[發明專利]半導體裝置的制造方法

在審

• 申請號: 201911045801.9
• 申請日: 2019-10-30
• 公開（公告）號: CN111128740A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 陳書涵;陳宗儒;龔達翔;于雄飛;徐志安
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L29/78
• 代理公司: 隆天知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 李琛;黃艷

半導體裝置的制造方法可以包含在基底上方形成虛設介電層以及在虛設介電層上方形成虛設柵極。此方法還可以包含形成第一間隔物鄰近虛設柵極；以及移除虛設柵極以形成空腔，其中空腔至少部分地由第一間隔物界定。此方法還可以包含在第一間隔物的多個部分上進行等離子體處理，其中等離子體處理使第一間隔物的所述部分的材料組成從第一材料組成改變為第二材料組成。此方法還可以包含蝕刻第一間隔物的具有第二材料組成的部分，以移除第一間隔物的具有第二材料組成的部分；以及使用多個導電材料填充空腔以形成柵極結構。

技術領域

本申請實施例涉及半導體制造技術，特別涉及半導體裝置及其制造方法。

背景技術

半導體裝置用于各種電子應用中，舉例來說，例如個人電腦、手機、數碼相機和其他電子設備。半導體裝置的制造通常通過在半導體基底上方按序沉積絕緣層或介電層、導電層和半導體層的材料，并且使用微影將這些不同材料層圖案化，以在半導體基底上形成電路組件和元件。

半導體產業通過持續縮減最小部件尺寸來持續提升各種電子部件(例如晶體管、二極管、電阻器、電容器等)的集成密度，這允許將更多部件整合至特定區域中。然而，隨著最小部件尺寸縮減，產生應被解決的其他問題。

發明內容

根據一些實施例提供半導體裝置的制造方法。此方法包含在基底上方形成虛設介電層；在虛設介電層上方形成虛設柵極；形成第一間隔物鄰近虛設柵極；移除虛設柵極以形成空腔，其中空腔至少部分地由第一間隔物界定；對第一間隔物的多個部分進行等離子體處理，其中等離子體處理使第一間隔物的所述部分的材料組成從第一材料組成改變為第二材料組成；蝕刻第一間隔物的具有第二材料組成的部分，以移除第一間隔物的具有第二材料組成的部分；以及使用復數個導電材料填充空腔以形成柵極結構。

根據另一些實施例提供半導體裝置的制造方法。此方法包含在虛設介電層上方沉積虛設柵極并將虛設柵極圖案化；形成復數個間隔物環繞虛設柵極；蝕刻虛設柵極以形成柵極腔，柵極腔是由復數個間隔物界定；對間隔物的第一間隔物的至少一部分進行等離子體處理，其中第一間隔物的所述部分是第一間隔物的離虛設介電層最遠的部分；進行蝕刻工藝以移除第一間隔物的所述部分和虛設介電層的一部分，其中在完成蝕刻工藝之后，柵極腔的頂部開口變寬；經由頂部開口在柵極腔中沉積一或多個柵極介電層和一或多個柵極電極層以形成柵極結構；以及形成層間介電質環繞這些間隔物。

根據又另一些實施例提供半導體裝置。此半導體裝置包含復數個源極/漏極區，形成于基底中；柵極結構，位于這些源極/漏極區之間的基底上方，其中柵極結構包含一或多個柵極介電層和一或多個柵極電極層；以及復數個間隔物，環繞柵極結構，其中這些間隔物的第一間隔物接觸一或多個柵極介電層，其中第一間隔物在第一位置具有第一厚度且在第二位置具有第二厚度，其中第一位置離基底最遠，且第二位置在第一位置和基底之間，且其中接觸一或多個柵極介電層的第一間隔物的第一側壁在第一位置和第二位置之間以一角度延伸，此角度是相對于垂直于基底主表面的方向，且此角度大于或等于3度。

附圖說明

通過以下的詳細描述配合附圖，可以更加理解本申請實施例的內容。需強調的是，根據產業上的標準慣例，許多部件(feature)并未按照比例繪制。事實上，為了能清楚地討論，各種部件的尺寸可能被任意地增加或減少。

圖1是根據一些實施例的鰭式場效晶體管(fin field effect transistor，FinFET)的剖面示意圖。

圖2～7、8A、8B、9A、9B、10A、10B、10C、10D、11A、11B、11C、12A、12B、13A和13B是根據一些實施例的鰭式場效晶體管裝置制造期間的中間階段的剖面示意圖。

圖14是根據一些實施例的在鰭式場效晶體管裝置制造期間的一中間階段中的鰭式場效晶體管裝置的處理工藝的示意圖。