[發明專利]半導體裝置及其制造方法

有效

• 申請號: 201810907542.5
• 申請日: 2018-08-10
• 公開（公告）號: CN109860293B
• 公開（公告）日: 2022-01-28
• 發明（設計）人: 王朝勛;薛婉容;趙高毅;王美勻
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L21/336
• 代理公司: 隆天知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 黃艷;宋洋

本公開披露了一種半導體裝置及其制造方法。用于形成導孔先制金屬柵極接觸件的方法和結構包含在具有柵極結構的基底上沉積第一介電層，柵極結構具有金屬柵極層。在第一介電層內形成開口，以露出基底的一部分，以及在開口內沉積第一金屬層。在第一介電層上及在第一金屬層上沉積第二介電層。將第一介電層和第二介電層蝕刻，以形成柵極導孔的開口，其露出金屬柵極層。將第二介電層的一部分移除，以形成接觸件開口，其露出第一金屬層。柵極導孔的開口和接觸件開口合并形成復合開口，在復合開口內沉積第二金屬層，因此將金屬柵極層連接至第一金屬層。

技術領域

本發明實施例涉及半導體裝置及其制造方法，且特別地涉及形成導孔先制金屬柵極接觸件的方法及其相關結構。

背景技術

半導體工業已經歷了對于更小且更快速的電子裝置的進一步增加的需求，且電子裝置同時能夠支撐大量的越來越復雜和精密的功能。因此，在半導體工業上持續朝向制造低成本、高效能和低功率的集成電路發展。這些遠大的目標已經通過縮減半導體集成電路的尺寸(例如最小部件尺寸)而大部分實現，并借此改善生產效率和降低伴隨的成本。然而，這樣的縮減也使得半導體制造工藝復雜度增加。因此，在半導體集成電路和裝置上的持續發展的實現需要在半導體制造工藝和技術上有類似的發展。

僅作為一例子，形成可靠的接觸件至金屬柵極層，且位于金屬柵極層與相鄰的源極、漏極、和/或本體區之間，其需要高度的重疊控制(例如圖案對圖案的對準)以及足夠大的工藝容許度。然而，隨著集成電路尺寸的持續縮減，以及與新的圖案化技術(例如雙重圖案化)的連結，準確的重疊控制比以往更關鍵。此外，對于劇烈地縮減的集成電路而言，其工藝容許度變得更窄，這會導致裝置的劣化及/或失效。對于至少一些傳統工藝而言，用于形成這樣的接觸件至金屬柵極層，且位于金屬柵極層與相鄰的源極、漏極、和/或本體區之間，其半導體制造工藝的工藝容許度已經變得太窄，且沒有辦法更久地滿足工藝容許度的需求。

因此，現有的技術無法在全方位完全令人滿意。

發明內容

在一些實施例中，半導體裝置的制造方法包含沉積第一介電層于基底之上，基底包含的柵極結構具有金屬柵極層；形成開口于第一介電層內，以露出相鄰于柵極結構的基底的一部分，并且沉積第一金屬層于開口內；沉積第二介電層于第一介電層之上和第一金屬層之上；蝕刻第一介電層和第二介電層，以形成柵極導孔的開口，其露出柵極結構的金屬柵極層；移除第二介電層的一部分，以形成接觸件開口，其露出第一金屬層，其中柵極導孔的開口和接觸件開口合并，以形成復合開口；以及沉積第二金屬層于復合開口內，其中第二金屬層經由第二金屬層的柵極導孔部分，電性連接柵極結構的金屬柵極層至第一金屬層。

在另一些實施例中，半導體裝置的制造方法包含形成第一金屬層，其鄰接柵極結構的側壁，其中第一金屬層接觸位于第一金屬層下方的基底的一區，且其中柵極結構包含金屬柵極；沉積第一介電層于基底之上；蝕刻在柵極結構之上的一區中的第一介電層，以形成柵極導孔的開口，其中柵極導孔的開口露出柵極結構的金屬柵極；蝕刻在第一金屬層之上的一區中的第一介電層，以形成接觸件導孔的開口，其中接觸件導孔的開口露出第一金屬層；從柵極導孔的開口與接觸件導孔的開口之間的一區移除第一介電層，以形成接觸件開口，其中接觸件開口、柵極導孔的開口和接觸件導孔的開口合并，以形成復合開口；以及形成第二金屬層于復合開口內，經由第二金屬層的柵極導孔部分和接觸件導孔部分，電性連接柵極結構的金屬柵極至第一金屬層。

在又另一些實施例中，半導體裝置包含基底，基底包含的柵極結構具有金屬柵極；第一金屬層鄰接于側壁間隔物，側壁間隔物設置在柵極結構的側壁上，其中第一金屬層接觸在第一金屬層下方的基底的一區；以及介電層位于基底之上，介電層包含用第二金屬層填充的復合開口；其中第二金屬層包含柵極導孔，其定義于復合開口的柵極導孔部分中，柵極導孔接觸金屬柵極，且柵極導孔對齊金屬柵極；且其中第二金屬層接觸復合開口的接觸件部分中的第一金屬層。

附圖說明