[發(fā)明專利]柵極切口整合及相關(guān)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810148580.7
• 申請(qǐng)日: 2018-02-13
• 公開（公告）號(hào): CN108493156B
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李慧峰;L·埃克諾米科思
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 格芯(美國(guó))集成電路科技有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/8234
• 分類號(hào): H01L21/8234
• 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)

本發(fā)明涉及柵極切口整合及相關(guān)裝置，所提供的是一種用于在RMG處理期間形成柵極切口的方法及所產(chǎn)生的裝置。具體實(shí)施例包括形成位在襯底上方的Si鰭；形成位在該襯底及該Si鰭的已凹陷、曝露上部分上方的STI層；形成垂直于該Si鰭、由STI區(qū)所分開、位在該Si鰭的該上部分上且位在該Si鰭間該STI層上的多晶硅虛擬柵極電極；形成位在該多晶硅虛擬柵極電極上方的硬掩膜；穿過該硬掩膜與多晶硅虛擬柵極電極進(jìn)行蝕刻而在一些該Si鰭間形成凹穴；使該凹穴的側(cè)邊上受曝露的多晶硅及留在該凹穴其中一或多者的底端處的任何殘余多晶硅氧化；以SiN填充該凹穴；移除該多晶硅虛擬柵極電極；以及形成RMG。

技術(shù)領(lǐng)域

本揭露涉及半導(dǎo)體制作。特別的是，本揭露涉及14奈米(nm)技術(shù)節(jié)點(diǎn)及更先進(jìn)的技術(shù)節(jié)點(diǎn)中半導(dǎo)體裝置制作方面之取代金屬柵極(RMG)。

背景技術(shù)

在目前的半導(dǎo)體處理中，隨著柵極尺寸持續(xù)更小，關(guān)鍵尺寸CD更加難以控制。關(guān)鍵尺寸通常是在微影之后藉由相隔氧化物沉積來(lái)控制。若間隔物厚度太厚，柵極切割反應(yīng)性離子蝕刻(RIE)可能無(wú)法清除多晶硅虛擬柵極電極。藉由柵極切割RIE所產(chǎn)生之凹穴之底端與轉(zhuǎn)角處的多晶硅殘余物受包括柵極開口尺寸、柵極外形與柵極高度在內(nèi)的因子所影響。這些因子之可變性將導(dǎo)致多晶硅殘余物，造成尖部對(duì)尖部電氣短路。

因此，需要能夠有效改良柵極關(guān)鍵尺寸、有效移除殘余物而減少尖部對(duì)尖部短路及有效改善裝置可靠度之方法以及所產(chǎn)生的裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本揭露之一態(tài)樣系將柵極切口間隔物厚度縮減4nm或以上，導(dǎo)致關(guān)鍵尺寸加寬8nm或以上。另一態(tài)樣包括因關(guān)鍵尺寸更寬，而使柵極切割RIE后之多晶硅殘余物減少。藉由RIE留在柵極開口之底端或轉(zhuǎn)角處的任何殘余多晶硅系轉(zhuǎn)換成氧化物，該氧化物使?jié)撛诩獠繉?duì)尖部短路消除。

本揭露之附加態(tài)樣及其它特征將會(huì)在以下說明中提出，并且對(duì)于審查以下內(nèi)容之所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者部分將會(huì)顯而易見，或可經(jīng)由實(shí)踐本揭露來(lái)學(xué)習(xí)?？扇珉S附權(quán)利要求書中特別指出的內(nèi)容來(lái)實(shí)現(xiàn)并且獲得本揭露的優(yōu)點(diǎn)。

根據(jù)本揭露，一些技術(shù)功效可藉由一種方法來(lái)部分達(dá)成，該方法包括形成位在襯底上方之硅(Si)鰭；形成位在該襯底及該Si鰭之已凹陷、曝露上部分上方的淺溝槽隔離(STI)層；形成垂直于該Si鰭、由STI區(qū)所分開、位在該Si鰭之該上部分上且位在該Si鰭之間該STI層上的多晶硅虛擬柵極電極；形成位在該多晶硅虛擬柵極電極上方之硬掩膜；穿過該硬掩膜與多晶硅虛擬柵極電極進(jìn)行蝕刻而在一些該Si鰭之間形成凹穴；使該凹穴之側(cè)邊上受曝露之多晶硅及留在該凹穴其中一或多者之底端處之任何殘余多晶硅氧化；以氮化硅(SiN)填充該凹穴；移除該多晶硅虛擬柵極電極；以及在藉由移除該多晶硅虛擬柵極電極所形成之空間中形成RMG。