[发明专利]避免电路短路的改良多晶硅虚置技术

说明书

本发明公开一种避免电路短路的改良多晶硅虚置技术，其中本发明提供一种鳍状晶体管SRAM存储元件，以及制作上述元件的方法，可防止当部分金属接触件靠近相邻虚置边缘单元的虚置栅极时，电流在位单元的金属接触件之间通过虚置栅极所产生的短路现象。本发明一实施例，通过一经改良的栅极空槽图案，延伸邻近位单元的一或多个栅极空槽的长度，以在图案化栅极层的过程中，图案化并区段化靠近主动存储器单元的金属接触件的虚置栅极线。在另一实施例中，图案化栅极层的过程中，调整相邻主动存储器单元的一或多条虚置栅极之间的距离，使得位于虚置边缘单元内的虚置栅极远离主动存储器单元的金属接触件。

本发明是中国发明专利申请(申请号：201510814966.3，申请日：2015年11月23日，发明名称：避免电路短路的改良多晶硅虚置技术)的分案申请。

技术领域

本发明涉及集成电路中用于存储数据的静态随机存取存储器(static randomaccess memory,SRAM)，尤其是包含鳍状晶体管结构(FinFET)的静态随机存取存储器。本发明另有关于上述所谓包含有鳍状晶体管结构的静态随机存取存储器的布局图案以及形成方法。

背景技术

现代的数字数据处理器，因应不同的功能和需求，通常包含几种不同类型的存储元件。动态存储器通常将数据以电荷形式存在电容器中，以拥有更快的处理速度，并且在任何时间都可以选择性地找寻存储于部分位置的数据内容。然而，动态存储器必须定期刷新，以补偿从电容泄漏电荷的可能性，不利于较长存取时间的使用。

静态存储器元件，如具有多行、列(而构成阵列)的静态随机存取存储器(staticrandom access memory,SRAM)，被广泛地使用在集成电路装置。每个存储单元包括一个不需刷新的双稳态电路(bistable circuit)。各双稳态电路包括至少两个晶体管和附加的选择/传送晶体管，因此可以提高从一个双稳态状态切换到另一个双稳态状态的速度。各双稳态电路的开关速度受到晶体管的控制电极的电阻和电容、以及晶体管的电路的连接方式决定，从而决定其输出电压的转换速率。由于业界期望在适合大小的芯片上制作更多的SRAM阵列，因此必须要减少各单元的尺寸，并且增加芯片上元件的密度。是以，晶体管的电阻和电容和其在SRAM单元中的连接将尽可能微小化，以改善元件性能。

传统的SRAM元件面积往往占据整个芯片的50％以上或更多的面积，故限制了芯片上其他逻辑元件的数量。在FinFET晶体管的技术进步下，整合FinFET结构技术，可有效改进SRAM单元在芯片上的密集度，减少每单位SRAM在芯片面积上的占有率(占有面积)，从而让SRAM仅占用较小的芯片面积。与现有的平面MOS晶体管最大的差别是，平面MOS的通道仅位于半导体基底表面处，FinFET晶体管则具有立体三维方向的通道结构。

图1是一个鳍状晶体管结构10的示意图，包括一基板18、源极11、漏极12、栅极绝缘层13和栅极导体层14。晶体管通道形成在一个凸起的鳍状结构(也就是鳍状结构16)的顶面与两侧壁，鳍状结构包括至少一或多种半导体材料。栅极导体层14通常为金属栅极，延伸并跨越过鳍状结构16与栅极绝缘层13，且栅极绝缘层13设置在栅极导体层14和鳍状结构16之间。鳍状结构位于源极11和漏极12之间被栅极绝缘层13和栅极导体层14所覆盖的至少三个表面区域，可作为晶体管的通道区(图未示)。晶体管的通道区愈大，就可允许更多电流通过。因此鳍状晶体管结构10具有比传统的平面的FET晶体管更好的电流驱动能力。相比于平面型晶体管，SRAM单元中的FinFET晶体管具有立体形状，能增加通道宽度、减少通道长度却不增加芯片面积。此方案可在低硅基底面积下提供合理的通道宽度，使得SRAM的整体尺寸得以降低。上述技术，以目前已经的掩模技术，即可拥有优秀的良率，若更积极降低尺寸，甚至可将最小图案尺寸降至15nm或更小。