扩散区域103均包括外延生成的SiC应力源层(SiC stressor layer)。STI(sh本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有虚设图案的半导体设备，其特征在于，包括：半导体基底，所述半导体基底上具有位于内部区域和外部区域之间的中间环形区域；碳化硅设备，位于所述半导体基底上的所述内部区域内；多个第一虚设图案，位于所述半导体基底上的所述中间环形区域内，其中所述多个第一虚设图案中的至少一个含有碳化硅；以及多个第二虚设图案，位于所述半导体基底上的所述外部区域内，其中所述第二虚设图案不含有碳化硅。

【技术特征摘要】
2014.06.11 US 14/301,3481.一种具有虚设图案的半导体设备，其特征在于，包括：半导体基底，所述半导体基底上具有位于内部区域和外部区域之间的中间环形区域；碳化硅设备，位于所述半导体基底上的所述内部区域内；多个第一虚设图案，位于所述半导体基底上的所述中间环形区域内，其中所述多个第一虚设图案中的至少一个含有碳化硅；以及多个第二虚设图案，位于所述半导体基底上的所述外部区域内，其中所述第二虚设图案不含有碳化硅。2.一种具有虚设图案的半导体设备，其特征在于，包括：半导体基底，所述半导体基底上具有位于内部区域和外部区域之间的中间环形区域；碳化硅设备，位于所述半导体基底上的所述内部区域内；以及多个第一虚设图案，位于所述半导体基底上的所述中间环形区域内，其中所述多个第一虚设图案中的至少一个含有碳化硅；其中，所述多个第一虚设图案包括：虚设多晶硅图案和碳化硅嵌入虚设扩散区域；其中所述虚设多晶硅图案和所述碳化硅嵌入虚设扩散区域以交替的方式设置于所述中间环形区域内。3.如权利要求2所述的具有虚设图案的半导体设备，其特征在于，所述虚设多晶硅图案和所述碳化硅嵌入虚设扩散区域不发生重叠。4.一种具有虚设图案的半导体设备，其特征在于，包括：半导体基底，所述半导体基底上具有位于内部区域和外部区域之间的中间环形区域；碳化硅设备，位于所述半导体基底上的所述内部区域内；以及多个第一虚设图案，位于所述半导体基底上的所述中间环形区域内，并且所述多个第一虚设图案中的至少一个含有碳化硅；其中，所述碳化硅设备为N沟道金属氧化物半导体晶体管。5.一种具有虚设图案的半导体设备，其特征在于，包括：半导体基底，所述半导体基底上具有位于内部区域和外部区域之间的中间...

【专利技术属性】
技术研发人员：李东兴，杨明宗，黃伟哲，洪建州，
申请(专利权)人：联发科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71