[發(fā)明專利]形成具有柵極電極的替換柵極結(jié)構(gòu)的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310361907.6
• 申請(qǐng)日: 2013-08-19
• 公開（公告）號(hào): CN103594349B
• 公開（公告）日: 2017-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 崔起植;M·V·雷蒙德
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 格羅方德半導(dǎo)體公司
• 主分類號(hào): H01L21/28
• 分類號(hào): H01L21/28
• 代理公司: 北京戈程知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11314
• 代理人: 程偉,王錦陽(yáng)

1.一種形成晶體管用替換柵極結(jié)構(gòu)的方法，其包含：

移除至少一犧牲柵極電極結(jié)構(gòu)以界定柵極凹口；

在該柵極凹口中形成柵極絕緣層；

在該柵極絕緣層之上該柵極凹口中實(shí)施沉積制程以沉積介金屬化合物材料；以及

實(shí)施至少一制程操作以移除該介金屬化合物材料位于該柵極凹口外側(cè)的部分。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在該柵極凹口中形成該柵極絕緣層包含在該柵極凹口中形成一層高k絕緣材料。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中該晶體管是平面型場(chǎng)效晶體管或FinFET晶體管之一。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中該晶體管是NMOS晶體管或PMOS晶體管之一。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中該介金屬化合物材料是由金屬硅化物材料或金屬碳化物材料所組成。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中該沉積型介金屬化合物材料是由后述之一所組成：硅化鎢(WSi_x)、鎳硅化物(NiSi_x)、鉑硅化物(PtSi)、鉺硅化物(ErSi)、鉿硅化物(HfSi)、鐿硅化物(YbSi)、鈷硅化物(CoSi)、TiSi、TaSi、HfSi、HfC、TiC以及TaC。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中實(shí)施至少一制程操作以移除該介金屬化合物材料位于該柵極凹口外側(cè)的該部分包含實(shí)施至少一化學(xué)機(jī)械研磨制程以移除該介金屬化合物材料位于該柵極凹外側(cè)的該部位。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中該柵極凹口是由位于一層絕緣材料中的側(cè)壁隔離物所界定。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包含于實(shí)施該沉積制程以沉積該介金屬化合物材料之前，在該層絕緣材料之上形成由金屬組成的至少一層。

10.一種形成晶體管用替換柵極結(jié)構(gòu)的方法，其包含：

在半導(dǎo)體襯底之上形成犧牲柵極結(jié)構(gòu)，該犧牲柵極結(jié)構(gòu)包含至少一犧牲柵極電極；

迫近該犧牲柵極結(jié)構(gòu)的對(duì)立側(cè)形成至少一側(cè)壁隔離物；

實(shí)施至少一蝕刻制程以移除至少該犧牲柵極電極結(jié)構(gòu)從而界定該側(cè)壁隔離物所界定的柵極凹口；

在該柵極凹中形成高k絕緣材料所組成的柵極絕緣層；

在該柵極絕緣層之上該柵極凹口中實(shí)施沉積制程以沉積金屬硅化物材料；以及

實(shí)施至少一化學(xué)機(jī)械研磨制程以移除該金屬硅化物材料位于該柵極凹口外側(cè)的部分。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中該沉積型金屬硅化物材料是由后述之一所組成：硅化鎢(WSi_x)、鎳硅化物(NiSi_x)、鉑硅化物(PtSi)、鉺硅化物(ErSi)、鉿硅化物(HfSi)、鐿硅化物(YbSi)、鈷硅化物(CoSi)、TiSi、TaSi、HfSi、HfC、TiC以及TaC。

12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，還包含于實(shí)施該沉積制程以沉積該金屬硅化物材枓之前，在該層絕緣材料之上形成由金屬組成的至少一層。

13.一種形成第一與第二晶體管用替換柵極結(jié)構(gòu)的方法，其包含：

在半導(dǎo)體襯底之上形成第一與第二犧牲柵極結(jié)構(gòu)，各該第一與第二犧牲柵極結(jié)構(gòu)包含至少一犧牲柵極電極；

實(shí)施至少一第一蝕刻程用以從各該第一與第二犧牲柵極結(jié)構(gòu)移除至少該犧牲柵極電極結(jié)構(gòu)從而界定第一柵極凹口與第二柵極凹口；

在該第一與第二柵極凹口中形成柵極絕緣層；

在該柵極絕緣層之上該第一與第二柵極凹口中實(shí)施第一沉積制程以沉積第一介金屬化合物材料；

實(shí)施至少一第二蝕刻程以移除該第一介金屬化合物材料位于該第二柵極凹口的部分；

在該第一介金屬化合物材料之上和該第二柵極凹口中實(shí)施第二沉積制程以沉積第二介金屬化合物，其中該第一介金屬化合物材料與該第二介金屬化合物材料為不同材料；以及

實(shí)施至少一制程操作以移除該第一與第二介金屬化合物材料位于該第一與第二柵極凹口外側(cè)的部分。

14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中在該第一與第二柵極凹口中形成該柵極絕緣層包含在第一與第二凹口中成高k絕緣材料層。

15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中該第一晶體管是PMOS晶體管以及該第二晶體管是NMOS晶體管。