JP2020021950A - 集積回路構造、及びコンピューティングデバイス - Google Patents
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Claims (42)
- 基板の上方に配置され、第1の方向に長さを有する第1の半導体フィンと、
前記第1の半導体フィンの上に配置された第1のゲート構造であって、前記第1の方向と直交する第2の方向に、第2の端部と向かい合う第1の端部を有する前記第1のゲート構造と、
前記第1の半導体フィンを中央とするゲートエッジ分離構造の対と、
前記第1のゲート構造の両側で、前記第1の半導体フィンの中に配置されたソース領域及びドレイン領域と、
前記ソース領域の上に配置された第1のトレンチコンタクト及び前記ドレイン領域の上に配置された第2のトレンチコンタクトと
を備え、
前記ゲートエッジ分離構造の対のうち第1のゲートエッジ分離構造は、前記第1のゲート構造の前記第1の端部に直接隣接して配置され、前記ゲートエッジ分離構造の対のうち第2のゲートエッジ分離構造は、前記第1のゲート構造の前記第2の端部に直接隣接して配置され、
前記第1のトレンチコンタクト及び前記第2のトレンチコンタクトのそれぞれは、前記第2の方向に、第2の端部と向かい合う第1の端部を有し、
前記ゲートエッジ分離構造の対のうち前記第1のゲートエッジ分離構造は、前記第1のトレンチコンタクトの前記第1の端部、及び前記第2のトレンチコンタクトの前記第1の端部に直接隣接して配置され、前記ゲートエッジ分離構造の対のうち前記第2のゲートエッジ分離構造は、前記第1のトレンチコンタクトの前記第2の端部、及び前記第2のトレンチコンタクトの前記第2の端部に直接隣接して配置される
半導体構造。 - 前記基板の上方に配置され、前記第1の方向に長さを有する第2の半導体フィンであって、前記第1の半導体フィンから離間した前記第2の半導体フィンと、
前記第2の半導体フィンの上に配置された第2のゲート構造であって、前記第2の方向に、第2の端部と向かい合う第1の端部を有する前記第2のゲート構造と、
前記第2のゲート構造の前記第2の端部に直接隣接して配置された第3のゲートエッジ分離構造と、
をさらに備え、
前記ゲートエッジ分離構造の対のうち前記第2のゲートエッジ分離構造は、前記第2のゲート構造の前記第1の端部に直接隣接して配置され、
前記第3のゲートエッジ分離構造と前記ゲートエッジ分離構造の対のうち前記第2のゲートエッジ分離構造とは、前記第2の半導体フィンを中央とする、
請求項1に記載の半導体構造。 - 前記第1のゲート構造及び前記第2のゲート構造の上方に配置され、かつ前記第1のゲート構造及び前記第2のゲート構造を電気的連結する、ローカルインターコネクトをさらに備える、
請求項2に記載の半導体構造。 - 前記ローカルインターコネクトは、前記ゲートエッジ分離構造の対、及び前記第3のゲートエッジ分離構造と自己整合される、
請求項3に記載の半導体構造。 - 前記第1のゲート構造はN型ゲート構造であり、前記第2のゲート構造はP型ゲート構造である、
請求項2に記載の半導体構造。 - 前記第1のゲート構造は、高誘電率ゲート絶縁体層及びメタルゲート電極を有する、
請求項1から5の何れか一項に記載の半導体構造。 - 前記ゲートエッジ分離構造の対は、酸化シリコン、窒化シリコン、炭化シリコン、及びこれらの組み合わせから成る群から選択された材料を有する、
請求項1から6の何れか一項に記載の半導体構造。 - 基板の上方に配置され、長さを有する半導体フィンと、
前記半導体フィンの前記長さに配置された、交互に並ぶソース/ドレイン領域及びチャネル領域であって、それぞれのソース/ドレイン領域は前記半導体フィンの上に配置された関連トレンチコンタクトを有し、及びそれぞれのチャネル領域は前記半導体フィンの上に配置された関連ゲート構造を有する、前記交互に並ぶソース/ドレイン領域及びチャネル領域と、
複数のゲートエッジ分離構造であって、隣接したトレンチコンタクト及びゲート構造は、前記複数のゲートエッジ分離構造のうち1つのゲートエッジ分離構造によって分離される、前記複数のゲートエッジ分離構造と、
複数の前記ゲート構造のうち1つの上方、かつ前記複数のゲートエッジ分離構造のうちの一対の間に配置された、ゲートローカルインターコネクトと、
前記ゲートローカルインターコネクト上に配置された絶縁体キャップと
を備え、
前記絶縁体キャップは、前記複数のゲートエッジ分離構造のうちの前記一対の間に配置される、
半導体構造。 - 複数の前記トレンチコンタクトのうち1つの上方、かつ前記複数のゲートエッジ分離構造のうちの第2の対の間に配置されたトレンチコンタクトローカルインターコネクトをさらに備える、
請求項8に記載の半導体構造。 - 前記トレンチコンタクトローカルインターコネクト上に配置された絶縁体キャップをさらに備え、
前記絶縁体キャップは、前記複数のゲートエッジ分離構造のうちの前記第2の対の間に配置される、
請求項9に記載の半導体構造。 - それぞれのゲート構造は、高誘電率ゲート絶縁体層及びメタルゲート電極を有する、
請求項8から10の何れか一項に記載の半導体構造。 - 前記複数のゲートエッジ分離構造のそれぞれは、酸化シリコン、窒化シリコン、炭化シリコン、及びこれらの組み合わせから成る群から選択された材料を有する、
請求項8から11の何れか一項に記載の半導体構造。 - 基板の上方に配置され、長さを有する半導体フィンと、
前記半導体フィンの前記長さに配置された、交互に並ぶソース/ドレイン領域及びチャネル領域であって、それぞれのソース/ドレイン領域は前記半導体フィンの上に配置された関連トレンチコンタクトを有し、及びそれぞれのチャネル領域は前記半導体フィンの上に配置された関連ゲート構造を有する、前記交互に並ぶソース/ドレイン領域及びチャネル領域と、
複数のゲートエッジ分離構造であって、隣接したトレンチコンタクト及びゲート構造は、前記複数のゲートエッジ分離構造のうち1つのゲートエッジ分離構造によって分離される、前記複数のゲートエッジ分離構造と、
複数の前記トレンチコンタクトのうち1つの上方、かつ前記複数のゲートエッジ分離構造のうちの一対の間に配置された、トレンチコンタクトローカルインターコネクトと、
を備える、
半導体構造。 - 前記トレンチコンタクトローカルインターコネクト上に配置された絶縁体キャップをさらに備え、
前記絶縁体キャップは、前記複数のゲートエッジ分離構造のうちの前記一対の間に配置される、
請求項13に記載の半導体構造。 - それぞれのゲート構造は、高誘電率ゲート絶縁体層及びメタルゲート電極を有する、
請求項13又は14に記載の半導体構造。 - 前記複数のゲートエッジ分離構造のそれぞれは、酸化シリコン、窒化シリコン、炭化シリコン、及びこれらの組み合わせから成る群から選択された材料を有する、
請求項13から15の何れか一項に記載の半導体構造。 - 半導体構造を製造する方法であって、前記方法は、
基板の上方に、平行な第1の半導体フィン及び第2の半導体フィンを形成する段階と、
前記第1の半導体フィン及び前記第2の半導体フィンのそれぞれの複数の側壁に隣接して、複数のダミースペーサを形成する段階と、
前記第1の半導体フィン及び前記第2の半導体フィンの前記複数のダミースペーサの間に分離構造を形成する段階と、
前記複数のダミースペーサを除去する段階と、
前記第1の半導体フィンの上に第1のリプレースメントゲート構造を、前記第2の半導体フィンの上に第2のリプレースメントゲート構造を形成する段階と、
前記第1の半導体フィンの上にトレンチコンタクトの第1の対を、前記第2の半導体フィンの上にトレンチコンタクトの第2の対を形成する段階と
を備え、
前記第1の半導体フィンの前記複数のダミースペーサは、前記第2の半導体フィンの前記複数のダミースペーサと一体的にならず、
前記第1のリプレースメントゲート構造及び前記第2のリプレースメントゲート構造は前記分離構造に直接隣接し、かつ前記分離構造によって互いから分離され、
トレンチコンタクトの前記第1の対及びトレンチコンタクトの前記第2の対は、前記分離構造に直接隣接し、前記分離構造によって互いから分離される、
方法。 - 分離構造を形成する段階の後、かつ前記複数のダミースペーサを除去する段階の前に、前記第1の半導体フィン及び前記第2の半導体フィンをリセスする段階をさらに備える、
請求項17に記載の方法。 - 前記複数のダミースペーサを形成する段階は、多結晶シリコン層を形成してエッチングする段階を有する、
請求項17または18に記載の方法。 - 前記分離構造を形成する段階は、酸化シリコン、窒化シリコン、炭化シリコン、及びこれらの組み合わせから成る群から選択された材料を堆積して平坦化する段階を有する、
請求項17から19の何れか一項に記載の方法。 - 前記第1のリプレースメントゲート構造及び前記第2のリプレースメントゲート構造の一方または両方を形成する段階は、高誘電率ゲート絶縁体層及びメタルゲート電極を形成する段階を有する、
請求項17から20の何れか一項に記載の方法。 - 前記第1のリプレースメントゲート構造及び前記第2のリプレースメントゲート構造の上方にローカルインターコネクトを形成し、前記第1のリプレースメントゲート構造及び前記第2のリプレースメントゲート構造を電気的に連結する段階をさらに備える、
請求項17から21の何れか一項に記載の方法。 - シリコンを含み、第1の方向に沿って最長寸法を有する第1のフィンと、
シリコンを含み、前記第1の方向に沿って最長寸法を有する第2のフィンと、
前記第1のフィンと前記第2のフィンとの間の分離材料と、
前記第1のフィンの上の第1のゲート構造であって、前記第1のゲート構造は、前記第1の方向に直交する第2の方向に沿って最長寸法を有し、前記第1のゲート構造は、第1のゲート絶縁体層と第1のゲート電極とを有する、第1のゲート構造と、
前記第2のフィンの上の第2のゲート構造であって、前記第2のゲート構造は、前記第2の方向に沿って最長寸法を有し、前記第2のゲート構造は、前記第2の方向に沿って前記第1のゲート構造と不連続であり、前記第2のゲート構造は、前記第2の方向に沿って、前記第1のゲート構造のエッジに向いたエッジを有し、前記第2のゲート構造は、第2のゲート絶縁体層と第2のゲート電極とを有する、第2のゲート構造と、
前記第2の方向に沿って、前記第1のゲート構造の前記エッジと前記第2のゲート構造の前記エッジとの間に接触して配置されたゲートエッジ分離構造であって、前記分離材料の上に配置された、ゲートエッジ分離構造と、
前記第1の方向に沿って、前記第1のおよび第2のゲート構造に横方向に隣接する絶縁体材料であって、前記絶縁体材料は、前記第1の方向に沿って前記ゲートエッジ分離構造に横方向に隣接して配置され、前記絶縁体材料は、前記ゲートエッジ分離構造から分離している、絶縁体材料と、を備える、
集積回路構造。 - 前記ゲートエッジ分離構造は、シリコンと窒素とを含む、
請求項23に記載の集積回路構造。 - 前記絶縁体材料は、前記ゲートエッジ分離構造と接触している、
請求項23または24に記載の集積回路構造。 - 前記ゲートエッジ分離構造は、前記第1のゲート構造のゲート絶縁体層および前記第2のゲート構造のゲート絶縁体層と接触している、
請求項23から25のいずれか1項に記載の集積回路構造。 - 前記ゲートエッジ分離構造は、前記第1のゲート構造のメタルゲート電極層および前記第2のゲート構造のメタルゲート電極層と接触している、
請求項26に記載の集積回路構造。 - 前記第1のゲート構造の前記ゲート絶縁体層は、高誘電率絶縁体材料を含み、前記第2のゲート構造の前記ゲート絶縁体層は、高誘電率絶縁体材料を含む、
請求項26または27に記載の集積回路構造。 - 前記ゲートエッジ分離構造は、前記第1のゲート構造の高さより高く、前記第2のゲート構造の高さより高い高さを有する
請求項23から28のいずれか1項に記載の集積回路構造。 - 前記第1のゲート構造の一部分の上であって、前記ゲートエッジ分離構造の一部分の上であって、前記第2のゲート構造の一部分の上に配置されるローカルインターコネクトをさらに備える、
請求項29に記載の集積回路構造。 - 前記ローカルインターコネクトは、前記第1のゲート構造を前記第2のゲート構造に電気的に結合する、
請求項30に記載の集積回路構造。 - 前記第1のゲート構造の上の前記ローカルインターコネクトの一部分上に配置されるが、前記第2のゲート構造の上の前記ローカルインターコネクトの一部分上には配置されない、ゲートコンタクトをさらに備える、
請求項30または31に記載の集積回路構造。 - シリコンを含み、第1の方向に沿って最長寸法を有する第1のフィンを形成する段階と、シリコンを含み、前記第1の方向に沿って最長寸法を有する第2のフィンを形成する段階と、
前記第1のフィンと前記第2のフィンとの間に分離材料を形成する段階と、
前記第1のフィンの上の第1のゲート構造を形成する段階であって、前記第1のゲート構造は、前記第1の方向に直交する第2の方向に沿って最長寸法を有し、前記第1のゲート構造は、第1のゲート絶縁体層と第1のゲート電極とを有する、段階と、
前記第2のフィンの上の第2のゲート構造を形成する段階であって、前記第2のゲート構造は、前記第2の方向に沿って最長寸法を有し、前記第2のゲート構造は、前記第2の方向に沿って前記第1のゲート構造と不連続であり、前記第2のゲート構造は、前記第2の方向に沿って、前記第1のゲート構造のエッジに向いたエッジを有し、前記第2のゲート構造は、第2のゲート絶縁体層と第2のゲート電極とを有する、段階と、
前記第2の方向に沿って、前記第1のゲート構造の前記エッジと前記第2のゲート構造の前記エッジとの間に接触して配置されたゲートエッジ分離構造を形成する段階であって、前記ゲートエッジ分離構造は、前記分離材料の上に配置される、段階と、
前記第1の方向に沿って、前記第1のおよび第2のゲート構造と横方向に隣接する絶縁体材料を形成する段階であって、前記絶縁体材料は、前記第1の方向に沿って前記ゲートエッジ分離構造と横方向に隣接して配置され、前記絶縁体材料は、前記ゲートエッジ分離構造から分離している、段階と、を備える、
集積回路構造の製造方法。 - 前記ゲートエッジ分離構造は、シリコンと窒素とを含む、
請求項33に記載の集積回路構造の製造方法。 - 前記絶縁体材料は、前記ゲートエッジ分離構造と接触している、
請求項33または34に記載の集積回路構造の製造方法。 - 前記ゲートエッジ分離構造は、前記第1のゲート構造のゲート絶縁体層および前記第2のゲート構造のゲート絶縁体層と接触している、
請求項33から35のいずれか1項に記載の集積回路構造の製造方法。 - 前記ゲートエッジ分離構造は、前記第1のゲート構造のメタルゲート電極層および前記第2のゲート構造のメタルゲート電極層と接触している、
請求項36に記載の集積回路構造の製造方法。 - 前記第1のゲート構造の前記ゲート絶縁体層は、高誘電率絶縁体材料を含み、前記第2のゲート構造の前記ゲート絶縁体層は、高誘電率絶縁体材料を含む、
請求項36または37に記載の集積回路構造の製造方法。 - 前記ゲートエッジ分離構造は、前記第1のゲート構造の高さより高く、前記第2のゲート構造の高さより高い高さを有する
請求項33から38のいずれか1項に記載の集積回路構造の製造方法。 - 前記第1のゲート構造の一部分の上であって、前記ゲートエッジ分離構造の一部分の上であって、前記第2のゲート構造の一部分の上に配置されるローカルインターコネクトを形成する段階をさらに備える、
請求項39に記載の集積回路構造の製造方法。 - 前記ローカルインターコネクトは、前記第1のゲート構造を前記第2のゲート構造に電気的に結合する、
請求項40に記載の集積回路構造の製造方法。 - 前記第1のゲート構造の上の前記ローカルインターコネクトの一部分上に配置されるが、前記第2のゲート構造の上の前記ローカルインターコネクトの一部分上には配置されない、ゲートコンタクトを形成する段階をさらに備える、
請求項40または41に記載の集積回路構造の製造方法。
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