[發(fā)明專利]半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其形成方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710866764.2
• 申請(qǐng)日: 2017-09-22
• 公開（公告）號(hào): CN109545734B
• 公開（公告）日: 2021-12-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張冬平;張城龍;王智東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中芯國際集成電路制造(上海)有限公司;中芯國際集成電路新技術(shù)研發(fā)(上海)有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/768
• 分類號(hào): H01L21/768;H01L21/336;H01L23/538;H01L29/78
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 徐文欣;吳敏

一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其形成方法，其中方法包括：提供基底，所述基底包括柵極區(qū)域，所述柵極區(qū)域之間的基底內(nèi)具有源漏摻雜區(qū)；在所述源漏摻雜區(qū)上形成電連接層；在所述基底上形成柵極結(jié)構(gòu)和介質(zhì)層，所述柵極結(jié)構(gòu)位于柵極區(qū)域基底上，所述介質(zhì)層覆蓋電連接層以及被暴露出的部分柵極結(jié)構(gòu)；去除所述源漏摻雜區(qū)上的介質(zhì)層，直至暴露出電連接層，形成接觸孔，所述接觸孔的側(cè)壁暴露出柵極結(jié)構(gòu)。所述方法能夠降低形成接觸孔的難度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，尤其涉及一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其形成方法。

背景技術(shù)

MOS(金屬-氧化物-半導(dǎo)體)晶體管是一種重要的半導(dǎo)體器件，MOS晶體管的基本結(jié)構(gòu)包括：半導(dǎo)體襯底；位于半導(dǎo)體襯底表面的柵極結(jié)構(gòu)；位于柵極結(jié)構(gòu)一側(cè)的半導(dǎo)體襯底中的源區(qū)和柵極結(jié)構(gòu)另一側(cè)的半導(dǎo)體襯底中的漏區(qū)。

隨著特征尺寸的進(jìn)一步減小，相鄰柵極結(jié)構(gòu)之間的距離減小，使得在上述柵極結(jié)構(gòu)之間的間隙中形成用以連接源區(qū)、漏區(qū)和上層金屬線的接觸孔的工藝變得較為困難，故引入了自對(duì)準(zhǔn)接觸孔的形成工藝。

目前，較為常用的自對(duì)準(zhǔn)接觸孔的制備方法包括：在半導(dǎo)體襯底表面形成柵極結(jié)構(gòu)；在柵極結(jié)構(gòu)側(cè)壁表面形成側(cè)墻；在柵極結(jié)構(gòu)頂部表面形成保護(hù)層；形成覆蓋半導(dǎo)體襯底、保護(hù)層和側(cè)墻的層間介質(zhì)層；在層間介質(zhì)層中形成貫穿層間介質(zhì)層厚度的接觸孔，所述接觸孔位于相鄰的柵極結(jié)構(gòu)之間。

然而，自對(duì)準(zhǔn)接觸孔的形成難度較大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其形成方法，以提高半導(dǎo)體器件的性能。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，包括：提供基底，所述基底包括柵極區(qū)域，所述柵極區(qū)域之間的基底內(nèi)具有源漏摻雜區(qū)；在所述源漏摻雜區(qū)上形成電連接層；在所述基底上形成柵極結(jié)構(gòu)和介質(zhì)層，所述柵極結(jié)構(gòu)位于柵極區(qū)域基底上，所述介質(zhì)層覆蓋電連接層以及被暴露出的部分柵極結(jié)構(gòu)；去除所述源漏摻雜區(qū)上的介質(zhì)層，直至暴露出電連接層，形成接觸孔，所述接觸孔的側(cè)壁暴露出柵極結(jié)構(gòu)。

可選的，所述電連接層的厚度為：20納米～50納米。

可選的，所述電連接層的厚度與柵極結(jié)構(gòu)的高度比值為：1:3～1:2。

可選的，所述接觸孔的深寬比為：3:1～8:1。

可選的，所述介質(zhì)層包括第一介質(zhì)層以及位于第一介質(zhì)層上的第二介質(zhì)層；所述第一介質(zhì)層、第二介質(zhì)層、柵極結(jié)構(gòu)和源漏摻雜區(qū)的形成步驟包括：在所述柵極區(qū)域基底上形成偽柵結(jié)構(gòu)；在所述偽柵結(jié)構(gòu)兩側(cè)的基底內(nèi)形成所述源漏摻雜區(qū)；在所述基底和源漏摻雜區(qū)上形成所述第一介質(zhì)層，所述第一介質(zhì)層覆蓋偽柵結(jié)構(gòu)的側(cè)壁，且暴露出偽柵結(jié)構(gòu)的頂部表面；去除所述偽柵結(jié)構(gòu)，在所述第一介質(zhì)層內(nèi)形成偽柵開口；在所述偽柵開口內(nèi)形成柵極結(jié)構(gòu)；在所述第一介質(zhì)層和柵極結(jié)構(gòu)上形成第二介質(zhì)層。

可選的，形成所述第一介質(zhì)層之前，形成所述電連接層；所述基底包括鰭部，所述柵極結(jié)構(gòu)橫跨所述鰭部。

可選的，所述電連接層的材料為金屬時(shí)，所述電連接層的形成步驟包括：在所述基底和源漏摻雜區(qū)上、以及偽柵結(jié)構(gòu)的側(cè)壁和頂部表面形成初始電連接膜；去除部分初始電連接膜，形成電連接膜，所述電連接膜的頂部表面低于偽柵結(jié)構(gòu)的頂部表面；沿垂直于所述鰭部延伸方向上，去除源漏摻雜區(qū)之間的電連接膜，形成所述電連接層；所述金屬包括：鎢、鋁或者銅。

可選的，當(dāng)所述電連接層包括摻雜層以及位于摻雜層上的金屬硅化物層時(shí)，所述電連接層的形成步驟包括：在所述基底和源漏摻雜區(qū)上、以及偽柵結(jié)構(gòu)的側(cè)壁和頂部表面形成初始摻雜材料層；去除部分初始摻雜材料層，形成初始摻雜膜，所述初始摻雜膜的頂部表面低于偽柵結(jié)構(gòu)的頂部表面；去除垂直于所述鰭部延伸方向上源漏摻雜區(qū)之間基底上的初始摻雜膜，形成所述摻雜膜；對(duì)部分所述摻雜膜進(jìn)行金屬化處理，形成所述摻雜層和位于摻雜層上的金屬硅化物層。