[發明專利]具有減少陷阱缺陷的半導體裝置及其形成方法

在審

• 申請號: 202010488112.1
• 申請日: 2020-06-02
• 公開（公告）號: CN112242353A
• 公開（公告）日: 2021-01-19
• 發明（設計）人: 蔡俊雄;游國豐;林佑明;幸仁·萬
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L21/8234
• 分類號: H01L21/8234;H01L21/8238;H01L27/088;H01L27/092
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 李春秀

1.一種制造半導體裝置的方法，其包括：

提供包括表面的襯底；

將第一介電層及第二介電層沉積于所述襯底上；

使虛擬柵極電極形成于所述第二介電層上；

形成包圍所述虛擬柵極電極的柵極間隔物；

使輕度摻雜源極/漏極LDD區域形成于所述襯底中的所述柵極間隔物的兩側上；

使源極/漏極區域形成于所述各自LDD區域中；

移除所述虛擬柵極電極以形成替換柵極；

使層間介電ILD層形成于所述替換柵極及所述源極/漏極區域上；及

通過在形成所述源極/漏極區域之前或在形成所述ILD層之后的時間將陷阱修復元素引入至所述柵極間隔物、所述第二介電層、所述表面及所述LDD區域的至少一者中來執行處理。

2.根據權利要求1所述的方法，其中形成虛擬柵極電極包括：

將柵極電極層沉積于所述第二介電層上；及

在所述處理之后將所述柵極電極層及所述第二介電層圖案化為所述虛擬柵極電極。

3.根據權利要求2所述的方法，其中所述處理包括使用氮氣等離子體來將氮引入至所述第二介電層中。

4.根據權利要求1所述的方法，其中執行處理包括將所述陷阱修復元素引入至所述LDD區域中，其中所述陷阱修復元素包括大于硅及氧的負電性的負電性。

5.根據權利要求4所述的方法，其進一步包括在執行所述處理之后以大于約900℃的溫度對所述LDD區域執行熱操作。

6.根據權利要求1所述的方法，其進一步包括在形成所述源極/漏極區域之后以第一溫度執行第一退火操作，其中在所述第一退火操作之后以小于所述第一溫度的第二溫度執行所述處理。

7.一種制造半導體裝置的方法，其包括：

提供包括表面的襯底；

將高k介電層沉積于所述襯底上；

使虛擬柵極電極形成于所述高k介電層上；

形成包圍所述虛擬柵極電極的柵極間隔物；

使輕度摻雜源極/漏極LDD區域形成于所述襯底中的所述柵極間隔物的兩側上；

使源極/漏極區域形成于所述各自LDD區域中；

形成替換柵極且移除所述虛擬柵極電極；

形成接觸插塞以電耦合至所述替換柵極及所述源極/漏極區域；及

在形成所述虛擬柵極電極之前或在形成所述LDD區域之后的時間對所述高k介電層、所述柵極間隔物、所述表面及所述LDD區域的至少一者執行陷阱修復操作。

8.根據權利要求7所述的方法，其中在形成所述LDD區域之后執行陷阱修復操作包括將陷阱修復元素引入至所述LDD區域，其中所述陷阱修復元素包括與所述LDD區域的摻雜劑類型相同的摻雜劑類型。

9.根據權利要求7所述的方法，其中以低于約400℃的溫度執行所述陷阱修復操作，且在形成所述替換柵極之后及在使層間介電ILD層形成于所述替換柵極上之前執行所述陷阱修復操作，其中所述接觸插塞形成于所述ILD層內。

10.一種制造半導體裝置的方法，其包括：

提供包括溝道區域的半導體鰭片；

將第一介電層及高k介電層沉積于所述半導體鰭片上；

使用含氮等離子體來鈍化所述高k介電層；

在鈍化所述高k介電層之后使圖案化虛擬柵極形成于所述半導體鰭片上；

使第二介電層形成于所述虛擬柵極及所述溝道區域上；

蝕刻接觸所述溝道區域的所述第二介電層的部分；

使輕度摻雜源極/漏極LDD區域形成于所述半導體鰭片中的所述圖案化虛擬柵極的兩側上；

使用具有大于硅及氧的負電性的負電性的元素來對所述LDD區域執行離子植入；

使源極/漏極區域形成于所述各自LDD區域中；

對所述源極/漏極區域執行離子植入；

以第一溫度對所述經離子植入的源極/漏極區域執行第一退火操作；

通過蝕刻所述圖案化虛擬柵極來形成替換柵極；

使層間介電層形成于所述源極/漏極區域及所述替換柵極上；及

在所述第一退火操作之后，在氫氣氛圍中以小于所述第一溫度的第二溫度執行第二退火操作。