[發明專利]時間依賴性介電擊穿的緩解

有效

• 申請號: 201710905773.8
• 申請日: 2017-09-29
• 公開（公告）號: CN108962735B
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發明（設計）人: 黃意君;楊寶如;謝東衡
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L21/28
• 分類號: H01L21/28;H01L29/423
• 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;李偉

1.一種形成晶體管的方法，包括：

在襯底上方形成具有開口的介電層；

在所述開口內形成多層柵極金屬堆疊件以覆蓋所述開口的側壁和所述介電層的頂面；

將間隔件層沉積在所述多層柵極金屬堆疊件上；

用各向異性回蝕刻工藝蝕刻所述間隔件層以在所述多層柵極金屬堆疊件覆蓋所述開口的側壁的部分上形成間隔件；

將金屬沉積在所述多層柵極金屬堆疊件上以填充所述開口；以及

在沉積所述金屬之后，平坦化所述介電層的頂面以從所述介電層的所述頂面去除所述多層柵極金屬堆疊件和所述金屬。

2.根據權利要求1所述的方法，其中，形成所述多層柵極金屬堆疊件包括：

在所述開口中沉積高k電介質以覆蓋所述開口的側壁和所述介電層的頂面；以及

在所述高k電介質上方共形地沉積柵極金屬層。

3.根據權利要求2所述的方法，其中，形成所述金屬包括形成具有直線型的側面。

4.根據權利要求2所述的方法，其中，所述柵極金屬層包括覆蓋層、一個或多個金屬層和功函金屬堆疊件。

5.根據權利要求1所述的方法，其中，沉積所述間隔件層包括使用化學汽相沉積(CVD)、原子層沉積(ALD)或等離子體增強CVD(PECVD)工藝沉積所述間隔件層。

6.根據權利要求1所述的方法，其中，所述間隔件層包括氮化硅(Si₃N₄)、氮氧化硅(SiON)、碳摻雜的氮化硅(SiCN)或碳氧化硅(SiO_xC_y)。

7.根據權利要求1所述的方法，其中，所述金屬包括氮化鈦(TiN)層和鎢(W)金屬堆疊件。

8.一種晶體管結構，包括：

襯底；

兩個相對間隔件，位于所述襯底上；

第一電介質，設置在所述兩個相對間隔件之間的所述襯底上方；

第二電介質，共形地沉積在所述兩個相對間隔件之間和所述第一電介質上方；

多層柵極金屬堆疊件，共形地沉積在所述第二電介質上方，其中，所述多層柵極金屬堆疊件包括第一凹槽，所述第一凹槽具有側面和位于所述側面之間的底面，其中，所述側面和所述底面暴露所述多層柵極金屬堆疊件的最頂層；

間隔件層，設置在所述第一凹槽的側面上方以形成小于所述第一凹槽的第二凹槽；以及

金屬，沉積至所述第二凹槽內。

9.根據權利要求8所述的晶體管結構，其中，所述間隔件層具有高達2.5nm的厚度。

10.根據權利要求8所述的晶體管結構，其中，所述間隔件層包括氮化硅(Si₃N₄)、氮氧化硅(SiON)、碳摻雜的氮化硅(SiCN)或碳氧化硅(SiO_xC_y)。

11.根據權利要求8所述的晶體管結構，其中，所述金屬包括氮化鈦(TiN)層和鎢(W)金屬堆疊件。

12.根據權利要求8所述的晶體管結構，其中，所述第一凹槽包括介于10nm和15nm之間的孔徑，并且所述第二凹槽包括高達5nm的孔徑。

13.根據權利要求8所述的晶體管結構，其中，所述兩個相對間隔件具有介于20nm和25nm之間的高度。

14.根據權利要求8所述的晶體管結構，其中，所述第一電介質包括界面氧化物。

15.根據權利要求8所述的晶體管結構，其中，所述第二電介質包括高k電介質。