[發明專利]半導體裝置制造方法

有效

• 申請號: 201810390786.0
• 申請日: 2011-10-21
• 公開（公告）號: CN108470733B
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發明（設計）人: 松本光市
• 申請（專利權）人: 索尼公司
• 主分類號: H01L27/092
• 分類號: H01L27/092;H01L29/06;H01L29/08;H01L29/417;H01L29/423;H01L29/49;H01L29/51;H01L21/336;H01L21/28;H01L21/8238
• 代理公司: 北京信慧永光知識產權代理有限責任公司 11290
• 代理人: 李晗;曹正建

1.一種半導體裝置的制造方法，所述半導體裝置包括第一晶體管和第二晶體管，

其中，所述第一晶體管和所述第二晶體管中每一者的制造方法包括下述步驟：

(1)形成鰭；

(2)在所述鰭上形成偽柵極電極；

(3)在所述偽柵極電極的側壁處形成第一外絕緣層和第二外絕緣層；

(4)除去所述偽柵極電極；以及

(5)在第一內絕緣層和第二內絕緣層的側壁中形成金屬柵極電極，所述金屬柵極電極包括覆蓋所述鰭的溝道區域的多個金屬層，所述第一內絕緣層布置在所述第一外絕緣層和所述金屬柵極電極的第一側壁之間，所述第二內絕緣層布置在所述第二外絕緣層和所述金屬柵極電極的第二側壁之間，

其中，所述第一晶體管的所述第一內絕緣層的厚度大于所述第二晶體管的所述第一內絕緣層的厚度，

其中，所述第一外絕緣層的形成有所述鰭的內壁被所述第一內絕緣層平坦化。

2.根據權利要求1所述的制造方法，其中，在所述第一晶體管中，所述金屬柵極電極的所述第一側壁與所述第一外絕緣層之間的距離在所述第一側壁的頂部處的大小小于該距離在所述第一側壁的底部處的大小。

3.根據權利要求2所述的制造方法，其中，所述第一晶體管的所述金屬柵極電極的頂部布置為高于所述第一晶體管的所述第一內絕緣層的頂部。

4.根據權利要求3所述的制造方法，其中，所述多個金屬層至少包括第一金屬層和第二金屬層，所述第二金屬層至少包含鈦(Ti)、鋁(Al)以及碳化物，且所述第一晶體管的所述金屬柵極電極還包括第三金屬層，所述第三金屬層包含TiN。

5.根據權利要求4所述的制造方法，其還包括在形成所述第三金屬層之后，在相同步驟中形成所述第一晶體管的所述第二金屬層和所述第二晶體管的所述第二金屬層。

6.根據權利要求5所述的制造方法，其中，通過原子層沉積法形成所述第二金屬層。

7.根據權利要求5所述的制造方法，其中，形成1-20nm范圍內的所述第二金屬層。

8.根據權利要求5所述的制造方法，其還包括在形成所述第三金屬層之后，在相同步驟中形成所述第一晶體管的所述第一金屬層和所述第二晶體管的所述第一金屬層。

9.根據權利要求4所述的制造方法，其中，所述第一晶體管中的所述第二金屬層和所述第二晶體管中的所述第二金屬層在相同沉積步驟中被沉積。

10.根據權利要求4所述的制造方法，其中，所述第三金屬層、所述第二金屬層和所述第一金屬層依次布置在所述第一晶體管中。

11.根據權利要求10所述的制造方法，其中，其還包括：

在步驟(4)之后且在步驟(5)之前形成另一絕緣膜，所述另一絕緣膜位于所述第一晶體管的所述第一外絕緣層和所述金屬柵極電極的所述第一側壁之間，所述另一絕緣膜包含HfO、HfSiO、LaO、ZrO、ZrSiO、TaO、TiO、BaSrTiO、BaTiO、StTiO、YO、AlO或PbScTaO的組合物；以及

在步驟(4)之前且在步驟(3)之后形成層間絕緣層，所述層間絕緣層鄰接所述第一外絕緣層和所述第二外絕緣層。

12.根據權利要求11所述的制造方法，其中，所述第一晶體管中的所述第二金屬層和所述第二晶體管中的所述第二金屬層在相同沉積步驟中被沉積。

13.根據權利要求4所述的制造方法，其中，所述第一晶體管的所述內絕緣層和所述外絕緣層中的每一者由單層形成；所述第一金屬層為埋置金屬層；且所述第一晶體管的柵極長度不同于所述第二晶體管的柵極長度。

14.根據權利要求4所述的制造方法，其中，所述第一金屬層包含W。