[發明專利]通過覆蓋STI區域的高介電常數金屬柵極超整合

有效

• 申請號: 201210048312.0
• 申請日: 2012-02-27
• 公開（公告）號: CN102683261A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: T·斯戈普;P·巴阿斯;S·拜爾
• 申請（專利權）人: 格羅方德半導體公司;格羅方德半導體德累斯頓第一模數有限責任及兩合公司
• 主分類號: H01L21/762
• 分類號: H01L21/762;H01L21/28;H01L21/8238;H01L29/423;H01L27/092
• 代理公司: 北京戈程知識產權代理有限公司 11314
• 代理人: 程偉;王錦陽

1.一種方法，包括：

在半導體裝置的半導體層中，使用第一介電材料形成溝渠隔離區域，所述溝渠隔離區域側向刻畫所述半導體層中的主動區域；

在所述第一介電材料上，使用第二介電材料形成覆蓋層，所述第一與第二介電材料具有不同的材料組成；以及

在所述主動區域與包含所述覆蓋層的所述溝渠隔離區域上，形成柵極電極結構。

2.如權利要求1所述的方法，其中形成柵極電極結構包括形成柵極絕緣層，誘導高介電常數介電材料，以及在所述柵極絕緣層上方，形成含金屬的電極材料。

3.如權利要求2所述的方法，其中形成所述柵極電極結構更包括在所述柵極絕緣層與所述含金屬的電極材料的側壁上，形成保護墊。

4.如權利要求1所述的方法，其中形成所述覆蓋層包括用所述第一介電材料填充隔離溝渠，凹陷所述第一介電材料，以及在所述凹陷的第一介電材料上形成所述第二介電材料。

5.如權利要求4所述的方法，其中凹陷所述第一介電材料包括把所述第一介電材料的高度調整至低于所述半導體層的表面的高度。

6.如權利要求1所述的方法，更包括在形成所述柵極電極結構之前，在所述主動區域上形成半導體合金。

7.如權利要求6所述的方法，其中形成所述半導體合金包括凹陷所述主動區域，以及在所述凹陷中選擇性沉積所述半導體合金。

8.如權利要求1所述的方法，更包括該柵極電極結構存在時，在所述主動區域中形成凹槽，以及在所述凹槽中，形成應力誘導半導體材料。

9.如權利要求8所述的方法，其中所述應力誘導半導體材料包括鍺、錫與碳至少其中之一。

10.一種方法，包括：

在半導體裝置的半導體層中，凹陷溝槽隔離區域的第一介電材料而凹陷所述溝渠隔離區域，以及在所述凹陷第一介電材料上，形成第二介電材料作為覆蓋層；以及

在所述溝渠隔離區域的所述覆蓋層上，形成柵極電極結構，所述柵極電極結構包括高介電常數介電材料。

11.如權利要求10的所述方法，其中凹陷所述第一介電材料包括把所述第一介電材料的高度調整至低于所述半導體層的表面的高度。

12.如權利要求10所述的方法，其中形成第二介電材料作為覆蓋層包括沉積含硅與氮層以及進行平面化制程。

13.如權利要求10所述的方法，更包括在形成所述柵極電極結構之前，在主動區域上形成半導體合金，用所述溝渠隔離區域在所述半導體層中側向刻畫所述主動區域。

14.如權利要求11所述的方法，其中形成所述柵極電極結構包括形成層堆棧，包括包含所述高介電常數介電材料的柵極絕緣層，以及含金屬的電極材料在所述柵極絕緣層上方，圖案化所述層堆棧，以及在所述圖案化的層堆棧的側壁上，形成保護墊。

15.如權利要求14所述的方法，更包括在主動區域中形成凹槽，用所述溝渠隔離區域在所述半導體層中側向刻畫所述主動區域，以及在所述凹槽中，形成應力誘導半導體合金。

16.如權利要求10所述的方法，更包括在所述半導體層上形成第一掩膜層，以及在所述第一掩膜層上形成第二掩膜層，以及使用所述第一與第二掩膜層作為蝕刻掩膜，用于在所述半導體層中形成溝渠。

17.如權利要求16所述的方法，其中所述第一掩膜層包括氧化硅材料以及具有約10nm(納米)或更大的厚度。

18.一種半導體裝置，包括：

溝渠隔離區域，側向刻畫半導體層中的主動區域，所述溝渠隔離區域包括第一介電材料與形成在所述第一介電材料上的第二介電材料，所述第一與第二介電材料的材料組成不同；以及

柵極電極結構，形成在所述主動區域的信道區上，所述柵極電極結構包括材料系統，包括高介電常數介電材料與含金屬的電極材料，所述柵極電極結構更包括形成在所述高介電常數介電材料與所述含金屬的電極材料的側壁上的保護墊。

19.如權利要求18所述的半導體裝置，其中所述信道區域包括半導體合金。

20.如權利要求18所述的半導體裝置，其中所述第一介電材料延伸至高度小于所述柵極電極結構的柵極絕緣層與所述信道區域形成的接口的高度。