一种双自对准接触的FinFET标准单元及其形成方法技术

本发明专利技术涉及一种双自对准接触的FinFET标准单元，涉及半导体集成电路制造技术，双自对准接触的FinFET标准单元包括一个跨越扩散连接孔的自对准栅极接触和一个跨越栅极的自对准扩散连接孔接触，并在两自对准接触间包括一盖帽层，而实现两自对准接触间的隔离，如此可进一步减小有效鳍或虚拟鳍的尺寸，而进一步减小鳍式场效应晶体管标准单元的面积，并可防止相邻的M0A和M0P桥接在一起，而提高器件性能。而提高器件性能。而提高器件性能。

【技术实现步骤摘要】
一种双自对准接触的FinFET标准单元及其形成方法


[0001]本专利技术涉及半导体集成电路制造技术，尤其涉及一种双自对准接触的FinFET标准单元。

技术介绍

[0002]鳍式场效应晶体管是一种新的互补式金属氧化物半导体晶体管，是由于晶体管的形状与鱼鳍相似而得名。通过采用这种鱼鳍状的设计，可以改善电路控制、减少晶体管的漏电流，以及缩短晶体管的栅长。
[0003]请参考图1，图1示出了NORFlash鳍式场效应晶体管(FinField
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Effect Transistor，FinFET)标准单元的俯视示意图。如图1所示，其可以具备多层结构，从下到上依次包括鳍和多晶硅13，其中鳍包括有效鳍区域和虚拟鳍区域，虚拟鳍区域将两相邻有效鳍区域隔开，其中有效鳍区域包括有效鳍11(Active Fins),虚拟鳍区域包括虚拟鳍12(dummy Fins)。鳍式场效应晶体管标准单元还包括金属0层，该金属0层还包括M0A 14和M0P 15，有效鳍区域的有效鳍11用M0A 14连接至一起，所述M0A14通过接触孔层连接至金属层16。
[0004]图1所示的鳍式场效应晶体管标准单元的面积A＝Cell.H*Cell.W，Cell.W为鳍式场效应晶体管标准单元的宽度，Cell.H为鳍式场效应晶体管标准单元的长度。随着半导体技术的发展，器件小型化为业界的发展趋势。为减小鳍式场效应晶体管标准单元的面积，目前主要采用将双扩散区切断(Double DiffusionBreakdown，DDB)工艺改为单扩散区切断(single diffusion break，SDB)工艺，以减小有效鳍11或虚拟鳍12的尺寸。然而，两相邻有效鳍区域之间必须有至少两个虚拟鳍12，否则相邻的M0A 14和M0P 15之间的间距d会过小而导致相邻的M0A 14和M0P 15桥接在一起，而影响器件性能，因此减小鳍式场效应晶体管标准单元的面积是目前技术的难点。

技术实现思路

[0005]本专利技术在于提供一种双自对准接触的FinFET标准单元，包括：半导体衬底，半导体衬底上形成有第一金属栅极和与第一金属栅极一侧相邻的两个第二金属栅极；两第二金属栅极之间间隔有扩散连接孔和位于扩散连接孔之上的扩散连接孔填充塞盖帽；跨越扩散连接孔的自对准栅极接触，连接两第二金属栅极，并跨越位于两第二金属栅极之间的扩散连接孔填充塞盖帽；跨越栅极的自对准扩散连接孔接触，连接位于第一金属栅极两侧的扩散连接孔，并跨越第一金属栅极；缓冲层侧墙，位于跨越扩散连接孔的自对准栅极接触与跨越栅极的自对准扩散连接孔接触之间，以将跨越扩散连接孔的自对准栅极接触与跨越栅极的自对准扩散连接孔接触隔离开来。
[0006]更进一步的，扩散连接孔填充塞盖帽的材质为绝缘材料。
[0007]更进一步的，在跨越栅极的自对准扩散连接孔接触与缓冲层侧墙之间还包括一层扩散连接孔填充塞盖帽。
[0008]更进一步的，跨越扩散连接孔的自对准栅极接触和跨越栅极的自对准扩散连接孔接触为钨或钴。
[0009]本申请还提供一种上述的双自对准接触的FinFET标准单元的形成方法，包括：S11：形成双自对准接触的FinFET标准单元的金属栅极，并进行平坦化工艺，其中相邻金属栅极之间间隔有第一层间介质层；S12：形成一层缓冲层，缓冲层覆盖金属栅极及第一层间介质层；S13：去除位于金属栅极之间的缓冲层和第一层间介质层，在第一层间介质层和缓冲层的去除区域形成导电材料，而形成扩散连接孔；S14：进行扩散连接孔填充塞刻蚀，刻蚀去除扩散连接孔内的部分导电材料，保留部分导电材料，而形成位于剩余的导电材料上的孔洞；S15：形成一层盖帽层，并进行平坦化工艺，使孔洞内填充所述盖帽层而形成扩散连接孔填充塞盖帽；S16：进行刻蚀工艺，去除位于第一金属栅极上的部分缓冲层，使第一金属栅极的顶部仍被剩余的缓冲层覆盖，并去除第一金属栅极两侧的扩散连接孔填充塞盖帽，直至露出位于扩散连接孔填充塞盖帽下的导电材料，而在缓冲层和扩散连接孔填充塞盖帽的去除区域形成第一凹槽；S17：进行刻蚀工艺，去除位于与第一金属栅极一侧相邻的两个第二金属栅极上部分缓冲层，直至露出位于缓冲层下的第二金属栅极，但在靠近第一金属栅极的一侧仍保留一缓冲层侧墙，去除位于两个第二金属栅极之间的部分扩散连接孔填充塞盖帽，而使剩余的扩散连接孔填充塞盖帽仍覆盖刻蚀后的扩散连接孔，而在缓冲层和扩散连接孔填充塞盖帽的去除区域形成第二凹槽，并第一凹槽与第二凹槽之间由缓冲层侧墙隔开；S18：形成导电材料，使第一凹槽和第二凹槽内均填充导电材料，而使两个第二金属栅极通过导电材料连接，第一金属栅极两侧的刻蚀后的扩散连接孔通过导电材料连接，并第一凹槽与第二凹槽内的导电材料通过缓冲层侧墙隔离。
[0010]更进一步的，形成双自对准接触的FinFET标准单元的金属栅极，包括：提供半导体衬底，在半导体衬底上形成多条鳍体，所述多条鳍体并行排列，在所述鳍体的底部形成绝缘层，以隔离各所述鳍体；形成多条多晶硅栅行，所述多条多晶硅栅行并行排列，且所述多条多晶硅栅行的长度方向和所述多条鳍体的长度方向垂直排列，而在所述多条多晶硅栅行和所述多条鳍体的交叉区域分别形成伪栅极结构，在鳍体上的伪栅极结构的两侧形成源区或漏区，且源区或漏区中形成有嵌入式外延层，在源区或漏区的表面依次形成侧墙；形成第一层间介质层，所述第一层间介质层填充半导体衬底上的所述多条多晶硅栅行以及所述多条鳍体之间的间隙，并覆盖所述伪栅极结构；去除所述伪栅极结构处的多晶硅栅，在多晶硅栅的去除区域形成金属栅，而形成双自对准接触的FinFET标准单元的金属栅极。
[0011]更进一步的，采用沉积工艺形成缓冲层。
[0012]更进一步的，缓冲层与第一层间介质层的材料相同。
[0013]更进一步的，盖帽层的材质为绝缘材料。
[0014]更进一步的，在步骤S16中在第一凹槽的侧壁仍保留一层扩散连接孔填充塞盖帽。
附图说明
[0015]图1为NORFlash鳍式场效应晶体管标准单元的俯视示意图。
[0016]图2至图9为本专利技术一实施例的双自对准接触的FinFET标准单元的形成过程中器件的剖面示意图。
具体实施方式
[0017]下面将结合附图，对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在不做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0018]应当理解，本专利技术能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本专利技术的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大，自始至终相同附图标记表示相同的元件。应当明白，当元件或层被称为“在
…
上”、“与
…
相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双自对准接触的FinFET标准单元，其特征在于，包括：半导体衬底，半导体衬底上形成有第一金属栅极和与第一金属栅极一侧相邻的两个第二金属栅极；两第二金属栅极之间间隔有扩散连接孔和位于扩散连接孔之上的扩散连接孔填充塞盖帽；跨越扩散连接孔的自对准栅极接触，连接两第二金属栅极，并跨越位于两第二金属栅极之间的扩散连接孔填充塞盖帽；跨越栅极的自对准扩散连接孔接触，连接位于第一金属栅极两侧的扩散连接孔，并跨越第一金属栅极；缓冲层侧墙，位于跨越扩散连接孔的自对准栅极接触与跨越栅极的自对准扩散连接孔接触之间，以将跨越扩散连接孔的自对准栅极接触与跨越栅极的自对准扩散连接孔接触隔离开来。2.根据权利要求1所述的双自对准接触的FinFET标准单元，其特征在于，扩散连接孔填充塞盖帽的材质为绝缘材料。3.根据权利要求1所述的双自对准接触的FinFET标准单元，其特征在于，在跨越栅极的自对准扩散连接孔接触与缓冲层侧墙之间还包括一层扩散连接孔填充塞盖帽。4.根据权利要求1所述的双自对准接触的FinFET标准单元，其特征在于，跨越扩散连接孔的自对准栅极接触和跨越栅极的自对准扩散连接孔接触为钨或钴。5.一种权利要求1所述的双自对准接触的FinFET标准单元的形成方法，其特征在于，包括：S11：形成双自对准接触的FinFET标准单元的金属栅极，并进行平坦化工艺，其中相邻金属栅极之间间隔有第一层间介质层；S12：形成一层缓冲层，缓冲层覆盖金属栅极及第一层间介质层；S13：去除位于金属栅极之间的缓冲层和第一层间介质层，在第一层间介质层和缓冲层的去除区域形成导电材料，而形成扩散连接孔；S14：进行扩散连接孔填充塞刻蚀，刻蚀去除扩散连接孔内的部分导电材料，保留部分导电材料，而形成位于剩余的导电材料上的孔洞；S15：形成一层盖帽层，并进行平坦化工艺，使孔洞内填充所述盖帽层而形成扩散连接孔填充塞盖帽；S16：进行刻蚀工艺，去除位于第一金属栅极上的部分缓冲层，使第一金属栅极的顶部仍被剩余的缓冲层覆盖，并去除第一金属栅极两侧的扩散连接孔填充塞盖帽，直至露出位于扩散连接孔填充塞盖帽下的导电材料，而在缓冲层和扩散连接孔填充塞盖帽的去除区域形成第一凹槽；S17：进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：李勇，
申请(专利权)人：上海华力集成电路制造有限公司，
类型：发明
国别省市：