[發(fā)明專利]半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其形成方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110005537.7
• 申請(qǐng)日: 2021-01-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113345962A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-09-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蕭茹雄;蘇慶煌;蘇斌嘉;盧颕新;黃一珊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L29/78
• 分類號(hào): H01L29/78;H01L29/423;H01L29/06;H01L21/336
• 代理公司: 北京德恒律治知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;李偉

一種形成半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法包括：形成自半導(dǎo)體襯底凸出的位于鰭部上方的偽柵極堆疊件；形成位于偽柵極堆疊件的側(cè)壁上的柵極間隔件；形成位于鰭部的部分上方的源極/漏極(S/D)部件；形成位于柵極間隔件之間的柵極溝槽，其包括修整柵極間隔件的頂部，以形成位于柵極溝槽中的漏斗狀開(kāi)口；以及形成位于柵極溝槽中的金屬柵極結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施例中，形成柵極溝槽。一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括：鰭部，自襯底凸出；金屬柵極結(jié)構(gòu)，設(shè)置在鰭部上方；柵極間隔件，設(shè)置在金屬柵極結(jié)構(gòu)的側(cè)壁上；其中，每個(gè)柵極間隔件的頂面都成角度朝向半導(dǎo)體鰭部；介電層，設(shè)置在每個(gè)柵極間隔件的頂面上方；以及導(dǎo)電部件，設(shè)置在柵極間隔件之間，以接觸金屬柵極結(jié)構(gòu)；其中，導(dǎo)電部件的側(cè)壁接觸介電層，根據(jù)本申請(qǐng)的其他實(shí)施例，還提供了半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)的實(shí)施例涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，并且更具體地，涉及半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其形成方法。

背景技術(shù)

半導(dǎo)體工業(yè)經(jīng)歷了快速的增長(zhǎng)。半導(dǎo)體材料和設(shè)計(jì)的技術(shù)進(jìn)步已經(jīng)產(chǎn)生了幾代半導(dǎo)體器件，其中每一代都比前一代具有更小、更復(fù)雜的電路。在集成電路(IC)發(fā)展的過(guò)程中，通常是功能密度(即每個(gè)芯片區(qū)域的互連器件的數(shù)量)增加了，而幾何尺寸(即可以使用制造工藝產(chǎn)生的最小部件(或者導(dǎo)線))卻減小了。這種按比例縮小的工藝通常通過(guò)提高生產(chǎn)效率和降低相關(guān)成本來(lái)提供收益。但是這些進(jìn)步也增加了半導(dǎo)體器件處理和制造的復(fù)雜性。

隨著特征尺寸的不斷減小，當(dāng)在場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)中形成具有多個(gè)材料層的金屬柵極堆疊件時(shí)，會(huì)出現(xiàn)挑戰(zhàn)。例如，在柵極替換工藝中，在柵極溝槽中形成至少柵極介電層和功函金屬層之后，柵極溝槽可以用于體導(dǎo)電層的所剩空間不可避免地受到限制，并且可能會(huì)導(dǎo)致體導(dǎo)電層的沉積中的困難。至少由于這個(gè)原因，期望對(duì)形成金屬柵極堆疊件的方法進(jìn)行改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本申請(qǐng)的實(shí)施例，提供了一種形成半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法，包括：形成自半導(dǎo)體襯底凸出的位于鰭部上方的偽柵極堆疊件；形成位于偽柵極堆疊件的側(cè)壁上的柵極間隔件；形成位于鰭部的部分上方的源極/漏極(S/D)部件；形成位于柵極間隔件之間的柵極溝槽，其中，形成柵極溝槽包括修整柵極間隔件的頂部，以在柵極溝槽中形成漏斗狀開(kāi)口；以及形成位于柵極溝槽中的金屬柵極結(jié)構(gòu)。

根據(jù)本申請(qǐng)的實(shí)施例，提供了一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，包括：半導(dǎo)體鰭部，自襯底凸出；金屬柵極結(jié)構(gòu)，設(shè)置在半導(dǎo)體鰭部上方，其中，金屬柵極結(jié)構(gòu)包括柵極介電層、設(shè)置在柵極介電層上方的功函金屬層、以及設(shè)置在功函金屬層上方的體導(dǎo)電層；柵極間隔件，設(shè)置在金屬柵極結(jié)構(gòu)的側(cè)壁上，其中，每個(gè)柵極間隔件的頂面都成角度朝向所述半導(dǎo)體鰭部；介電層，設(shè)置在每個(gè)柵極間隔件的頂面上方；以及導(dǎo)電部件，設(shè)置在柵極間隔件之間，以接觸金屬柵極結(jié)構(gòu)，其中，導(dǎo)電部件的側(cè)壁接觸介電層。

根據(jù)本申請(qǐng)的實(shí)施例，提供了一種形成半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法，包括：形成位于半導(dǎo)體襯底上方的占位柵極堆疊件，其中，占位柵極堆疊件包括設(shè)置在其側(cè)壁上的間隔件；用金屬柵極堆疊件替代占位柵極堆疊件，其中，替代占位柵極堆疊件包括：在第一蝕刻工藝中去除占位柵極堆疊件的頂部；在第二蝕刻工藝中以一定角度修整間隔件的頂部，使得間隔件具有成角度的頂面；在第三蝕刻工藝中去除占位柵極堆疊件的底部，從而形成位于修整的間隔件之間的柵極溝槽；以及形成位于柵極溝槽中的金屬柵極堆疊件；以及形成位于金屬柵極堆疊件上方的柵極接觸件。

本申請(qǐng)的實(shí)施例涉及場(chǎng)效應(yīng)晶體管中的金屬柵極結(jié)構(gòu)及其制造方法。

附圖說(shuō)明

當(dāng)結(jié)合附圖進(jìn)行閱讀時(shí)，從以下詳細(xì)描述可最佳理解本發(fā)明的各個(gè)方面。應(yīng)該指出，根據(jù)工業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐，各個(gè)部件未按比例繪制。實(shí)際上，為了清楚的討論，各個(gè)部件的尺寸可以任意地增大或減小。

圖1A和圖1B示出了根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例的用于制造半導(dǎo)體器件的示例性方法的流程圖；

圖2A是根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例的示例性半導(dǎo)體器件的三維立體圖；

圖2B是根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例的圖2A所示的半導(dǎo)體器件的平面俯視圖；