一种用于调控SRAM性能的版图结构及方法与流程

一种用于调控sram性能的版图结构及方法
技术领域
1.本发明涉及半导体技术领域，特别是涉及一种用于调控sram性能的版图结构及方法。


背景技术：

2.随着半导体技术的不断发展，集成电路性能的提高主要是通过不断缩小器件尺寸以提高它的速度来实现的。目前，由于已经步入纳米技术工艺节点，半导体器件的制备受到各种物理极限的限制。
3.sram的性能调控是通过调节各mosfet间的比例关系来实现，具体为阈值电压离子注入，有源区宽度(aa width)，栅极多晶硅长度(poly length)等。然而在阈值电压离子注入之后，较高的热预算，例如尖峰退火(spike anneal)等将导致阈值电压离子注入后的许多掺杂杂质损失到sti内或向外扩散，这将降低阈值电压掺杂杂质的灵敏度(sensitivity)，因此为了达到阈值电压vt的目标值，需要注入更多的掺杂杂质，这将导致晶格损伤和载流子迁移率降低，进而影响器件性能；而且离子注入无法实现sram中各mosfet，尤其是sram中n型传输晶体管npg和n型下拉晶体管npd的单独调控。


技术实现要素：

4.鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种用于调控sram性能的版图结构及方法，用于解决现有技术中sram性能不良的问题。
5.为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供用于调控sram性能的版图结构，至少包括：纵向间隔排列的多个n型传输管的有源区图形；所述n型传输管的有源区图形的长度方向沿横向；
6.沿横向间隔排列的多个栅极图形；所述多个栅极图形的长度方向沿纵向；所述多个栅极图形跨在所述多个n型传输管的有源区图形上；
7.位于所述n型传输管的有源区图形之间的栅极切割图形；所述栅极切割图形横跨于相邻两个所述栅极图形上；所述栅极切割图形的长度方向沿所述横向；
8.所述栅极切割图形与所述n型传输管的有源区图形之间的纵向距离为10～40nm。
9.优选地，所述版图结构还包括上拉管有源区，所述栅极位于所述上拉管有源区之间。
10.本发明还提供一种利用所述版图结构调控sram性能的方法，该方法至少包括以下步骤：
11.步骤一、提供所述版图结构；调节所述栅极切割图形与所述n型传输管的有源区图形之间的纵向距离，得到包含不同的所述纵向距离的多个所述版图结构；
12.步骤二、利用得到的包含不同的所述纵向距离的多个所述版图结构进行cmos工艺，完成器件制造，得到多个测试器件；
13.步骤三、利用所述多个测试器件分别进行wat测试，提取传输管npg的阈值电压、饱
和电流参数。
14.优选地，步骤一中通过改变所述版图结构中所述切割图形在所述n型传输管的有源区图形之间的位置，来调节所述栅极切割图形与所述n型传输管的有源区图形之间的纵向距离。
15.优选地，步骤一中通过改变所述版图结构中所述切割图形的尺寸，来调节所述栅极切割图形与所述n型传输管的有源区图形之间的纵向距离。
16.优选地，步骤二中的所述测试器件中包含sram结构，所述sram结构中至少包括上拉管、下拉管、n型传输管以及nmos和pmos。
17.优选地，步骤三中还包括提取sram的电性参数。
18.优选地，该方法还包括步骤四、绘制不同所述纵向距离对应的所述传输管npg的阈值电压以及不同所述纵向距离对应的所述传输管npg的饱和电流，选择最优的所述栅极切割图形与所述n型传输管的有源区图形之间的纵向距离。
19.如上所述，本发明的用于调控sram性能的版图结构及方法，具有以下有益效果：本发明涉及深亚微米cmos集成电路mosfet及sram性能调控的方法，本发明在于通过版图调控栅极切割与有源区间的距离来调节mosfet器件性能，改变各晶体管间的比例关系，进而达到控制sram性能的目的。栅极线尾刻蚀工艺后填充沟槽的氧化硅、氮化硅等会对沟道施加应力，对mosfet器件性能阈值电压造成影响；通过改变栅极切割与有源区间的距离，从而调节对沟道施加应力的大小，对器件性能带来不同程度的变化。本发明在不改变工艺流程的基础上可以单独调控器件性能包括阈值电压、饱和电流等，进而可以控制sram的性能，简单易行。
附图说明
20.图1显示为本发明的sram结构示意图；
21.图2显示为本发明的用于调控sram性能的版图结构示意图；
22.图3显示为本发明中npg的阈值电压随栅极切割图形与n型传输管的有源区图形之间的纵向距离变化示意图；
23.图4显示为本发明中npg的饱和电流随栅极切割图形与n型传输管的有源区图形之间的纵向距离变化示意图。
具体实施方式
24.以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
25.请参阅图1至图4。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
26.本发明提供一种用于调控sram性能的版图结构，至少包括：
27.纵向间隔排列的多个n型传输管的有源区图形；所述n型传输管的有源区图形的长度方向沿横向；
28.沿横向间隔排列的多个栅极图形；所述多个栅极图形的长度方向沿纵向；所述多个栅极图形跨在所述多个n型传输管的有源区图形上；
29.位于所述n型传输管的有源区图形之间的栅极切割图形；所述栅极切割图形300横跨于相邻两个所述栅极图形上；所述栅极切割图形的长度方向沿所述横向；
30.所述栅极切割图形与所述n型传输管的有源区图形之间的纵向距离为10～40nm。
31.如图2所示，图2显示为本发明的用于调控sram性能的版图结构示意图。本发明的所述版图结构中，纵向间隔排列的多个n型传输管(npg)的有源区(aa)图形200；所述n型传输管(npg)的有源区(aa)图形的长度方向沿横向；本发明将图2中的左右方向规定为所述横向；将图2中的上下反向规定为所述纵向。
32.如图2所示，沿横向间隔排列的多个栅极图形100；所述多个栅极图形100的长度方向沿纵向；所述多个栅极图形跨在所述多个n型传输管的有源区图形200上；
33.如图2所示，位于所述n型传输管的有源区图形200之间的栅极切割图形300；所述栅极切割图形300横跨于相邻两个所述栅极图形100上；所述栅极切割图形300的长度方向沿所述横向；
34.如图2所示，所述栅极切割图形与所述n型传输管的有源区图形200之间的纵向距离400为10～40nm。如图1所示，图1显示为本发明的sram结构示意图。其中包含p型上拉管(ppu)、n型传输管(npg)、n型下拉管(npd)以及与npg漏极连接的位线(bit line)；与npg栅极连接的字线(word line)，其中各个管子的连接方式参阅图1。
35.本发明进一步地，本实施例的所述版图结构还包括上拉管有源区，所述栅极位于所述上拉管有源区之间。
36.本发明还提供一种利用所述版图结构调控sram性能的方法，该方法至少包括以下步骤：
37.步骤一、提供所述版图结构；调节所述栅极切割图形与所述n型传输管(npg)的有源区(aa)图形200之间的纵向距离400，得到包含不同的所述纵向距离400的多个所述版图结构；其中该纵向距离的调节范围在10～40nm之间。
38.本发明进一步地，本实施例的步骤一中通过改变所述版图结构中所述切割图形300在所述n型传输管的有源区图形200之间的位置，来调节所述栅极切割图形与所述n型传输管的有源区图形200之间的纵向距离。
39.进一步地，在其他实施例中，步骤一中也可以通过改变所述版图结构中所述切割图形300的尺寸，来调节所述栅极切割图形与所述n型传输管的有源区图形200之间的纵向距离。
40.步骤二、利用得到的包含不同的所述纵向距离的多个所述版图结构进行cmos工艺，完成器件制造，得到多个测试器件；
41.本发明进一步地，本实施例的步骤二中的所述测试器件中包含sram结构，所述sram结构中至少包括上拉管、下拉管、n型传输管以及nmos和pmos。
42.步骤三、利用所述多个测试器件分别进行wat测试，提取传输管npg的阈值电压vtsat、饱和电流参数。
43.本发明进一步地，本实施例的步骤三中还包括提取sram的电性参数。
44.本发明进一步地，本实施例的该方法还包括步骤四、绘制不同所述纵向距离对应的所述传输管npg的阈值电压以及不同所述纵向距离对应的所述传输管npg的饱和电流，选择最优的所述栅极切割图形与所述n型传输管的有源区图形200之间的纵向距离。如图3和图4所示，图3显示为本发明中npg的阈值电压随栅极切割图形与n型传输管的有源区图形之间的纵向距离变化示意图；图4显示为本发明中npg的饱和电流随栅极切割图形与n型传输管的有源区图形之间的纵向距离变化示意图。随切割图形poly
‑
cut和n型传输管的有源区(npg aa)间距离变化，与传统结构相比，npg的阈值电压减小了20.5mv，饱和电流提升了14％。
45.综上所述，本发明涉及深亚微米cmos集成电路mosfet及sram性能调控的方法，本发明在于通过版图调控栅极切割与有源区间的距离来调节mosfet器件性能，改变各晶体管间的比例关系，进而达到控制sram性能的目的。栅极线尾刻蚀工艺后填充沟槽的氧化硅、氮化硅等会对沟道施加应力，对mosfet器件性能阈值电压造成影响；通过改变栅极切割与有源区间的距离，从而调节对沟道施加应力的大小，对器件性能带来不同程度的变化。本发明在不改变工艺流程的基础上可以单独调控器件性能包括阈值电压、饱和电流等，进而可以控制sram的性能，简单易行。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
46.上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。