[發(fā)明專利]形成用于晶體管的替換閘極結(jié)構(gòu)的方法及其造成的裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410383611.9
• 申請(qǐng)日: 2014-08-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104347426B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-05-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝瑞龍;崔起植;S·C·范;S·普諾施
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 格羅方德半導(dǎo)體公司;國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司
• 主分類號(hào): H01L21/336
• 分類號(hào): H01L21/336;H01L29/78;H01L27/02
• 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)

本揭露是包括形成用于晶體管的替換閘極結(jié)構(gòu)的方法及其造成的裝置。在一些具體實(shí)施例中，該間隔物的該內(nèi)表面具有階梯剖面結(jié)構(gòu)或錐形剖面結(jié)構(gòu)。在一范例中，揭露一裝置，其中，用于PMOS裝置的該P(yáng)型功函數(shù)金屬僅設(shè)在由該間隔物的未修整內(nèi)表面所定義的側(cè)向空間內(nèi)，同時(shí)用于NMOS裝置的功函數(shù)調(diào)整金屬是側(cè)向地設(shè)在由該側(cè)壁間隔物的已修整內(nèi)表面和未修整內(nèi)表面兩者所定義的側(cè)向空間之間。

技術(shù)領(lǐng)域

一般而言，本發(fā)明關(guān)于半導(dǎo)體裝置的制造，尤其是關(guān)于形成用于晶體管裝置和其所造成的裝置的替換閘極結(jié)構(gòu)的各種創(chuàng)新方法。

背景技術(shù)

譬如CPU、儲(chǔ)存裝置、ASIC(特殊應(yīng)用集成電路，application specificintegrated circuits)等等的先進(jìn)集成電路的制造需要依據(jù)特定的電路布局在既定的芯片面積內(nèi)形成大量的電路組件，其中，所謂的金氧半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管(metal oxidesemiconductor field effect transistor,MOSFET或FET)代表一種重要的電路組件類型，其實(shí)質(zhì)上決定了該集成電路的效能。該晶體管典型地不是NMOS(NFET)就是PMOS(PFET)類型的裝置，其中，“N”和“P”的名稱依據(jù)用來(lái)創(chuàng)造該裝置的源極/汲極區(qū)域的摻雜劑的種類而定。所謂的CMOS(互補(bǔ)式金氧半導(dǎo)體，Complementary Metal Oxide Semiconductor)技術(shù)或產(chǎn)品是指使用NMOS和PMOS兩者來(lái)制造的集成電路產(chǎn)品。

場(chǎng)效晶體管，不論是NMOS或PMOS裝置，典型地包含源極區(qū)域、汲極區(qū)域、設(shè)置在該源極區(qū)域和汲極區(qū)域之間的信道區(qū)域，以及設(shè)置在該信道區(qū)域上方的閘極電極。藉由控制施加在該閘極電極上的電壓來(lái)控制流過(guò)該FET的電流。對(duì)于NMOS裝置，如果沒(méi)有電壓(或是邏輯上的低電壓)被施加到該閘極電極，則沒(méi)有電流流經(jīng)過(guò)該裝置(忽略不想要的漏電流，其相對(duì)來(lái)說(shuō)是小的)。然而，當(dāng)適當(dāng)?shù)恼妷?或是邏輯上的高電壓)被施加到該閘極電極，該NMOS裝置的信道區(qū)域變成導(dǎo)電的，且允許電子流在該源極區(qū)域和該汲極區(qū)域之間通過(guò)該導(dǎo)電的信道區(qū)域來(lái)流通。對(duì)于PMOS裝置，該控制電壓是相反的。場(chǎng)效晶體管可以是各種不同的實(shí)體形狀，例如，所謂的平面FET裝置和所謂的3D或FinFET裝置。

數(shù)十年來(lái)，平面FET裝置是用來(lái)制作集成電路產(chǎn)品的主要選擇，因?yàn)橛脕?lái)形成這些平面裝置的制造方法相較于包含形成3D裝置的制造方法來(lái)說(shuō)相對(duì)簡(jiǎn)單。為了改良平面FET的運(yùn)作速度并增加在集成電路裝置上的平面FET的密度，裝置設(shè)計(jì)者過(guò)去幾年已經(jīng)大量的縮減平面FET的實(shí)體尺寸。特別是，平面FET的通道長(zhǎng)度已有相當(dāng)?shù)亟档停渚哂性鰪?qiáng)平面FET開(kāi)關(guān)速度的結(jié)果。然而，降低平面FET的通道長(zhǎng)度也降低了源極和汲極區(qū)域之間的距離。在一些情況下，源極和汲極區(qū)域之間的分隔的縮小使得由該汲極區(qū)域的電位能對(duì)該源極區(qū)域的電位能和信道區(qū)域的反向影響難以有效抑制。這有時(shí)稱為短通道效應(yīng)，其中，作為主動(dòng)開(kāi)關(guān)的平面FET的特性降低了。