[發明專利]多層金屬接觸件

在審

• 申請號: 201310451248.5
• 申請日: 2013-09-27
• 公開（公告）號: CN104037122A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: 謝銘峰;曾文弘;賴志明;謝艮軒;高蔡勝;劉如淦
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L21/768
• 分類號: H01L21/768;H01L23/538
• 代理公司: 北京德恒律治知識產權代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;孫征

相關申請的交叉引用

本申請要求于2013年3月10日提交的美國專利申請第61/775,642號的優先權，其內容結合于此作為參考。

技術領域

本申請總體上涉及半導體領域，更具體地，涉及多層金屬接觸件。

背景技術

半導體集成電路可以包括含晶體管的各種部件。這類電路也可以包括以期望的方式連接部件的金屬線及接觸件，以便形成功能化、互連且集成的電路。這類電路的制造通常通過在半導體襯底上形成疊層（例如開始于半導體晶圓）來實現。

例如，可以在半導體襯底上和中形成晶體管以包括襯底上的柵極結構以及襯底中的摻雜源極和漏極結構。然后，通過層間介電層覆蓋并圍繞結構。形成孔穿過層間介電層并向下延伸至柵極結構以及摻雜的源極和漏極結構。然后，使用導電材料填充這些孔以形成所需的用于一個或多個其他電路部件連接的互連件（也稱為接觸件或通孔）。

形成的使用導電材料填充的孔并沒有生成筆直的圓柱形孔。相反的，隨著其延伸的越深，孔變得越窄。由于柵極和摻雜區域位于不同的高度，所以用于摻雜區域的孔和用于柵極的孔可以具有不同的尺寸。具體地，由于延伸至摻雜區域的孔越深，其與延伸至柵電極的孔相比可以在頂部上越寬。

孔尺寸的不同對圖案化設計具有影響。具體地，延伸至摻雜區域的孔的臨界尺寸（與孔之間容許的空間量相關）不同于延伸至柵極的孔的臨界尺寸。期望減小這種不同從而允許更好的套刻預算（overlay?budget）以及臨界尺寸控制。

發明內容

為解決上述問題，本發明涉及一種用于在半導體器件內形成金屬接觸件的方法，該方法包括：在圍繞柵電極的第一介電層中形成第一層接觸件，第一層接觸件延伸至底部襯底的摻雜的源極/漏極區域；在第一介電層上方形成第二介電層；形成穿過第二介電層延伸至第一層接觸件的第二層接觸件。

該方法進一步包括：形成穿過第二介電層延伸至第一介電層內的柵電極的第二層接觸件。

該方法進一步包括：形成穿過第二介電層延伸至柵電極和第一層金屬接觸件的接觸件。

其中，形成第二層接觸件，在第一層接觸件和第二層接觸件之間形成臺階。

其中，第一層接觸件的臨界尺寸與第二層接觸件的臨界尺寸基本相似。

其中，柵電極包括高k金屬柵電極。

該方法進一步包括：形成第二層接觸件，第二層接觸件延伸穿過第二介電層和硬掩模層，硬掩模層圍繞柵電極以與柵電極連接。

其中，硬掩模層相對于第一介電層具有選擇性來用于蝕刻目的。

此外，還提供了一種半導體器件，包括：襯底，包括摻雜區域；第一介電層，圍繞形成在襯底上的至少一個柵電極，第一介電層包括延伸至摻雜區域的第一層接觸件；第二介電層，形成在第一介電層上方，第二介電層包括穿過第二介電層延伸至第一層接觸件的第二層接觸件。

該器件進一步包括穿過第二介電層延伸至第一介電層內的柵電極的第二層接觸件。

該器件進一步包括：臺階，位于第一層接觸件與第二層接觸件之間。

其中，第一層接觸件的臨界尺寸與第二層接觸件的臨界尺寸基本相似。

其中，柵電極包括高k金屬柵電極。

其中，使用硬掩模層覆蓋柵電極。

該器件進一步包括穿過第二介電層和硬掩模層延伸至第一介電層內的柵電極的第二層接觸件。

其中，硬掩模層相對于第一介電層具有選擇性來用于蝕刻目的。

此外，還提供了一種用于在半導體器件內形成金屬接觸件的方法，該方法包括：在襯底上沉積柵電極；對襯底中鄰近柵電極的區域進行摻雜以形成摻雜區域；在柵電極上方沉積第一介電層；在第一介電層內形成第一層接觸件；在第一介電層上方形成第二介電層；形成穿過第二介電層延伸至第一層接觸件的第二層接觸件，使得在第一層接觸件與第二層接觸件之間具有臺階。

該方法進一步包括：形成穿過第二介電層延伸至第一介電層內的柵電極的第二層接觸件。

其中，第一層接觸件的臨界尺寸與第二層接觸件的臨界尺寸基本相似。

其中，柵電極包括高k金屬柵電極。

附圖說明

根據下文的具體描述結合參考附圖可以更好地理解本發明的各方面。應該強調，根據工業中的標準實踐，各個部件未按比例繪出。事實上，為了清楚地討論，各個部件的尺寸可以任意地增大或減小。

圖1A至圖1E是根據本文所描述的原理的一個實例示出的用于在半導體器件內形成金屬接觸件的示例性工藝的示圖。