[發明專利]形成用于晶體管的替換閘極結構的方法及其造成的裝置

有效

• 申請號: 201410383611.9
• 申請日: 2014-08-06
• 公開（公告）號: CN104347426B
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發明（設計）人: 謝瑞龍;崔起植;S·C·范;S·普諾施
• 申請（專利權）人: 格羅方德半導體公司;國際商業機器公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L29/78;H01L27/02
• 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

1.一種制造半導體裝置的方法，該方法包括：

實行至少一個蝕刻制程以移除用于晶體管的犧牲閘極結構，從而藉由分隔開的側壁間隔物的內表面定義閘極空腔，該閘極空腔具有一擁有第一寬度的開口；

沉積至少一個材料層在該閘極空腔中；

形成凹入式犧牲材料層在該閘極空腔中并在該至少一個材料層上方；

實行至少一個蝕刻制程以移除在該閘極空腔中并在該凹入式犧牲材料層上方的該至少一個材料層，從而將位在該凹入式犧牲材料層上方的該分隔開的側壁間隔物的該內表面的部分曝露出來；

在該凹入式犧牲材料層的存在下，實行間隔物修整蝕刻制程在該分隔開的側壁間隔物的該內表面的該曝露部分上以減少該側壁間隔物至少一個部分的厚度并從而將該開口的尺寸增加到第二寬度，其大于該第一寬度；以及

從該閘極空腔中移除該凹入式犧牲材料層。

2.如權利要求1所述的方法，其中，在實行該間隔物修整蝕刻制程之后，該分隔開的側壁間隔物的該內表面具有階梯狀的剖面結構。

3.如權利要求1所述的方法，其中，接受該間隔物修整蝕刻制程的該分隔開的間隔物的該內表面是向外形成錐形的表面。

4.如權利要求1所述的方法，其中，該間隔物修整蝕刻制程是非等向性蝕刻制程或等向性蝕刻制程中的一者。

5.如權利要求1所述的方法，其中，該晶體管是NMOS晶體管或PMOS晶體管中的一者。

6.如權利要求1所述的方法，還包括：

從該閘極空腔中移除該凹入式犧牲材料層后,形成另外的材料層在具有該開口是該第二寬度的該閘極空腔中。

7.如權利要求1所述的方法，其中，形成該凹入式犧牲材料層包括：

以該犧牲材料過填充該閘極空腔；以及

在該犧牲材料上實行凹進蝕刻制程。

8.一種制造半導體裝置的方法，該方法包括：

形成側壁間隔物，鄰接犧牲閘極結構；

執行至少一個蝕刻制程以移除用于晶體管的該犧牲閘極結構，從而藉由該側壁間隔物的內表面定義閘極空腔，該閘極空腔具有一擁有第一寬度的開口；

沉積閘極絕緣層在該閘極空腔中并在該側壁間隔物的該內表面上；

沉積第一金屬層在該閘極空腔中的該閘極絕緣層上；

形成凹入式犧牲材料層在該閘極空腔中并在該第一金屬層上方；

實行至少一個蝕刻制程以移除位在該閘極空腔中并在該凹入式犧牲材料層上方的該閘極絕緣層和該第一金屬層，從而將該側壁間隔物的該內表面的部分曝露出來；以及

實行間隔物修整蝕刻制程在該側壁間隔物的該內表面的該曝露部分上以減少該側壁間隔物至少一個部分的厚度并將該開口的尺寸增加到第二寬度，其大于該第一寬度。

9.如權利要求8所述的方法，其中，在實行該間隔物修整蝕刻制程之后，該側壁間隔物的該內表面具有階梯狀的剖面結構。

10.如權利要求8所述的方法，其中，接受該間隔物修整蝕刻制程的該側壁間隔物的該內表面是向外形成錐形的表面。

11.如權利要求8所述的方法，其中，該間隔物修整蝕刻制程是非等向性蝕刻制程或等向性蝕刻制程中的一者。

12.如權利要求8所述的方法，其中，在實行該間隔物修整蝕刻制程之后，該方法還包括：

移除該犧牲材料層；以及

形成另外的金屬層在具有該開口是該第二寬度的該閘極空腔中。

13.如權利要求8所述的方法，其中，在實行該間隔物修整蝕刻制程之后，該方法還包括：

移除該犧牲材料層；

從該閘極空腔內部移除該第一金屬層以曝露出該閘極絕緣層；

形成第二金屬層在該閘極絕緣層上；以及

形成另外的金屬層在該閘極空腔中并在該第二金屬層上方。

14.如權利要求8所述的方法，其中，在實行該間隔物修整蝕刻制程之后，該方法還包括：

移除該犧牲材料層以曝露出該第一金屬層；

形成第二金屬層在該第一金屬層上；以及

形成另外的金屬層在該閘極空腔中并在該第二金屬層上方。