濕氣阻擋結(jié)構(gòu)和/或保護(hù)環(huán)、半導(dǎo)體器件以及制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明構(gòu)思涉及濕氣阻擋結(jié)構(gòu)和/或保護(hù)環(huán)(guard ring)、包括該濕氣阻擋結(jié)構(gòu)和/或保護(hù)環(huán)的半導(dǎo)體器件以及制造該濕氣阻擋結(jié)構(gòu)和/或保護(hù)環(huán)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在芯片區(qū)域周圍的密封區(qū)域中，濕氣阻擋結(jié)構(gòu)被設(shè)置來保護(hù)芯片免受在晶片切割工藝期間產(chǎn)生的濕氣和/或裂紋的影響。保護(hù)環(huán)可以形成在密封區(qū)域中以使芯片接地。鰭型場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FinFET)可以形成在芯片區(qū)域中。在進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)工藝以形成finFET的有源鰭時(shí)，可能發(fā)生凹陷(dishing)。因而，絕緣層在芯片區(qū)域和密封區(qū)域之間會(huì)具有高度差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施方式，濕氣阻擋結(jié)構(gòu)包括:設(shè)置在基板的密封區(qū)域上的有源鰭，該基板包括芯片區(qū)域以及圍繞芯片區(qū)域的周邊的密封區(qū)域，該有源鰭連續(xù)地圍繞芯片區(qū)域并且在平面圖中具有蜿蜒線形狀；覆蓋有源鰭并且圍繞芯片區(qū)域的周邊的柵結(jié)構(gòu)；以及設(shè)置在柵結(jié)構(gòu)上的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，該導(dǎo)電結(jié)構(gòu)圍繞芯片區(qū)域的周邊。
[0004]在本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施方式中，濕氣阻擋結(jié)構(gòu)還包括多個(gè)有源鰭，其中該柵結(jié)構(gòu)覆蓋多個(gè)有源鰭中的兩個(gè)相鄰有源鰭。
[0005]在本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施方式中，兩個(gè)相鄰的有源鰭基本上彼此平行。
[0006]在本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施方式中，導(dǎo)電結(jié)構(gòu)包括:設(shè)置在柵結(jié)構(gòu)上的接觸插塞，該接觸插塞圍繞芯片區(qū)域的周邊；以及設(shè)置在接觸插塞上的通路，該通路圍繞芯片區(qū)域的周邊。
[0007]在本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施方式中，濕氣阻擋結(jié)構(gòu)還包括多個(gè)有源鰭、多個(gè)柵結(jié)構(gòu)以及多個(gè)導(dǎo)電結(jié)構(gòu)、以及設(shè)置在多個(gè)導(dǎo)電結(jié)構(gòu)上的金屬板。
[0008]在本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施方式中，濕氣阻擋結(jié)構(gòu)還包括設(shè)置在柵結(jié)構(gòu)和導(dǎo)電結(jié)構(gòu)之間的阻擋層圖案，該阻擋層圖案包括絕緣材料。
[0009]在本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施方式中，柵結(jié)構(gòu)包括順序?qū)盈B在有源鰭上的柵絕緣層圖案和柵電極。
[0010]在本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施方式中，柵絕緣層圖案包括高k電介質(zhì)材料，并且柵電極包括金屬。
[0011]在本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施方式中，有源鰭包括:多個(gè)第一部分，其每個(gè)均在基本上平行于基板的頂表面的第一方向上延伸；以及多個(gè)第二部分，其每個(gè)均在基本上平行于基板的頂表面并且基本上垂直于第一方向的第二方向上延伸，其中多個(gè)第一部分中的每個(gè)第一部分的每個(gè)端部連接到多個(gè)第二部分的相應(yīng)的第二部分的端部。
[0012]在本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施方式中，有源鰭具有波浪形狀。
[0013]根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施方式，保護(hù)環(huán)包括:設(shè)置在基板的密封區(qū)域上的有源鰭，該基板包括芯片區(qū)域以及圍繞芯片區(qū)域的外邊緣的密封區(qū)域，并且有源鰭連續(xù)地圍繞芯片區(qū)域的外邊緣并且在平面圖中具有蜿蜒線形狀；以及設(shè)置在有源鰭上的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，該導(dǎo)電結(jié)構(gòu)圍繞芯片區(qū)域。
[0014]在本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施方式中，保護(hù)環(huán)還包括多個(gè)有源鰭，其中該導(dǎo)電結(jié)構(gòu)覆蓋多個(gè)有源鰭中的兩個(gè)相鄰有源鰭。
[0015]在本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施方式中，兩個(gè)相鄰的有源鰭基本上彼此平行。
[0016]在本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施方式中，導(dǎo)電結(jié)構(gòu)包括:設(shè)置在有源鰭上的接觸插塞，該接觸插塞圍繞芯片區(qū)域的外邊緣；以及設(shè)置在接觸插塞上的通路，該通路圍繞芯片區(qū)域的外邊緣。
[0017]在本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施方式中，濕氣阻擋結(jié)構(gòu)還包括多個(gè)有源鰭和多個(gè)導(dǎo)電結(jié)構(gòu)、以及設(shè)置在多個(gè)導(dǎo)電結(jié)構(gòu)上的金屬板。
[0018]在本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施方式中，保護(hù)環(huán)還包括設(shè)置在有源鰭和導(dǎo)電結(jié)構(gòu)之間的源/漏層和金屬硅化物圖案。
[0019]在本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施方式中，源/漏層是用雜質(zhì)摻雜的外延層。
[0020]在本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施方式中，源/漏層包括硅鍺或硅碳化物。
[0021]在本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施方式中，有源鰭包括:多個(gè)第一部分，其每個(gè)均在基本上平行于基板的頂表面的第一方向上延伸；以及多個(gè)第二部分，其每個(gè)均在基本上平行于基板的頂表面并且基本上垂直于第一方向的第二方向上延伸，其中多個(gè)第一部分中的每個(gè)第一部分的每個(gè)端部連接到多個(gè)第二部分中相應(yīng)的第二部分的端部。
[0022]在本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施方式中，有源鰭具有波浪形狀。
[0023]根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施方式，半導(dǎo)體器件包括:基板，包括第一區(qū)域、第二區(qū)域和第三區(qū)域，第二區(qū)域圍繞第一區(qū)域的周邊設(shè)置，第三區(qū)域圍繞第二區(qū)域的周邊設(shè)置；第一有源鰭，設(shè)置在基板的第一區(qū)域上；第一保護(hù)環(huán)；以及濕氣阻擋結(jié)構(gòu)。該第一保護(hù)環(huán)包括:設(shè)置在基板的第二區(qū)域上的第二有源鰭，該第二有源鰭連續(xù)地圍繞第一區(qū)域的周邊并且在平面圖中成形為蜿蜒線；以及第一導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，設(shè)置在第二有源鰭上，該第一導(dǎo)電結(jié)構(gòu)圍繞第一區(qū)域的周邊。濕氣阻擋結(jié)構(gòu)包括:設(shè)置在基板的第三區(qū)域上的第三有源鰭，該第三有源鰭連續(xù)地圍繞第二區(qū)域的周邊并且在平面圖中成形為蜿蜒線；第一柵結(jié)構(gòu)，覆蓋第三有源鰭并且圍繞第二區(qū)域的周邊，以及設(shè)置在第二柵結(jié)構(gòu)上的第二導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，該第二導(dǎo)電結(jié)構(gòu)圍繞第二區(qū)域的周邊。
[0024]在本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施方式中，半導(dǎo)體器件還包括多個(gè)第二有源鰭和多個(gè)第三有源鰭，其中第一導(dǎo)電結(jié)構(gòu)覆蓋多個(gè)第二有源鰭中的兩個(gè)相鄰第二有源鰭，第二導(dǎo)電結(jié)構(gòu)覆蓋多個(gè)第三有源鰭中的兩個(gè)相鄰第三有源鰭。
[0025]在本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施方式中，兩個(gè)相鄰的第二有源鰭基本上彼此平行。
[0026]在本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施方式中，第一導(dǎo)電結(jié)構(gòu)包括:設(shè)置在第二有源鰭上的第一接觸插塞，該第一接觸插塞圍繞第一區(qū)域的周邊；以及設(shè)置在第一接觸插塞上的第一通路，該第一通路圍繞第一區(qū)域的周邊，其中第二導(dǎo)電結(jié)構(gòu)包括:設(shè)置在第一柵結(jié)構(gòu)上的第二接觸插塞，該第二接觸插塞圍繞第二區(qū)域的周邊；以及在第二接觸插塞上的第二通路，該第二通路連續(xù)地圍繞第二區(qū)域。
[0027]在本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施方式中，第一和第二接觸插塞包括基本上相同的材料，第一接觸插塞的頂表面部分與第二接觸插塞的頂表面部分基本上共面，并且其中第一和第二通路包括基本上相同的材料。
[0028]在本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施方式中，半導(dǎo)體器件還包括:多個(gè)第一有源鰭、多個(gè)第二有源鰭、多個(gè)第三有源鰭、多個(gè)第一導(dǎo)電結(jié)構(gòu)、多個(gè)第二導(dǎo)電結(jié)構(gòu)以及多個(gè)第二柵結(jié)構(gòu)；以及設(shè)置在多個(gè)第一導(dǎo)電結(jié)構(gòu)和多個(gè)第二導(dǎo)電結(jié)構(gòu)上的金屬板。
[0029]在本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施方式中，半導(dǎo)體器件還包括設(shè)置在第二有源鰭和第一導(dǎo)電結(jié)構(gòu)之間的源/漏層和金屬硅化物圖案。
[0030]在本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施方式中，半導(dǎo)體器件還包括設(shè)置在第二柵結(jié)構(gòu)和第二導(dǎo)電結(jié)構(gòu)之間的阻擋層圖案，該阻擋層圖案包括絕緣材料。
[0031]在本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施方式中，第二柵結(jié)構(gòu)包括順序?qū)盈B在第三有源鰭上的第二柵絕緣層圖案和第二柵電極。
[0032]在本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施方式中，其中第一有源鰭在基本上平行于基板的頂表面的第一方向上延伸，其中第二有源鰭包括每個(gè)均在第一方向上延伸的多個(gè)第一部分以及每個(gè)均在基本上平行于基板的頂表面并且基本上垂直于第一方向的第二方向上延伸的多個(gè)第二部分，其中多個(gè)第一部分中的每個(gè)第一部分的每個(gè)端部連接到多個(gè)第二部分中的相應(yīng)的第二部分的端部。
[0033]在本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施方式中，第三有源鰭包括每個(gè)均在第一方向上延伸的多個(gè)第三部分以及每個(gè)均在第二方向上延伸的多個(gè)第四部分，其中多個(gè)第三部分中的每個(gè)第三部分的每個(gè)端部連接到多個(gè)第四部分中的相應(yīng)的第四部分的端部。
[0034]在本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施方式中，半導(dǎo)體器件還包括第一柵結(jié)構(gòu)，該第一柵結(jié)構(gòu)包括順序?qū)盈B在第一有源鰭上的第一柵絕緣層圖案和第一柵電極。
[0035]在本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施方式中，第一和第二柵結(jié)構(gòu)包括基本上相同的材料。
[0036]在本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施方式中，第二和第三有源鰭的每個(gè)具有波浪形狀。
[0037]在本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施方式中，半導(dǎo)體器件還包括:設(shè)置在基板的第三區(qū)域上的第四有源鰭，該第四有源鰭圍繞第二區(qū)域的周邊并且在平面圖中具有蜿蜒線形狀；以及包括第四有源鰭的第二保護(hù)環(huán)；以及設(shè)置在第四有源鰭上的第三導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，該第三導(dǎo)電結(jié)構(gòu)圍繞第二區(qū)域的周邊。
[0038]在本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施方式中，第一區(qū)域是在其中形成半導(dǎo)體芯片的芯片區(qū)域，第二和第三區(qū)域的每個(gè)是密封區(qū)域。
[0039]根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施方式，一種制造半導(dǎo)體器件的方法包括:在基板上形成隔離層圖案以限定場(chǎng)區(qū)，以及形成從隔離層圖案突出的第一、第二和第三有源鰭，基板包括第一區(qū)域、圍繞第一區(qū)域的周邊的第二區(qū)域以及圍繞第二區(qū)域的周邊的第三區(qū)域，該場(chǎng)區(qū)的頂表面被隔離層圖案覆蓋，第一、第二和第三有源鰭的頂表面沒有被隔離層圖案覆蓋，第一有源鰭在第一區(qū)域中，第二有源鰭在第二區(qū)域中，第三有源鰭在第三區(qū)域中，其中第二有源鰭連續(xù)地圍繞第一區(qū)域的周邊并且在平面圖中具有蜿蜒線形狀，第三有源鰭連續(xù)地圍繞第二區(qū)域的周邊并且在平面圖中具有蜿蜒線形狀；形成第一柵結(jié)構(gòu)以覆蓋第三有源鰭并且連續(xù)地圍繞第二區(qū)域；在第二有源鰭上形成第一導(dǎo)電結(jié)構(gòu)以圍繞第一區(qū)域的周邊；以及在第一柵結(jié)構(gòu)上形成第二導(dǎo)電結(jié)構(gòu)以圍繞第二區(qū)域的周邊。
[0040]在本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施方式中，形成第一、第二和第三有源鰭包括:在第一區(qū)域上形成第一掩模；在第二區(qū)域上形成第二掩模以及在第三區(qū)域上形成第三掩模；使用第一掩模蝕刻基板以在第一區(qū)域上形成第一溝槽；使用第二掩模蝕刻基板以在第二區(qū)域上形成第二溝槽；以及使用第三掩模蝕刻基板以在第三區(qū)域上形成第三溝槽；在基板上形成隔離層以填充第一、第二和第三溝槽；在隔離層上進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)工藝以暴露基板的頂表面并且平坦化隔離層；以及去除隔離層的上部分。
[0041]在本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施方式中，形成第一、第二和第三掩模包括:在基板上形成掩模層；在第一區(qū)域的掩模層上形成第一犧牲層圖案；在第二區(qū)域中的掩模層上形成第二犧牲層圖案；以及在第三區(qū)域中的掩模層上形成第三犧牲層圖案，該第二犧牲層圖案連續(xù)地圍繞第一區(qū)域的周邊并且具有蜿蜒線形狀，第三犧牲層圖案連續(xù)地圍繞第二區(qū)域的周邊并且具有蜿蜒線形狀；在第一犧牲層圖案的側(cè)壁上形成第一間隔物；在第二犧牲層圖案的側(cè)壁上形成第二間隔物；以及在第三犧牲層圖案的側(cè)壁上形成第三間隔物；以及在去除第一至第三犧牲層圖案之后，使用第一、第二和第三間隔物作為蝕刻掩模來蝕刻掩模層。
[0042]在本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施方式中，一種方法還包括形成多個(gè)第二有源鰭和多個(gè)第三有源鰭，其中形成第一柵結(jié)構(gòu)包括形成第一柵結(jié)構(gòu)以覆蓋多個(gè)第三有源鰭中的兩個(gè)相鄰的第三有源鰭，其中形成第一導(dǎo)電結(jié)構(gòu)包括形成第一導(dǎo)電結(jié)構(gòu)以覆蓋多個(gè)第二有源鰭中的兩個(gè)相鄰的第二有源鰭。
[0043]在本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施方式中，該兩個(gè)相鄰的第二有源鰭彼此平行，該兩個(gè)相鄰的第三有源鰭彼此平行。
[0044]在本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施方式中，一種方法還包括形成多個(gè)第一有源鰭，其中多個(gè)第一有源鰭中的第一有源鰭在基本上平行于基板的頂表面的第二方向上延伸，其中多個(gè)第一有源鰭中的另一第一有源鰭在基本上平行于基板的頂表面并且基本上垂直于第二方向的第一方向上延伸。
[0045]在本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施方式中，一種方法還包括形成第二柵結(jié)構(gòu)，其中形成第二柵結(jié)構(gòu)包括在多個(gè)第一有源鰭上形成第二柵結(jié)構(gòu)以及形成隔離層圖案以在第二方向上延伸。
[0046]在本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施方式中，形成第一和第二導(dǎo)電結(jié)構(gòu)包括:在第二有源鰭上形成第一接觸插塞以圍繞第一區(qū)域的周邊；以及在第一柵結(jié)構(gòu)上形成第二接觸插塞以圍繞第二區(qū)域的周邊；在第一接觸插塞