(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-08-02
(45)【発行日】2024-08-13
(54)【発明の名称】隣接機構間に導電性パイプを形成する方法及び隣接機構間に導電性パイプを有する集積アセンブリ
(51)【国際特許分類】
H01L 21/3205 20060101AFI20240805BHJP
H01L 21/768 20060101ALI20240805BHJP
H01L 21/82 20060101ALI20240805BHJP
H01L 21/822 20060101ALI20240805BHJP
H01L 27/04 20060101ALI20240805BHJP
H01L 21/8238 20060101ALI20240805BHJP
H01L 27/092 20060101ALI20240805BHJP
【FI】
H01L21/88 B
H01L21/82 W
H01L27/04 D
H01L27/092 F
(21)【出願番号】P 2022568754
(86)(22)【出願日】2021-03-12
(86)【国際出願番号】 US2021022056
(87)【国際公開番号】W WO2021230966
(87)【国際公開日】2021-11-18
【審査請求日】2022-12-02
(32)【優先日】2020-05-12
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】595168543
【氏名又は名称】マイクロン テクノロジー,インク.
(74)【代理人】
【識別番号】100121083
【氏名又は名称】青木 宏義
(74)【代理人】
【識別番号】100138391
【氏名又は名称】天田 昌行
(74)【代理人】
【識別番号】100074099
【氏名又は名称】大菅 義之
(72)【発明者】
【氏名】ノエマウン アフメド ナヤズ
(72)【発明者】
【氏名】ラッセル ステファン ダブリュー.
(72)【発明者】
【氏名】グエン タオ ディー.
(72)【発明者】
【氏名】サルカル サンタヌ
【審査官】早川 朋一
(56)【参考文献】
【文献】特開2009-252825(JP,A)
【文献】米国特許出願公開第2017/0243821(US,A1)
【文献】特開2012-054503(JP,A)
【文献】米国特許出願公開第2020/0135724(US,A1)
【文献】米国特許出願公開第2020/0058651(US,A1)
【文献】特表2015-506589(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H01L 21/3205-21/3215
H01L 21/768
H01L 23/52
H01L 23/522-23/532
H01L 21/336
H01L 29/78
H01L 27/04-27/08
H01L 27/088-27/092
H01L 21/82-21/822
H01L 21/8234-21/8238
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
介在スペースによって相互に隔離された一対の実質的に平行な機構
であって、前記機構は半導体材料のフィンを含み、前記フィンは第1のフィン及び第2のフィンであり、前記一対の機構の内の一方は前記第1のフィンに対応し、前記一対の機構の内の他方は前記第2のフィンに対応する、前記機構と、
前記機構間にあり、前記機構に実質的に平行な導電性パイプと、
前記介在スペース内にあり、前記導電性パイプの下方にあり、前記機構の側壁に沿う第1の誘電体材料と、
前記介在スペース内にあり、前記第1の誘電体材料の上方にある第2の誘電体材料であって、前記導電性パイプの上方及び下方にある前記第2の誘電体材料と
、
を含む、集積アセンブリ。
【請求項2】
前記第2の誘電体材料は、前記導電性パイプの側壁に沿う、請求項1に記載の集積アセンブリ。
【請求項3】
前記第2の誘電体材料の上方に第3の誘電体材料を含む、請求項1に記載の集積アセンブリ。
【請求項4】
前記第2の誘電体材料は前記機構の上方にあり、
前記集積アセンブリは、前記第2及び第3の誘電体材料に渡って拡張する平坦化された表面
を含み、
前記平坦化された表面は、少なくとも前記第2の誘電体材料によって前記機構の上面から隔離され
る、請求項3に記載の集積アセンブリ。
【請求項5】
前記第1及び第2のフィンは、前記半導体材料のピラーから上向きに拡張する、請求項
1に記載の集積アセンブリ。
【請求項6】
前記第
1のフィン
は第1のソース/ドレイン領域
を含み、
前記第2のフィンは第2のソース/ドレイン領域を含み、前記第1及び第2のソース/ドレイン領域は、相互に同じ導電型である、請求項
1に記載の集積アセンブリ。
【請求項7】
前記第1及び第2のソース/ドレイン領域はp型である、請求項
6に記載の集積アセンブリ。
【請求項8】
前記第1及び第2のソース/ドレイン領域はn型である、請求項
6に記載の集積アセンブリ。
【請求項9】
前記第1のフィンは第1のソース/ドレイン領域を含み、前記第2のフィンは第2のソース/ドレイン領域を含み、前記第1のソース/ドレイン領域は、前記第2のソース/ドレイン領域とは異なる導電型である、請求項
1に記載の集積アセンブリ。
【請求項10】
前記半導体材料はケイ素を含む、請求項
1に記載の集積アセンブリ。
【請求項11】
前記半導体材料は単結晶ケイ素を含む、請求項
1に記載の集積アセンブリ。
【請求項12】
前記機構は第1の距離だけ拡張し、前記導電性パイプは、前記第1の距離よりも短い第2の距離だけ拡張する、請求項1に記載の集積アセンブリ。
【請求項13】
前記機構は第1の距離だけ拡張し、前記導電性パイプは、前記機構間にあり、前記第1の距離よりも短い第2の距離だけ各々拡張する2つの導電性パイプの内の
一方であり、前記2つの導電性パイプは、第1の導電性パイプ及び第2の導電性パイプであり、前記第1の導電性パイプは、介在ギャップによって前記第2の導電性パイプから隔離される、請求項1に記載の集積アセンブリ。
【請求項14】
前記介在ギャップ内にあり、前記第1の導電性パイプを前記第2の導電性パイプに導電的に結合する導電性材料を含む、請求項
13に記載の集積アセンブリ。
【請求項15】
前記介在ギャップ内に絶縁領域を含み、前記第1の導電性パイプは、前記絶縁領域の一方の側に第1の末端を有し、前記第2の導電性パイプは、前記絶縁領域の反対側の第2の側に第2の末端を有する、請求項
13に記載の集積アセンブリ。
【請求項16】
前記第1及び第2の末端の少なくとも
一方と結合するように下向きに拡張する少なくとも1つの電気的相互接続部を含む、請求項
15に記載の集積アセンブリ。
【請求項17】
介在スペースによって相互に隔離された第1及び第2の機構を形成することであって、前記第1及び第2の機構は相互に実質的に平行であ
り、前記第1及び第2の機構は半導体材料のフィンを含み、前記フィンは第1のフィン及び第2のフィンであり、前記第1の機構は前記第1のフィンに対応し、前記第2の機構は前記第2のフィンに対応する、ことと、
前記介在スペース内に誘電体材料を形成することであって、前記誘電体材料は、
前記介在スペースの上部でピンチオフして、前記第1及び第2の機構に実質的に平行に拡張するチューブを形成する
、ことと、
前記チューブ内に導電性材料を形成
することによって、前記チューブ内に導電性パイプをパターニングすることであって、前記導電性パイプは、前記第1及び第2の機構に実質的に平行である
、こと
と、
を含む、集積アセンブリを形成する方法。
【請求項18】
前記誘電体材料は
、前記介在スペースの第1の領域内に形成され
るが、前記介在スペースの第2の領域内に形成されず、前記チューブは
、前記第1の領域に渡って拡張
するが、前記第2の領域に渡って拡張せず、前記導電性パイプは
、前記第1の領域に渡って拡張
するが、前記第2の領域に渡って拡張しない、請求項
17に記載の方法。
【請求項19】
前記誘電体材料は第2の誘電体材料であり、
前記方法は、
前記介在スペースを狭めるように前記機構間に第1の誘電体材料を形成することと、
狭められた前記介在スペース内に前記第2の誘電体材料を形成すること
と、
を含む、請求項
17に記載の方法。
【請求項20】
前記導電性材料は、導電的にドープされた半導体材料を含む、請求項
17に記載の方法。
【請求項21】
前記導電性材料は1つ以上の金属を含む、請求項
17に記載の方法。
【請求項22】
前記導電性材料は、タングステン、チタン、タンタル、コバルト、モリブデン、ニッケル、ルテニウム、銅、アルミニウム、白金、パラジウム、銀、及び金の内の1つ以上を含む、請求項
17に記載の方法。
【請求項23】
前記導電性材料は、金属窒化物、金属炭化物、金属ケイ化物、及び金属ホウ化物の内の1つ以上を含む、請求項
17に記載の方法。
【請求項24】
前記導電性材料は窒化チタン及びタングステンを含む、請求項
17に記載の方法。
【請求項25】
介在スペースによって相互に隔離された一対の実質的に平行な機構と、
前記機構間にあり且つ前記機構に実質的に平行な導電性パイプであって、前記機構は第1の距離だけ拡張し、前記導電性パイプは、前記機構間にあり且つ前記第1の距離よりも短い第2の距離だけ各々拡張する2つの導電性パイプの内の一方であり、前記2つの導電性パイプは、第1の導電性パイプ及び第2の導電性パイプであり、前記第1の導電性パイプは、介在ギャップによって前記第2の導電性パイプから隔離されている、前記導電性パイプと、
前記介在ギャップ内にあり、前記第1の導電性パイプを前記第2の導電性パイプに導電的に結合する導電性材料と、
前記介在スペース内にあり、前記導電性パイプの下方にあり、前記機構の側壁に沿う第1の誘電体材料と、
前記介在スペース内にあり、前記第1の誘電体材料の上方にある第2の誘電体材料であって、前記導電性パイプの上方及び下方にある前記第2の誘電体材料と、
を含む、集積アセンブリ。
【請求項26】
介在スペースによって相互に隔離された一対の実質的に平行な機構と、
前記機構間にあり且つ前記機構に実質的に平行な導電性パイプであって、前記機構は第1の距離だけ拡張し、前記導電性パイプは、前記機構間にあり且つ前記第1の距離よりも短い第2の距離だけ各々拡張する2つの導電性パイプの内の一方であり、前記2つの導電性パイプは、第1の導電性パイプ及び第2の導電性パイプであり、前記第1の導電性パイプは、介在ギャップによって前記第2の導電性パイプから隔離されている、前記導電性パイプと、
前記介在ギャップ内の絶縁領域であって、前記第1の導電性パイプは、前記絶縁領域の一方の側に第1の末端を有し、前記第2の導電性パイプは、前記絶縁領域の反対側の第2の側に第2の末端を有する、前記絶縁領域と、
前記第1及び第2の末端の少なくとも一方と結合するように下向きに拡張する少なくとも1つの電気的相互接続部と、
前記介在スペース内にあり、前記導電性パイプの下方にあり、前記機構の側壁に沿う第1の誘電体材料と、
前記介在スペース内にあり、前記第1の誘電体材料の上方にある第2の誘電体材料であって、前記導電性パイプの上方及び下方にある前記第2の誘電体材料と、
を含む、集積アセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
集積アセンブリ及び集積アセンブリを形成する方法。隣接機構間に導電性パイプを形成する方法。隣接機構間に導電性パイプを持つ集積アセンブリ。
【背景技術】
【0002】
パターニングされた機構は、集積アセンブリにおいて一般的に使用される。幾つかの例示的な用途では、パターニングされた機構は、相互接続部として利用され、及び/又は集積回路に適切な電圧(例えば、VDD、VSS等)をもたらすために利用される導電性機構であり得る。パターニングされた機構に利用可能なタイトな間隔に起因して、集積レベルが高まるにつれて、パターニングされた機構を製造することが益々困難になっている。パターニングされた機構を形成するための新たな方法を開発し、パターニングされた機構を利用する新たなアーキテクチャを開発することが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【0003】
【
図1】例示的な集積アセンブリの領域の図である。
図1は、
図1A及び
図1Bの断面1-1に沿った概略上面図である。
【
図1A】例示的な集積アセンブリの領域の図である。
図1Aは、
図1のA-A線に沿った概略断面側面図である。
【
図1B】例示的な集積アセンブリの領域の図である。
図1Bは、
図1のB-B線に沿った概略断面側面図である。
【
図2】例示的な方法の一連のプロセス段階における例示的な集積アセンブリの領域の図である。
図2は、概略上面図である。
【
図2A】例示的な方法の一連のプロセス段階における例示的な集積アセンブリの領域の図である。
図2Aは、
図2の線A-Aに沿った概略断面側面図である。
【
図3】例示的な方法の一連のプロセス段階における例示的な集積アセンブリの領域の図である。
図3は、概略上面図である。
【
図3A】例示的な方法の一連のプロセス段階における例示的な集積アセンブリの領域の図である。
図3Aは、
図3の線A-Aに沿った概略断面側面図である。
【
図4】例示的な方法の一連のプロセス段階における例示的な集積アセンブリの領域の図である。
図4は、概略上面図である。
【
図4A】例示的な方法の一連のプロセス段階における例示的な集積アセンブリの領域の図である。
図4Aは、
図4の線A-Aに沿った概略断面側面図である。
【
図5】例示的な方法の一連のプロセス段階における例示的な集積アセンブリの領域の図である。
図5は、概略上面図である。
【
図5A】例示的な方法の一連のプロセス段階における例示的な集積アセンブリの領域の図である。
図5Aは、
図5の線A-Aに沿った概略断面側面図である。
【
図6】例示的な集積アセンブリの領域の概略断面側面図である。
【
図7】例示的な方法の一連のプロセス段階における例示的な集積アセンブリの領域の概略断面側面図である。
【
図8】例示的な方法の一連のプロセス段階における例示的な集積アセンブリの領域の概略断面側面図である。
【
図9】例示的な方法の一連のプロセス段階における例示的な集積アセンブリの領域の概略断面側面図である。
【
図10】例示的な方法の一連のプロセス段階における例示的な集積アセンブリの領域の図である。
図10は、概略上面図である。
【
図10A】例示的な方法の一連のプロセス段階における例示的な集積アセンブリの領域の図である。
図10Aは、
図10の線A-Aに沿った概略断面側面図である。
【
図10B】例示的な方法の一連のプロセス段階における例示的な集積アセンブリの領域の図である。
図10Bは、
図10の線B-Bに沿った概略断面側面図である。
【
図11】例示的な方法の一連のプロセス段階における例示的な集積アセンブリの領域の図である。
図11は、概略上面図である。
【
図11A】例示的な方法の一連のプロセス段階における例示的な集積アセンブリの領域の図である。
図11Aは、
図11の線A-Aに沿った概略断面側面図である。
【
図11B】例示的な方法の一連のプロセス段階における例示的な集積アセンブリの領域の図である。
図11Bは、
図11の線B-Bに沿った概略断面側面図である。
【
図12】例示的な方法の一連のプロセス段階における例示的な集積アセンブリの領域の図である。
図12は、概略上面図である。
【
図12A】例示的な方法の一連のプロセス段階における例示的な集積アセンブリの領域の図である。
図12Aは、
図12の線A-Aに沿った概略断面側面図である。
【
図12B】例示的な方法の一連のプロセス段階における例示的な集積アセンブリの領域の図である。
図12Bは、
図12の線B-Bに沿った概略断面側面図である。
【
図13】例示的な方法の一連のプロセス段階における例示的な集積アセンブリの領域の図である。
図13は、概略上面図である。
【
図13A】例示的な方法の一連のプロセス段階における例示的な集積アセンブリの領域の図である。
図13Aは、
図13の線A-Aに沿った概略断面側面図である。
【
図14】例示的な方法の一連のプロセス段階における例示的な集積アセンブリの領域の概略的な上面図である。
【
図15】例示的な方法の一連のプロセス段階における例示的な集積アセンブリの領域の概略的な上面図である。
【
図16】例示的な方法の一連のプロセス段階における例示的な集積アセンブリの領域の概略的な上面図である。
【
図17】例示的な方法の一連のプロセス段階における例示的な集積アセンブリの領域の概略的な上面図である。
【
図18】例示的な方法の一連のプロセス段階における例示的な集積アセンブリの領域の概略的な上面図である。
【
図19】例示的な方法の一連のプロセス段階における例示的な集積アセンブリの領域の概略的な上面図である。
【
図20】例示的な方法の一連のプロセス段階における例示的な集積アセンブリの領域の概略的な上面図である。
【
図21】例示的な集積アセンブリの領域の図である。
図21は、
図21A及び21Bの線C-Cに沿った概略断面上面図である。
【
図21A】例示的な集積アセンブリの領域の図である。
図21Aは、
図21の線A-Aに沿った概略断面側面図である。
【
図21B】例示的な集積アセンブリの領域の図である。
図21Bは、
図21の線B-Bに沿った概略断面側面図である。
【
図22A】例示的な従来技術の集積回路の領域の概略上面図である。
【
図23A】
図22Bの従来技術の配置を含み得る例示的な実施形態の集積回路の領域の概略上面図である。
【
図24】例示的な集積アセンブリの概略断面上面図である。
【
図25】例示的な集積アセンブリの概略断面上面図である。
【発明を実施するための形態】
【0004】
幾つかの実施形態は、集積アセンブリの機構間に導電性パイプ(線形構造体)を形成する方法を含む。幾つかの実施形態は、導電性パイプを含む集積アセンブリを含む。幾つかの実施形態は、論理回路(例えば、2NFET、2PFET回路。NFETはn型ソース/ドレイン領域を有する電界効果トランジスタを指し、PFETはp型ソース/ドレイン領域を有する電界効果トランジスタを指す)を含む。例示的な実施形態は、
図1~
図25を参照して説明される。
【0005】
図1~
図1Bを参照すると、集積アセンブリ10は一対の機構12及び14を含む。機構は線形構造体であるように示され、そうした線形構造体は、説明するx軸方向に対応する第1の方向に沿って拡張する。線形機構は、(図示のように)直線、波状、湾曲であり得、相互に実質的に平行である。用語“実質的に平行”は、製作及び測定の妥当な公差内で平行であることを意味する。
【0006】
機構12及び14は、下にある半導体ベース(図示せず)によって支持され得る。ベースは半導体材料を含み得、例えば、単結晶ケイ素を含み得、本質的にそれからなり得、又はそれからなり得る。ベースは、半導体基板と称され得る。用語“半導体基板”は、半導体ウェーハ(単独で、又は他の材料を含むアセンブリ内の何れか)等のバルク半導体材料、及び半導体材料層(単独又はその他の材料を含むアセンブリ)を含むがこれらに限定されない。用語“基板”は、上に説明した半導体基板を含むがこれらに限定されない任意の支持構造体を指す。幾つかの用途では、ベースは、集積回路の製造に関連する1つ以上の材料を含む半導体基板に対応し得る。そうした材料は、例えば、高融点金属材料、バリア材料、拡散材料、絶縁材料等の内の1つ以上を含み得る。
【0007】
機構12及び14は、介在スペース16によって相互に隔離される。説明する実施形態では、スペース16は、説明するy軸に沿って、機構12及び14と凡そ同じ幅Wを有する。したがって、機構12及び14は、スペース16の幅が約1/2PであるピッチPに沿って(その上で)形成されるとみなされる。
【0008】
機構12及び14は材料18を含む。材料18は、任意の適切な組成物を含み得る。材料18は均質であるように示されているが、他の実施形態では、材料18は不均質であり得、2つ以上の別個の組成物を含み得る。更に、機構12及び14は相互に同じ材料18を含むように示されているが、他の実施形態では、機構は相互に異なる組成物を含み得る。
【0009】
材料18は、導電性、絶縁性、半導電性等であり得る。材料18が2つ以上の別個の組成物を含む場合、そうした組成物は、相互に異なる導電率を有し得る。実例として、幾つかの実施形態では、組成物の内の1つは導電性であるが、別の組成物は絶縁性である等々である。
【0010】
導電性パイプ(構造体、機構、線等)20はスペース16内にある。導電性パイプ20は、他の材料の下にあることを指し示すために、
図1には破線(ファントム)図で示されている。
【0011】
導電性パイプは導電性材料22を含む。導電性材料22は、例えば、様々な金属(例えば、チタン、タングステン、タンタル、コバルト、モリブデン、ニッケル、白金、ルテニウム、銅、アルミニウム、パラジウム、銀、金等)、金属含有組成物(例えば、金属ケイ化物、金属窒化物、金属炭化物等)、及び/又は導電的にドープされた半導体材料(例えば、導電的にドープされたケイ素、導電的にドープされたゲルマニウム等)の内の1つ以上等の任意の適切な導電性組成物を含み得る。幾つかの実施形態では、導電性材料22は、金属窒化物、金属炭化物、金属ケイ化物、及び金属ホウ化物の内の1つ以上を含み得、本質的にそれからなり得、又はそれからなり得る。幾つかの実施形態では、導電性材料22は、窒化チタンを含む層によって横方向に囲まれたタングステンコアを含み得る。
【0012】
導電性パイプ20は、機構12及び14に実質的に平行であり、示した実施形態では、介在スペース16内で機構12と14との間の凡そ中間にある。
【0013】
第1の導電ポスト(ブロック、構造体等)24は、パイプ20の一方の側に沿い、第2の導電ポスト(ブロック、構造体等)26は、パイプ20の反対側の第2の側に沿う。ポスト24及び26は、パイプ20と同じ組成物22を含む。
【0014】
第1の誘電体材料28は、介在スペース16内にあり、導電性パイプ20の下方にあり、及び機構12及び14の側壁に沿う。第1の誘電体材料28は、任意の適切な組成物を含み得、幾つかの実施形態では、窒化ケイ素、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、酸化タンタル等の内の1つ以上を含み得、本質的にそれからなり得、又はそれからなり得る。
【0015】
第2の誘電体材料30は、介在スペース16内にあり、第1の誘電体材料28の上方にある。第2の誘電体材料30は、導電性パイプ20の上方及び下方にあり、示した実施形態では、導電性パイプ20の側壁にも沿う。第2の誘電体材料30は、第1の誘電体材料28よりも密度が低くてもよい。第2の誘電体材料30は、任意の適切な組成物を含み得、幾つかの実施形態では、窒化ケイ素、二酸化ケイ素、多孔質二酸化ケイ素、炭素ドープ酸化ケイ素、ホウ素ドープ二酸化ケイ素、酸窒化ケイ素等の内の1つ以上を含み得、本質的にそれからなり得、又はそれからなり得る。
【0016】
幾つかの実施形態では、第1及び第2の誘電体材料28及び30は両方とも窒化ケイ素を含み得、第2の誘電体材料30は第1の誘電体材料よりも密度が低い。幾つかの実施形態では、第1及び第2の誘電体材料28及び30は両方とも二酸化ケイ素を含み得、第2の誘電体材料は第1の誘電体材料よりも密度が低い。幾つかの実施形態では、第1の誘電体材料28は窒化ケイ素を含み得、第2の誘電体材料30は二酸化ケイ素を含み得る。幾つかの実施形態では、第1の誘電体材料28は窒化ケイ素を含み得、第2の誘電体材料30は酸窒化ケイ素を含み得る。
【0017】
第3の誘電体材料32は、第2の誘電体材料30の上方にある。第3の誘電体材料は、第2の誘電体材料30よりも密度が高くてもよく、第1の誘電体材料28に適しているとして上に説明した組成物の内の何れかを含み得る。第1及び第3の誘電体材料28及び32は、相互に同じ組成物を含み得、又は相互に異なる組成を含み得る。
【0018】
示した実施形態では、平坦化された表面33は、第2及び第3の誘電体材料30及び32に渡って拡張する。平坦化された表面33は、少なくとも第2の誘電体材料30によって機構12及び14の上面17から隔離され、示した実施形態は、第2の誘電体材料30及び第1の誘電体材料28の両方によってそうした表面から隔離される。
【0019】
図1~
図1Bの構成の利点は、機構12及び14が非常にタイトなピッチP(例えば、製造プロセスによって達成可能な最小ピッチに対応するピッチ)で形成され得、パイプ20がそうした機構間のスペース内に形成され得ることである。したがって、導電性パイプ20は、集積アセンブリのタイトなスペースに詰め込まれ得、そうしたタイトなスペース内に導電性相互接続部を提供し得る。
【0020】
図1~
図1Bのアセンブリは、任意の適切な処理を用いて形成され得る。例示的な処理は、
図2~
図5を参照して説明される。
【0021】
図2及び
図2Aを参照すると、アセンブリ10は、材料18のピラー34から上向きに拡張するフィンとして機構12及び14を含むように示されている。幾つかの実施形態では、
図2及び2Aの材料18は半導体材料であり得る。半導体材料は、任意の適切な組成物を含み得、幾つかの実施形態では、ケイ素、ゲルマニウム、III/V族半導体材料(例えば、リン化ガリウム)、半導体酸化物等の内の1つ以上を含み得、本質的にそれからなり得、又はそれからなり得、用語III/V半導体材料は、周期表のIII族及びV族から選択された元素を含む半導体材料を指す(III族及びV族は古い命名法であり、現在は13族及び15族と称される)。幾つかの実施形態では、
図2及び2Aの半導体材料18は、ケイ素を含み得、それから本質的になり得、又はそれからなり得る。ケイ素は、任意の適切な結晶形態(例えば、単結晶、多結晶、アモルファス等)にあり得る。
【0022】
フィン12及び14は、第1のフィン及び第2のフィンと夫々称され得る。フィンは、材料18が半導体材料である実施形態では、任意の適切な導電型の領域を有し得る。実例として、幾つかの実施形態では、フィン12及び14は、p型である領域を含み得(例えば、ホウ素で導電的にドープされたケイ素を有する領域を含み得)、及び/又はn型である領域を含み得る(例えば、リン及び砒素の内の一方又は両方で導電的にドープされたケイ素を有する領域を含み得る)。幾つかの実施形態では、フィン12は、第1の導電型を有する第1の領域を含み得、フィン14は、第2の導電型を有する第2の領域を含み得、第2の導電型は第1の導電型とは異なる(例えば、第1及び第2の導電型の内の一方は、p型である一方、他方はn型である)。
【0023】
フィン12及び14(すなわち、第1及び第2の機構12及び14)は、介在スペース16によって相互に隔離され、説明するx軸方向に沿って相互に実質的に平行に拡張する。
【0024】
図3及び
図3Aを参照すると、介在スペース16内に誘電体材料28が形成される。説明する実施形態では、誘電体材料28は、機構12及び14の外面に沿ってコンフォーマルに拡張し、介在スペース16を狭める。誘電体材料28は、第1の誘電体材料と称され得る。
【0025】
第2の誘電体材料30は、第1の誘電体材料28の上方に形成され、第1の誘電体材料によって狭められたスペース16内に形成される。第2の誘電体材料30は、第1の誘電体材料28よりも低い密度を有し得、したがって、材料30の堆積中に材料30内にボイド36が生成され得る。具体的には、第2の材料30の上部領域37は、材料30がスペースを完全に充填するのを防ぎ、それによってボイド36を創出するように、介在スペース16の上部でピンチオフし得る。
【0026】
説明する実施形態では、ボイド36は、(
図3の上面図に関して示すように)チューブに対応し、そうしたチューブは、第1及び第2の機構12及び14に実質的に平行に拡張する。機構12及び14は、チューブ及び機構が他の材料の下にあることを指し示するために
図3では破線で示されている。
【0027】
チューブ36は、第1の端部39及び反対側の第2の端部41を有する。
【0028】
第3の誘電体材料32は、第2の誘電体材料30の上方に形成される。第3の誘電体材料32は、第2の誘電体材料30よりも密度が高くてもよい。幾つかの実施形態では、第3の誘電体材料32は、第2の誘電体材料30内のボイドを効果的に密閉するように調整され得る。実例として、第3の誘電体材料32は、追加のシーリングが必要である又は要望される程度まで、第2の誘電体材料30内のボイド36を効果的に密閉し得るように、高いコンフォーマルを有するように提供され得る。
【0029】
幾つかの実施形態では、誘電体材料28、30、及び32は全て同じ組成物(例えば、二酸化ケイ素又は窒化ケイ素)を含み得るが、堆積条件は、中間の誘電体材料30が上部及び下部の誘電体材料28及び32よりも低い密度を有するように変更され得る。幾つかの実施形態では、中間の誘電体材料30は、上部及び下部の誘電体材料28及び32とは異なる組成物を含み得る。実例として、上部及び下部の誘電体材料28及び32は両方とも、窒化ケイ素を含み得る一方、中間の誘電体材料は二酸化ケイ素を含み得る。或いは、上部及び下部の誘電体材料28及び32は両方とも、二酸化ケイ素を含み得る一方、中間の誘電体材料は窒化ケイ素を含み得る。別の例として、上部及び下部の誘電体材料28及び32は両方とも窒化ケイ素を含み得る一方、中間の誘電体材料30は酸窒化ケイ素を含み得る。
【0030】
幾つかの実施形態では、中間の誘電体材料30の密度は、材料中に1つ以上のドーパント(及び/又は他の添加剤)を組み込むことによって影響を受け得る。実例として、中間の誘電体材料30は、炭素ドープ二酸化ケイ素、ホウ素ドープ二酸化ケイ素等を含み得る。
【0031】
上部及び下部の誘電体材料28及び32は、相互に同じ組成物を含み得、又は相互に異なる組成物を含み得る。
【0032】
誘電体材料28、30、及び32は、例えば、原子層堆積(ALD)及び/又は化学気相堆積(CVD)等を含む任意の適切な処理を用いて形成され得る。
【0033】
幾つかの実施形態では、誘電体材料28及び32の内の一方又は両方は省かれ得る。
【0034】
図3Aは、第3の誘電体材料32に渡って拡張する平坦化された表面33を示す。他の実施形態では、平坦化された表面33は、
図1Aに示したように、第3の誘電体材料32及び第2の誘電体材料30の両方の領域に渡って拡張するように形成され得る。
【0035】
図4及び
図4Aを参照すると、チューブ36の端部39及び41に沿って開口部38が形成される。開口部は、チューブ36の端部39及び41へのアクセスを可能にするために利用され得る。開口部は、チューブ36の対向する端部39及び41の両方に沿って形成されるように示されているが、他の実施形態では、開口部は、チューブの端部の内の1つに沿ってのみ形成され得る。
【0036】
図5及び
図5Aを参照すると、導電性材料22は開口部38内に形成され、そうした開口部を通ってチューブ36中に流入する。説明する実施形態では、導電性材料22は、
図1~
図1Bを参照して上に説明した導電性パイプ20を形成するように、チューブ36を充填する。材料22は、
図1~
図1Bを参照して上に説明した組成物の何れかを含み得る。材料22は、例えば、ALD、CVD、及び物理気相堆積(PVD)の内の1つ以上を含む任意の適切な処理を用いて形成され得る。
【0037】
幾つかの実施形態では、材料22は、1つ以上の金属及び/又は金属含有組成物を含み得る。実例として、幾つかの実施形態では、材料22は、チューブ36をライニングする金属窒化物(例えば、窒化チタン、窒化タングステン等)のライナーを含み得、ライニングされたチューブ内に金属コア材料を含み得る。金属コア材料は、例えば、タングステン、チタン等を含み得、本質的にそれからなり得、又はそれからなり得る。
【0038】
幾つかの実施形態では、チューブ36内の導電性材料22の形成は、機構12と14との間の領域16内に導電性パイプ20をパターニングするための方法であるとみなされ得る。説明する導電性パイプ20は、第1及び第2の機構12及び14に実質的に平行である。
【0039】
誘電体材料28、30、及び32は、
図1~
図5の実施形態では均質な組成物を含むように示されているが、他の実施形態では、そうした他の材料の内の1つ以上は、2つ以上の組成物の積層体を含み得る。実例として、
図6は、誘電体材料28及び30が各々、2つ以上の組成物の積層体を含む例示的な実施形態において
図5Aの処理段階と同様の処理段階における機構12と14との間のスペース16の拡大図を示す。具体的には、誘電体材料28は、組成物28a、28b、及び28cの積層体を含み、誘電体材料30は、組成物30a及び30bの積層体を含む。積層体は、隣接する組成物間に急激な境界を含み得、及び/又は隣接する組成物間に勾配を含み得る。
【0040】
誘電体材料の内の1つ以上に対して積層体構成を利用する利点は、そうしたものが誘電体材料を特定の用途に合わせて調整することを可能にし得ることである。実例として、誘電体材料30の積層体構成は、ボイド36の断面形状を特定の用途に合わせて調整することを可能にし得る。
【0041】
組成物28a~cは、誘電体材料28に適するものとして上に説明した物質の内の何れかを含み得、組成物30a及び30bは、誘電体材料30に適するものとして上に説明した物質の内の何れかを含み得る。
【0042】
幾つかの実施形態では、1つ以上のエッチャントは、そうしたチューブ内の導電性材料22(
図5)の形成前にチューブを広げるために、開口部38(
図4)を通ってチューブ36中に流入し得る。実例として、
図7は、
図4及び
図4Aの処理段階における機構12と14との間のスペース16の拡大図を示す。
図8は、
図7の処理段階に続く処理段階を示し、開口部38(
図4)を通ってチューブ中に流入した1つ以上のエッチャントを用いて広げられたチューブ36を示す。誘電体材料30が二酸化ケイ素を含む場合、エッチャントは塩酸を含み得る。誘電体材料30が窒化ケイ素を含む場合、エッチャントはリン酸を含み得る。
【0043】
チューブ36の元の位置は、
図7の処理段階と比較して
図8の処理段階ではチューブ36が広げられたことを読者が容易に理解し得るよう
図8では破線43で示されている。
【0044】
図9を参照すると、
図5を参照して上に説明したタイプの導電性パイプ20を形成するために、広げられたチューブ36内に導電性材料22が形成される。
【0045】
図2~
図5の実施形態は、機構12と14との間のスペース16の全長に沿って形成された誘電体材料28、30、及び32を示す。他の実施形態では、もたらされるチューブ36がスペースの全長に拡張するのではなく、スペースのセグメントに沿ってのみ拡張するように、誘電体材料は、そうしたスペースのセグメントに沿ってのみ形成され得る。こうした他の実施形態の一例は、
図10~
図13を参照して説明される。
【0046】
図10~
図10Bを参照すると、アセンブリ10は、機構12と14の間のスペース16が3つのセグメント44、46、48に細分化されることを除いて、
図3及び
図3Aの処理段階と同様のプロセス段階で示されている。セグメント44及び48は、
図3及び
図3Aを参照して上に説明した誘電体材料28、30、及び32を含む。
【0047】
セグメント46は誘電体材料40及び42を含む。誘電体材料40及び42は任意の適切な組成物を含み得る。幾つかの実施形態では、誘電体材料40は誘電体材料28と同一であり得、誘電体材料42は誘電体材料32と同一であり得る。幾つかの実施形態では、誘電体材料40及び42は単一の誘電体材料と置換され得る。
【0048】
密度の低い(軟らかい)材料30はセグメント46から省かれ、したがってボイド36はセグメント46に沿って形成されない。
図10の構成は、介在スペース16の第1の領域50に対応するセグメント44及び48を有し、介在スペースの第2の領域52に対応するセグメント46を有するものとみなされ得る。チューブ36は介在スペース16の第1の領域50に渡って拡張し、介在スペースの第2の領域52に渡って拡張しない。幾つかの項目では、介在スペース16のセグメント44内のチューブ36は、第1のチューブ51と称され得、第3のセグメント48内のチューブは、第2のチューブ53と称され得る。
【0049】
図11~11Bを参照すると、開口部38は、
図4及び
図4Aを参照して上に説明した処理と同様の処理を用いて形成される。
【0050】
図12~
図12Bを参照すると、導電性材料22は、
図5及び5Aを参照して上に説明した処理と同様の処理を用いて、開口部38並びにチューブ51及び53内に形成される。
【0051】
チューブ51内の導電性材料22は第1の導電性パイプ20aを形成し、チューブ53内の導電性材料22は第2の導電性パイプ20bを形成する。
【0052】
開口部38内の導電性材料22は、
図1を参照して上に説明したタイプのブロック(ポスト)24及び26を形成する。
【0053】
幾つかの実施形態では、機構12及び14は、x軸方向に沿って第1の距離D1だけ拡張するとみなされ得、パイプ20a及び20bは各々、x軸方向に沿って第2の距離D2だけ拡張するとみなされ得、第2の距離は第1の距離よりも短い。説明する実施形態では、第2の距離D2は、第1の距離D2の半分未満である。示した実施形態では、パイプ20a及び20bは、相互に凡そ同じ距離だけ拡張する(すなわち、相互に凡そ同じ長さである)。他の実施形態では、パイプ20aは、パイプ20bとは異なる長さであり得る。
【0054】
説明する実施形態では、第1及び第2の導電性パイプ20a及び20bは、セグメント46に対応する介在ギャップによって相互に隔離される。介在ギャップ46は、第1及び第2の導電性パイプ20a及び20bの間の絶縁領域46とみなされ得る。パイプ20aは、絶縁領域46の一方の側に第1の末端55aを有するとみなされ得、パイプ20bは、絶縁領域46の反対側の第2の側に第2の末端55bを有するとみなされ得る。
【0055】
幾つかの実施形態では、導電性相互接続部は、末端55a及び55bの内の一方又は両方まで下向きに拡張するように形成され得る。実例として、
図13及び13Aは、導電性パイプ20a及び20bの末端55a及び55bと電気的に結合される絶縁体材料28、30、及び32を通って下向きに拡張する電気的相互接続部54を示す。
【0056】
電気的相互接続部54は、例えば、様々な金属(例えば、チタン、タングステン、コバルト、ニッケル、白金、ルテニウム等)、金属含有組成物(例えば、金属ケイ化物、金属窒化物、金属炭化物等)、及び/又は導電的にドープされた半導体材料(例えば、導電的にドープされたケイ素、導電的にドープされたゲルマニウム等)の内の1つ以上等の任意の適切な導電性組成物を含み得る。幾つかの実施形態では、電気的相互接続部54は、導電性材料22(すなわち、ブロック24及び26で利用されるもの、並びにパイプ20a及び20bで利用されるものと同じ導電性材料)を含み得る。
【0057】
電気的相互接続部54は、他の回路(図示せず)と結合され得る。そうした他の回路は、任意の適切な高さレベルにあり得、幾つかの実施形態では、機構12及び14よりも上の高さレベルにあり得る。
【0058】
幾つかの実施形態では、機構12及び14は、介在ギャップによって隔離されたセグメントを含み得、そうした介在ギャップに渡って連続する導電構造体を形成することが望ましいことがある。
図14~
図20に説明する方法は、そうした導電構造体を製造するために利用され得る。
【0059】
図14を参照すると、構築物10は、機構12が一対のセグメント12a及び12bを含み、機構14が一対のセグメント14a及び14bを含む構成を含む。セグメント12a及び14aは、介在ギャップ56によってセグメント12b及び14bから隔離される。
【0060】
図15を参照すると、導電性パイプ20a及び20bは、
図2~
図5を参照して上に説明した処理と同様の処理を用いて機構12と14との間に形成される。具体的には、導電性パイプ20aは、機構12aと14aとの間に形成され、導電性パイプ20bは、機構12bと14bとの間に形成される。絶縁体材料32は、
図5及び
図5Aの構成と同様の構成で、機構12a、12b、14a、及び14bに渡って拡張し、パイプ20a及び20bに渡って拡張するように示されている。パイプ20a及び20bは、介在ギャップ56によって相互に隔離される。
【0061】
図16を参照すると、導電性材料58は介在ギャップ56内に形成され、第1の導電性パイプ20aを第2の導電性パイプ20bに導電的に結合するようにパターニングされる。幾つかの実施形態では、導電性材料58は、第1及び第2の導電性パイプ20a及び20bを相互に電気的に結合するためにギャップ56に渡ってブリッジする機構(構造体)59としてパターニングされるとみなされ得る。
【0062】
導電性材料58は、例えば、様々な金属(例えば、チタン、タングステン、コバルト、ニッケル、白金、ルテニウム等)、金属含有組成物(例えば、金属ケイ化物、金属窒化物、金属炭化物等)、及び/又は導電的にドープされた半導体材料(例えば、導電的にドープされたケイ素、導電的にドープされたゲルマニウム等)の内の1つ以上等の任意の適切な導電性組成物を含み得る。幾つかの実施形態では、導電性材料58は、導電性材料22と同じ組成物を含み得、他の実施形態では、導電性材料58は、導電性材料22とは異なる組成物を含み得る。
【0063】
図17を参照すると、アセンブリ10は、
図2のプロセス段階と同様のプロセス段階で示され、機構12及び14は、x軸方向に沿って拡張する。
【0064】
図18を参照すると、チューブ36は、
図3及び
図3Aを参照して上に説明した処理と同様の処理を用いて形成される。
【0065】
図19を参照すると、パターニングされたチョップは、機構12を第1及び第2の構造体12a及び12bに細分化し、機構14を第1及び第2の構造体14a及び14bに細分化し、チューブ36を第1及び第2の構造体36a及び36bに細分化する。介在ギャップ56は、したがって、第1の構造体(12a、14a、及び36a)と第2の構造体(12b、14b、及び36b)との間に拡張するように形成される。
【0066】
図20を参照すると、ブリッジ構造体59は、介在ギャップ56に渡って拡張し、第1のチューブ36aを第2のチューブ36bと結合するように形成される。ブリッジ構造体59は導電性材料58を含み、そうした導電性材料は、ブリッジ構造体59から外向きに拡張するパイプ20a及び20bを形成するために、チューブ36a及び36b中に流入し得る。幾つかの実施形態では、導電性材料58は金属窒化物(例えば、窒化チタン、窒化タングステン等)と比較的純粋な金属(例えば、タングステン)との両方を含む。金属窒化物は、チューブをライニングするようにチューブ36a及び36b中に流入し得、次に比較的純粋な金属は、金属窒化物ライナーによって取り囲まれた金属コアを形成するように、ライニングされたチューブ中に流入し得る。
【0067】
幾つかの実施形態では、上に説明した構造体は、
図21~
図21Bを参照して説明するように集積回路に組み込まれ得る。
【0068】
図21~
図21Bのアセンブリ10は、半導体材料18のフィンとして構成された機構12及び14を含み、そうしたフィンは、半導体材料のピラー34から上向きに拡張する。読者が半導体材料を識別するのを助けるために、半導体材料18内に点刻が施されている。
【0069】
半導体材料18は、任意の適切な組成物を含み得、幾つかの実施形態では、ケイ素、ゲルマニウム、III/V族半導体材料(例えば、リン化ガリウム)、半導体酸化物等の内の1つ以上を含み得、それから本質的になり得、又はそれからなり得、用語III/V半導体材料は、周期表のIII族及びV族から選択された元素を含む半導体材料を指す(III族及びV族は古い命名法であり、現在は13族及び15族と称される)。実例として、幾つかの実施形態では、半導体材料18は、ケイ素を含み得、本質的にそれからなり得、又はそれからなり得る。ケイ素は、任意の適切な結晶形態であり得、幾つかの実施形態では、単結晶ケイ素に対応し得る。
【0070】
フィン12は、p型ソース/ドレイン領域S/Dを含むように示されている。フィン12のp型領域は、少なくとも約1020原子/cm3の濃度までホウ素でドープされたケイ素を含み得る。
【0071】
フィン14は、n型ソース/ドレイン領域S/Dを含むように示されている。フィン14のn型領域は、少なくとも約1020原子/cm3の総濃度までリン及び砒素の内の一方又は両方でドープされたケイ素を含み得る。
【0072】
第1のフィン12に沿ったソース/ドレイン領域S/Dは第1のソース/ドレイン領域と称され、第2のフィン14に沿ったソース/ドレイン領域S/Dは第2のソース/ドレイン領域と称される。
【0073】
ゲーティング構造体60a及び60bは、フィン12及び14に渡って拡張し、ゲーティング構造体は、説明するy軸方向に沿って拡張する。ゲーティング構造体60a及び60bの内の一方は第1のゲーティング構造体と称され得、他方は第2のゲーティング構造体と称され得る。
【0074】
ゲーティング構造体は、導電性ゲーティング材料62a~cを含む。ゲーティング材料62a~cは、例えば、様々な金属(例えば、チタン、タングステン、コバルト、ニッケル、白金、ルテニウム等)、金属含有組成物(例えば、金属ケイ化物、金属窒化物、金属炭化物等)、及び/又は導電的にドープされた半導体材料(例えば、導電的にドープされたケイ素、導電的にドープされたゲルマニウム等)の内の1つ等の任意の適切な導電性組成物を含み得る。幾つかの実施形態では、ゲーティング材料62a~cの内の2つ以上は相互に組成的に同じであり得、他の実施形態では、ゲーティング材料の内の2つ以上は相互に組成的に異なり得る。
【0075】
絶縁体材料(ゲート誘電体材料)62は、フィン12及び14の外面に沿う。絶縁体材料62は、任意の適切な組成物を含み得、幾つかの実施形態では、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム等の内の1つ以上を含み得る。
【0076】
フィン12は、そうしたフィンに沿って、説明するソース/ドレイン領域S/Dの間にチャネル領域64a及び64bを含み、フィン14は、そうしたフィンに沿って、説明するソース/ドレイン領域S/Dの間にチャネル領域66a及び66bを含む。チャネル領域64a及び66aは、ゲーティング構造体60aに動作可能に近接し、チャネル領域64b及び66bは、ゲーティング構造体60bに動作可能に近接する。用語“動作可能に近接”は、ゲーティング構造体の電気的活性化/非活性化によってチャネル領域上に電界が選択的に誘導されるように、ゲーティング構造体がチャネル領域に適切に近接することを指す。チャネル領域上の電界の選択的誘導は、チャネル領域の対向する側面上のソース/ドレインS/Dの制御された結合/分離を達成するために利用され得る。
【0077】
チャネル領域64及び66は、所望の閾値電圧を達成するために適切にドープされ得る。
【0078】
【0079】
図22A及び22Bは、2つのNFETデバイス68a及び68b(トランジスタT1及びT2とラベルが付されてる)と、2つのPFETデバイス70a及び70b(トランジスタT3及びT4とラベルが付されている)とを含む例示的な従来技術の論理デバイスを説明する。説明するデバイスはコンデンサ69も含む。
【0080】
図22Bは、従来技術のデバイスの概略図であり、
図22Aは、デバイスを含む半導体アセンブリ72の領域の概略図である。
【0081】
図22Aの概略図は、アセンブリが6つのトラック(トラック1~6とラベルが付されている)を含むとみなされ得る。トラックは、製造プロセスの最小リソグラフィピッチであり得るピッチP
1上にある。外側のトラック(トラック1及びトラック6)は、デバイスにVDD及びVSSを提供する(すなわち、VDD及びVSSにあるリファレンスノードと結合される)導電構造体(電力線、配線)74及び76を含む。
【0082】
幾つかの実施形態では、
図22A及び
図22Bの論理デバイスと同様の論理デバイスは、
図22Aの従来技術のデバイスと比較してより高い集積度を達成するように、
図1~22の実施形態の内の1つ以上に従った処理を利用して形成され得る。
【0083】
図23Aは、2つのNFETトランジスタ68a及び68bと、2つのPFETトランジスタ70a及び70bとを有する例示的な論理セル78を含むアセンブリ10を示す。論理セル78は、2NFET-2PFETデバイスと称され得る。
【0084】
図23Bは、2NFET-2PFET論理セル78を概略的に説明する。
図23Bの概略的説明は、
図22Bの概略的説明と同一である。
【0085】
図22Aに関して上に説明した6つのトラック(トラック1~6)は、
図23Aの論理セル78の右側に沿って示されている。しかしながら、論理セルは、主にそうした6つのトラックの内の4つのみ利用する。したがって、4つのトラック77が
図23Aの左側に沿って示され、そうした4つのトラックは、第1のトラック、第2のトラック、第3のトラック、及び第4のトラックとして識別される。4つのトラック77は、説明するx軸方向に対応する第1の方向に沿って拡張する。4つのトラック77は、介在スペース79によって相互に隔離される。トラック及びスペース(77、79)は、第2の方向(説明するy軸方向)に沿って相互に交互になる。第2の方向(y軸方向)は、第1の方向(x軸方向)に直交するように示されている。幾つかの実施形態では、第2の方向は、第1の方向に実質的に直交し得、用語“実質的に直交する”は、製造及び測定の妥当な公差内で直交することを意味する。
【0086】
トラック77及び介在スペース79はピッチP1上にある。そうしたピッチは、製造プロセスの最小リソグラフィピッチであり得る。
【0087】
第1の半導体含有機構80は第1のトラックに沿い、第2の半導体含有機構82は第4のトラックに沿う。第1の半導体含有機構80は、隣接する半導体含有機構81と対になり、第2の半導体機構82は、隣接する半導体含有機構83と対になる。機構80~83は、
図21のフィン12及び14と同様の半導体フィンに対応し得る。説明する実施形態では、フィン80及び81は相互に対になり、こうしたフィンの間に導電性パイプ20aが形成される。また、フィン82及び83は相互に対になり、こうしたフィン間に導電性パイプ20bが形成される。導電性パイプ20a及び20bは、
図2~
図5を参照して上に説明した処理と同様の処理で形成され得る。
【0088】
フィン80及び81は、第1のギャップ16aによって相互に隔離されるとみなされ得、フィン82及び83は、第2のギャップ16bによって相互に隔離されるとみなされ得る。導電性パイプ20a及び20bは、夫々、第1及び第2のギャップ内にある。導電性パイプ20aは、フィン80及び81に実質的に平行であり、導電性パイプ20bは、フィン82及び83に実質的に平行である。
【0089】
説明する実施形態では、フィン80~83は全てピッチP1上で形成され、導電性パイプ20a及び20bはそうしたピッチ上にない。代わりに、導電性パイプ20aは、ピッチP1の約半分以下である第1の距離D1だけフィン80から隔離され、導電性パイプ20bは、ピッチP1の約半分以下である第2の距離D2だけフィン82から隔離される。
【0090】
幾つかの実施形態では、距離D1及びD2は相互に同じであり得、他の実施形態では、そうした距離は相互に異なり得る。幾つかの実施形態では、第1及び第2の距離D1及びD2は、ピッチP1の約4分の1以下であり得る。
【0091】
説明する実施形態では、導電性パイプ20aは、第2のトラックからの第1の半導体含有機構80とは反対側にあり、導電性パイプ20bは、第3のトラックからの半導体含有機構82とは反対側にある。したがって、論理セル78の一対の外縁は、導電性パイプ20a及び20bによって境界付けられる。
【0092】
導電性パイプ20aは、VDDと結合される(すなわち、VDDにあるリファレンス電圧ノードと結合される)ように示され、導電性パイプ20bは、VSSと結合される(すなわち、VSSにあるリファレンス電圧ノードと結合される)ように示されている。他の実施形態では、導電性パイプは、その他の適切な供給電圧と結合され得る。
【0093】
半導体含有機構80は、3つのp型ソース/ドレイン領域(S/D-1、S/D-2、及びS/D-3)を含むように示され、半導体含有機構82は、3つのn型ソース/ドレイン領域(S/D-4、S/D-5、及びS/D-6)を含むように示されている。領域S/D-1、S/D-2、及びS/D-3は、第1、第2、及び第3のソース/ドレイン領域と称され、領域S/D-4、S/D-5、及びS/D-6は、第4、第5、及び第6のソース/ドレイン領域と称され得る。
【0094】
第1及び第2のゲーティング構造体60a及び60bは、第2の方向(y軸方向)に沿って拡張し、トラック77に渡る。
【0095】
第1及び第2のソース/ドレイン領域S/D-1及びS/D-2は、相互に第2のゲーティング構造体60bの対向する側面上にあり、第2及び第3のソース/ドレイン領域S/D-2及びS/D-3は、相互に第1のゲーティング構造体60aの対向する側面上にある。第4及び第5のソース/ドレイン領域S/D-4及びS/D-5は、相互に第2のゲーティング構造体60bの対向する側面上にあり、第5及び第6のソース/ドレイン領域S/D-5及びS/D-6は、相互に第1のゲーティング構造体60aの対向する側面上にある。
【0096】
第1の電気接続部84は、第1のソース/ドレイン領域S/D-1から第1の導電性パイプ20aまで拡張し、第2の電気接続部86は、第3のソース/ドレイン領域S/D-3から第1の導電性パイプ20aまで拡張する。第3の電気接続部88は、第6のソース/ドレイン領域S/D-6から第2の導電性パイプ20bまで拡張する。第4の電気接続部90は、第2のソース/ドレイン領域S/D-2から第4のソース/ドレイン領域S/D-4まで拡張する。
【0097】
入力/出力(I/O)は、論理セル78に対して提供される。示した実施形態では、第1の入力/出力(I/O-1)は、第3のトラックに沿って拡張し、相互接続部91aを通じて第1のゲーティング構造体60aと電気的に結合される領域(相互接続部)を有する。
【0098】
第2の入力/出力(I/O-2)は、第2のトラックに沿って拡張し、相互接続部91bを通じて第2のゲーティング構造体60bと電気的に結合される領域(相互接続部)を有する。
【0099】
第3の入力/出力(I/O-3)は、第3のトラックに沿って拡張する領域(相互接続部)を有する。第5の電気接続部92は、第4のソース/ドレイン領域(S/D-4)から、I/O-3と関連付けられた相互接続部まで拡張する。
【0100】
用語“第1”、“第2”、及び“第3”の入力/出力は任意である。実例として、入出力I/O-1及びI/O-2の何れかは、“第1”及び“第2”の入力/出力と称され得る。
【0101】
電気接続部84、86、88、90、及び92は、任意の適切な材料を含み得、任意の適切な高さレベルで形成され得る。幾つかの実施形態では、ゲーティング構造体60a及び60bは、第1の高さレベルにあり得、接続部90及び92は、第1のレベルよりも高い第2のレベルにあり得る。電気接続部84、86、及び88は、ゲーティング構造体60a及び60bと同じ高さレベルにあり得、又はそうしたゲーティング構造体に対して異なる高さレベルにあり得る。電気接続部84、86、88、90、及び92は、任意の適切な導電性材料を含み得、任意の適切な構造体構成を含み得る。
【0102】
コンデンサ69は、接続部92に沿って電気的に結合されるように示され、したがって、第4のソース/ドレイン領域(S/D-4)と電気的に結合される。コンデンサ69は、任意の適切な位置に形成され得、説明する位置に形成されてもされなくてもよい。コンデンサ69の電極の内の1つは接地電圧(GND)と、又は、言い換えれば、接地電圧にある電気的ノードと結合されるように示されている。他の実施形態では、電極は、任意の他の適切な電圧と結合され得る。
【0103】
本明細書に説明する導電性パイプ20は、任意の適切な位置に提供され得、任意の適切な用途に利用され得る。実例として、
図24は、導電性機構12が第1のピッチP
1に沿って形成され、導電性パイプ20が機構間に設けられ、ピッチを減少させるために利用される用途を示す。具体的には、機構12及びパイプ20は、第1のピッチP
1よりも小さい第2のピッチに沿って一緒に形成される、相互に交互になる導電構造体であり得る。従来のプロセスは、ピッチを減少させるために複数の技術を利用する。そうした技術は、一般的にピッチ増加技術と称され、例示的なピッチ増加技術はピッチ倍増技術である。ピッチ倍増技術は、機構間のピッチを効果的に約半分に縮小する(すなわち、半導体基板の画定された領域内に2倍の機構を形成する)。
図24を参照して説明する方法は、ピッチ増加技術においてパイプ20を利用する一例であるとみなされ得る。
図24の構造体は、集積回路内で任意の適切なレベルで利用され得る。実例として、構造体は、メモリアレイ、電気的バス等に利用され得る。
【0104】
図25は、本明細書に説明する実施形態に従って形成された導電性パイプ20の別の用途を示す。説明する実施形態は、一対の機構12及び14の間に形成された導電性パイプ20を有する。領域100a~cは、機構12及び14の下方にあり、導電性パイプ20の下方にある。領域100a~cは、例えば、メモリアレイに渡る活性領域に対応し得る(すなわち、半導体材料102を含み得る)。説明する導電性パイプ20は、導電性ブロック24及び26を通じて外側領域100a及び100cに結合されるが、そうした領域に結合されることなく内側領域100bに渡って拡張する。具体的には、導電性パイプ20は、領域100bの高さ方向に上方にあり得る。したがって、パイプ20は、領域100aから領域100cまで拡張し、そうした領域に電気的に結合されることなく領域100bの上方を通過する電気的相互接続部として利用され得る。幾つかの実施形態では、領域100a及び100cは第1及び第2の活性領域と称され得、領域100bは第3の活性領域と称され得る。
【0105】
上に論じたアセンブリ及び構造体は、集積回路内で利用され得(用語“集積回路”は、半導体基板によって支持される電子回路を意味する)、電子システムに組み込まれ得る。こうした電子システムは、例えば、メモリモジュール、デバイスドライバ、パワーモジュール、通信モデム、プロセッサモジュール、及び特定用途向けモジュールで使用され得、多層、マルチチップモジュールを含み得る。電子システムは、例えば、カメラ、ワイヤレスデバイス、ディスプレイ、チップセット、セットトップボックス、ゲーム、照明、車両、時計、テレビ、携帯電話、パーソナルコンピュータ、自動車、産業用制御システム、航空機等、幅広いシステムの何れかであり得る。
【0106】
別段の指定がない限り、本明細書に説明する様々な材料、物質、組成物等は、例えば、原子層堆積(ALD)、化学気相堆積(CVD)、物理気相堆積(PVD)等を含む、現在知られている又はまだ開発されていない任意の適切な方法を用いて形成され得る。
【0107】
用語“誘電体”及び“絶縁体”は、絶縁性の電気特性を有する材料を説明するために利用され得る。該用語は、この開示では同義とみなされる。幾つかの実例における用語“誘電体”の利用、及び他の実例における用語“絶縁体”(又は“電気的絶縁体”)の利用は、以下の特許請求の範囲内の先行詞を単純化するために、この開示内の文言のバリエーションを提供し得、何らかの重要な化学的又は電気的な違いを指し示すために利用されない。
【0108】
用語“電気的に接続された”及び“電気的に結合された”は両方とも、この開示で利用され得る。該用語は同義とみなされる。幾つかの実例における一方の用語の利用、及び他の実例における他方の用語の利用は、以下の特許請求の範囲内の先行詞を単純化するために、この開示内の言語のバリエーションを提供し得る。
【0109】
図面における様々な実施形態の特定の向きは、例示のみを目的とし、実施形態は、幾つかの用途において、示した向きに対して回転させられ得る。本明細書に提供される説明、及び以下の特許請求の範囲は、構造体が図面の特定の向きにあるか、それとも、そうした向きに対して回転させられているかに関係なく、様々な機構間の説明する関係を有する任意の構造体に関係する。
【0110】
図面を簡略化するために、別段の指示がない限り、添付の図の断面図は、断面の平面内の機構のみを示し、断面の平面の背後にある材料は示していない。
【0111】
構造体が別の構造体の“上に”、“隣接する”、又は“接触する(against)”と上記で言及される場合、それは、他の構造体の直接上にあり得、又は介在構造体も存在し得る。対照的に、構造体が別の構造体に“直接上に”、“直接隣接する”、又は“直接接触する”と言及される場合、介在する構造体は存在しない。用語“真下”、“真上”等は、(特に明記されていない限り)直接の物理的接触を指し示さないが、代わりに、直立した配置を指し示す。
【0112】
構造体(例えば、層、材料等)は、構造体が下にあるベース(例えば、基板)から上向きに概して拡張することを指し示すために、“垂直方向に拡張する”と称され得る。垂直方向に拡張する構造体は、ベースの上面に対して実質的に直交して拡張してもしなくてもよい。
【0113】
幾つかの実施形態は、介在スペースによって相互に隔離された一対の実質的に平行な機構を有する集積アセンブリを含む。導電性パイプは、機構間にあり、機構に実質的に平行である。第1の誘電体材料は、介在スペース内にあり、導電性パイプの下方にあり、機構の側壁に沿う。第2の誘電体材料は、介在スペース内にあり、第1の誘電体材料の上方にある。第2の誘電体材料は、導電性パイプの上方及び下方にある。
【0114】
幾つかの実施形態は、第1の方向に沿って拡張し、介在スペースによって相互に隔離された第1、第2、第3、及び第4のトラックを有する集積回路を含む。トラック及び介在スペースは、第1の方向に実質的に直交する第2の方向に沿って相互に交互になる。トラック及び介在スペースはピッチ上にある。第1の半導体含有機構は第1のトラックに沿う。第2の半導体含有機構は第4のトラックに沿う。第1のゲーティング構造体は、第2の方向に沿って拡張し、第1、第2、第3、及び第4のトラックに渡る。第2のゲーティング構造体は、第2の方向に沿って拡張し、第1、第2、第3、及び第4のトラックに渡る。第1、第2、及び第3のソース/ドレイン領域は第1の半導体含有機構内にある。第1及び第2のソース/ドレイン領域は、相互に第2のゲーティング構造体の対向する側面上にあり、第2及び第3のソース/ドレイン領域は、相互に第1のゲーティング構造体の対向する側面上にある。第4、第5、及び第6のソース/ドレイン領域は第2の半導体含有機構内にある。第4及び第5ソース/ドレイン領域は、相互に第2のゲーティング構造体の対向する側面上にあり、第5及び第6ソース/ドレイン領域は、相互に第1のゲーティング構造体の対向する側面上にある。第1の導電性パイプは、第1の半導体含有機構に隣接し、第2のトラックからの第1の半導体含有機構の反対側にある。第1の導電性パイプは、第1の半導体含有機構に実質的に平行であり、ピッチの約半分未満である第1の距離だけ第1の半導体含有機構から隔離される。第2の導電性パイプは、第2の半導体含有機構に隣接し、第3のトラックからの第2の半導体含有機構の反対側にある。第2の導電性パイプは、第2の半導体含有機構に実質的に平行であり、ピッチの約半分未満である第2の距離だけ第2の半導体含有機構から隔離される。第1の電気接続部は、第1のソース/ドレイン領域から第1の導電性パイプまで拡張する。第2の電気接続部は、第3のソース/ドレイン領域から第1の導電性パイプまで拡張する。第3の電気接続部は、第6のソース/ドレイン領域から第2の導電性パイプまで拡張する。
【0115】
幾つかの実施形態は、集積アセンブリを形成する方法を含む。第1及び第2の機構は、介在スペースによって相互に隔離されるように形成される。第1及び第2の機構は、相互に実質的に平行である。介在スペース内に誘電体材料が形成される。誘電体材料は、第1及び第2の機構に実質的に平行に拡張するチューブを形成するために、介在スペースの上部でピンチオフする。チューブ内に導電性パイプをそれによってパターニングするように、チューブ内に導電性材料が形成される。導電性パイプは、第1及び第2の機構に実質的に平行である。