[發明專利]具有不同寬度的柵極結構及其制造方法

有效

• 申請號: 201410406683.0
• 申請日: 2014-08-18
• 公開（公告）號: CN104835838B
• 公開（公告）日: 2018-07-10
• 發明（設計）人: 何偉碩;江宗育;張家銘;林俊銘
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L29/423
• 分類號: H01L29/423;H01L21/28
• 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

本發明提供了具有不同寬度的柵極結構及其制造方法。提供了半導體器件結構及其制造方法的實施例。半導體器件結構包括襯底和形成在襯底上方的第一金屬柵極結構。第一金屬柵極結構具有第一寬度。半導體器件結構進一步包括鄰近第一金屬柵極結構形成的第一接觸件以及形成在襯底上方的第二金屬柵極結構。第二金屬柵極結構具有小于第一寬度的第二寬度。半導體器件結構進一步包括形成在第二金屬柵極結構上方的絕緣層和自對準到第二金屬柵極結構的第二接觸件。

技術領域

本發明涉及半導體領域，更具體地，涉及具有不同寬度的柵極結構及其制造方法。

背景技術

半導體器件用于諸如個人電腦、手機、數碼相機以及其他電子設備的多種電子應用。半導體器件通常通過以下方式制造：在半導體襯底上順序沉積絕緣成或介電層、導電層以及半導體材料層，并利用光刻對各種材料層進行圖案化以在其上形成電路組件和元件。

提高計算機性能的一個重要驅動是電路的較高集成度。這是通過在給定芯片上小型化或縮小器件尺寸來實現的。公差對于在芯片上縮小尺寸發揮著重要作用。

在一些集成電路(IC)設計中，隨著技術節點縮小，已期望由金屬柵極取代典型的多晶硅柵極以在部件尺寸減小的情況下改善器件性能。形成金屬柵極的一種工藝被稱作“后柵極”工藝。在“后柵極”工藝中，最終金屬柵極在最后進行制造，這能夠減小后續加工步驟的數目。

然而，盡管現有的“后柵極”工藝通常已能夠滿足它們的預期目的，但隨著器件尺寸的不斷減小，它們已經不能完全滿足各方面的需求。

發明內容

根據本發明的一方面提供了一種半導體器件結構，包括：襯底；形成在所述襯底上方的第一金屬柵極結構，其中，所述第一金屬柵極結構具有第一寬度；鄰近所述第一金屬柵極結構形成的第一接觸件；形成在所述襯底上方的第二金屬柵極結構，其中，所述第二金屬柵極結構具有小于所述第一寬度的第二寬度；形成在所述第二金屬柵極結構上方的絕緣層；以及自對準到所述第二金屬柵極結構的第二接觸件。

在該半導體器件結構中，所述第一寬度和所述第二寬度的比值在大約2到15的范圍內。

在該半導體器件結構中，所述第一金屬柵極結構具有第一高度，且所述第二窄金屬柵極結構具有小于所述第一高度的第二高度。

在該半導體器件結構中，所述第一高度和所述第二高度的比值在大約4到大約10的范圍內。

在該半導體器件結構中，形成在所述窄金屬柵極結構上方的所述絕緣層具有第三高度，且所述第二高度和所述第三高度之和基本上等于所述第一高度。

在該半導體器件結構中，所述絕緣層形成在所述第二金屬柵極結構上但未形成在所述第一金屬柵極結構上。

在該半導體器件結構中，所述第二接觸件的部分形成在所述絕緣層上。

根據本發明的另一方面提供了一種半導體器件結構，包括：襯底；形成在所述襯底上方的第一金屬柵極結構；鄰近所述第一金屬柵極結構形成的第一接觸件；形成在所述襯底上方的第二金屬柵極結構；形成在所述第二金屬柵極結構上方的絕緣層；以及自對準到所述第二金屬柵極結構的第二接觸件，其中，所述第一金屬柵極結構具有第一寬度和第一高度，且所述第二金屬柵極結構具有第二寬度和小于所述第一高度的第二高度，且所述第一寬度和所述第二寬度的比值在大約2到大約15的范圍內。

在該半導體器件結構中，所述第一高度和所述第二高度的比值在大約4到大約10的范圍內。

在該半導體器件結構中，形成在所述第二金屬柵極結構上方的所述絕緣層具有第三高度，且所述第二高度和所述第三高度之和基本上等于所述第一高度。

在該半導體器件結構中，所述絕緣層形成在所述第二金屬柵極結構上但未形成在第一金屬柵極結構上。

在該半導體器件結構中，所述第二接觸件的部分形成在所述絕緣層上。