具有由虚栅极分隔的连续有源区的金属氧化物半导体(mos)隔离方案及相关方法_3

文档序号:9291820阅读:来源:国知局
,对于新的虚栅极而言,相反类型的栅极掩模(在CMOS中使用的栅极掩模)被用于放置虚栅极。测试显示,通过使虚栅极的功函数相反,实现了可接受的隔离水平,同时仍保留了使用连续有源区方案来形成CMOS器件的能力。也即,在此示例中,提供了 10ρΑ/μπι范围中的隔离。在导通(ON)状态下可用的电流也因面积被保留用于创建应力源元件的事实而增加,这增加了 FET内的电流机制的迀移率。使用与改进的隔离相耦合的连续有源区方案允许进一步的小型化以及更大的设计灵活度。
[0039]在此方面,在图5中提供了采用具有相反功函数的虚栅极的CMOS器件90的第一示例性实施例。如所解说的,CMOS器件90通过连续有源区方案形成。具体而言,CMOS器件90 包括 nMOS FET 92A、92B (合称 92),以及 pMOS FET 94A、94B (合称 94)。nMOS FET 92 通过STI 96与pMOS FET 94分隔开。正如图4的CMOS器件70,nMOS FET 92A没有通过STI96与nMOS FET 92B分隔开。相反,nMOS FET 92A和nMOS FET 92B由连续有源区形成并且仅通过虚栅极98分隔开。虚栅极98具有ρ型金属功函数,并因此具有与使用该虚栅极的MOS器件相反的功函数。换言之,虚栅极98具有相反功函数。类似地,pMOS FET 94A没有通过STI 96与pMOS FET 94B分隔开。相反,pMOS FET 94A和pMOS FET 94B由连续有源区形成并且仅通过虚栅极100分隔开。虚栅极100具有η型金属功函数,并因此具有与使用该虚栅极的MOS器件相反的功函数。换言之,虚栅极100具有相反功函数。尽管没有示出,但是应当领会,虚栅极98、100中的每一者被置于类似于栅极电介质28、40的栅极电介质上。在示例性实施例中,CMOS器件90的栅极电介质具有高介电常数(k)。在示例性实施例中,k高于十八(18),并且在进一步示例性实施例中,k在约二十到二十五之间(20-25)。
[0040]继续参考图5,在示例性实施例中,虚栅极98连接至Vss而虚栅极100耦合至Vdd。如所述的,相反的功函数提供了可接受的隔离水平,同时保留了制造商在CMOS器件90的制造中使用连续有源区方案的能力。通过将源极布置成靠近虚栅极98、100,可以进一步减小隔离泄漏。
[0041]尽管图5解说了具有nMOS FET 92和pMOS FET 94两者的CMOS器件90,但是应当领会,本公开的概念可以被纳入到仅包含nMOS器件和/或仅包含pMOS器件的MOS器件中。
[0042]还要注意,在虚栅极98、100下方不存在隔离注入区划。现有技术(尤其是诸如多晶栅极技术)将在虚栅极下面使用这种隔离注入区划(即,注入有特定掺杂类型的区划)以改进虚栅极所提供的隔离。这种隔离注入区划增加了隔离尺寸,但是一般并没有实现相同水平的隔离。在图6中提供了 nMOS器件92的横截面视图,其在虚栅极98下面具有不存在隔离注入区划的区划102。应当领会,pMOS器件94在虚栅极100之下也不存在隔离注入区划。
[0043]图5的CMOS器件90具有很好理解的基本平面的配置,但是本公开的概念不受此限制且可以扩展到FinFET设计。图7A和7B解说了 FinFET中相反金属虚栅极的两个版本。具体而言,图7A解说了具有有源区106的FinFET nMOS器件104,鳍108连同栅极IlOG被垂直地置于该有源区106上。FinFET nMOS器件104进一步包括源极110S和漏极110D。在FinFET nMOS器件104中,有源器件栅极的功函数是η型金属而对应的虚栅极112具有ρ型金属功函数。通过将源极布置成靠近虚栅极112,可以进一步减小隔离泄漏。
[0044]与图7Α的FinFET nMOS器件104相反,在图7B中解说了 FinFET pMOS器件114。FinFET pMOS器件114包括有源区116和鳍118。同样地,FinFET pMOS器件114包括漏极120D、源极120S和栅极120G。FinFET pMOS器件114的有源区116具有ρ型金属功函数,并且对应的虚栅极122具有η型金属功函数。通过将源极布置成靠近虚栅极122,可以进一步减小隔离泄漏。
[0045]如果需要,nMOS器件104和pMOS器件114可以被组装成CMOS器件。同样,不存在注入隔离区划以及高栅极电介质允许甚至在越来越小的尺寸下提升速度。
[0046]根据本文中所公开的各实施例的具有连续有源区的CMOS隔离方案可以被设在或集成到任何基于处理器的设备中。不作为限定的示例包括机顶盒、娱乐单元、导航设备、通信设备、固定位置数据单元、移动位置数据单元、移动电话、蜂窝电话、计算机、便携式计算机、台式计算机、个人数字助理(PDA)、监视器、计算机监视器、电视机、调谐器、无线电、卫星无线电、音乐播放器、数字音乐播放器、便携式音乐播放器、数字视频播放器、视频播放器、数字视频碟(DVD)播放器,以及便携式数字视频播放器。
[0047]在此方面,图8解说了可采用CMOS器件(诸如CMOS器件90或MOS器件92、94、104,114)的基于处理器的系统130的示例。在这一示例中,基于处理器的系统130包括一个或多个中央处理单元(CPU) 132,其各自包括一个或多个处理器134。(诸)CPU 132可具有耦合至(诸)处理器134以用于对临时存储的数据进行快速访问的高速缓存存储器136。(诸)CPU 132被耦合到系统总线138,且可交互耦合基于处理器的系统130中所包括的诸主设备和从设备。如众所周知的,(诸)CPU 132通过在系统总线138上交换地址、控制和数据信息来与这些其它设备通信。例如,(诸)CPU 132可将总线事务请求传达到存储器控制器140。尽管未在图8中解说,但可提供多个系统总线138,其中每个系统总线138构成不同的织构。
[0048]其它设备可被连接到系统总线138。如图8中所解说的,作为示例,这些设备可包括存储器系统142、一个或多个输入设备144、一个或多个输出设备146、一个或多个网络接口设备148,以及一个或多个显示控制器150。(诸)输入设备144可包括任何类型的输入设备,包括但不限于输入键、开关、语音处理器等。(诸)输出设备146可包括任何类型的输出设备,包括但不限于音频、视频、其他视觉指示器等。(诸)网络接口设备148可以是被配置成允许来往于网络152的数据交换的任何设备。网络152可以是任何类型的网络,包括但不限于:有线或无线网络、专用或公共网络、局域网(LAN)、广局域网(WLAN)和因特网。(诸)网络接口设备148可被配置成支持所期望的任何类型的通信协议。存储器系统142可包括一个或多个存储器单元154 (O-N)。
[0049](诸)CPU132还可被配置成通过系统总线138访问(诸)显示控制器150以控制发送给一个或多个显示器156的信息。(诸)显示控制器150经由一个或多个视频处理器158向(诸)显示器156发送要显示的信息,视频处理器158将要显示的信息处理成适于(诸)显示器156的格式。(诸)显示器156可包括任何类型的显示器,包括但不限于:阴极射线管(CRT)、液晶显示器(IXD)、等离子显示器等。
[0050]本领域技术人员将进一步领会,结合本文所公开的实施例描述的各种解说性逻辑块、模块、电路和算法可被实现为电子硬件、存储在存储器中或另一计算机可读介质中并由处理器或其它处理设备执行的指令、或这两者的组合。作为示例,本文描述的仲裁器、主控设备和被控设备可用在任何电路、硬件组件、集成电路(1C),或IC芯片中。本文所公开的存储器可以是任何类型和大小的存储器,且可被配置成存储所需的任何类型的信息。为清楚地说明这一可互换性,以上已经以其功能的形式一般地描述了各种解说性组件、框、模块、电路和步骤。此类功能性如何被实现取决于施加在整体系统上的具体应用、设计选择和/或设计约束。技术人员可针对每种特定应用以
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