[發(fā)明專利]半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110274614.9
• 申請(qǐng)日: 2021-03-15
• 公開（公告）號(hào): CN113451210A
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 莊正吉;黃麟淯;張家豪;林佑明;羅廷亞;鄧志霖;黃心巖;陳海清
• 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): H01L21/8234
• 分類號(hào): H01L21/8234;H01L21/336
• 代理公司: 隆天知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 72003
• 代理人: 韓旭;黃艷

本公開涉及一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法。該方法包括提供結(jié)構(gòu)，具有柵極堆疊；第一柵極間隔物；第二柵極間隔物位于第一柵極間隔物之一上，并具有上側(cè)部分于下側(cè)部分上；虛置間隔物；蝕刻停止層；以及虛置蓋。方法還包括移除虛置蓋，以形成第一空洞于柵極堆疊上與第一柵極間隔物之間；移除虛置間隔物，以形成第二空洞于下側(cè)部分上以及蝕刻停止層與上側(cè)部分之間；沉積可分解材料層至第一空洞與第二空洞中；沉積密封層于蝕刻停止層、第一柵極間隔物、第二柵極間隔物、與可分解材料層上；以及移除可分解材料層，以再形成至少部分的第一空洞與第二空洞。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明實(shí)施例涉及半導(dǎo)體制作工藝與其結(jié)構(gòu)。本發(fā)明實(shí)施例更特別涉及使場(chǎng)效晶體管中，柵極與源極/漏極接點(diǎn)之間以及柵極與相鄰導(dǎo)體(如高于柵極的金屬線路)之間的隔離增加與雜散電容下降的方法與結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

半導(dǎo)體集成電路產(chǎn)業(yè)已經(jīng)歷指數(shù)成長(zhǎng)。集成電路材料與設(shè)計(jì)的技術(shù)進(jìn)展，使每一代的集成電路比前一代具有更小且更復(fù)雜的電路。在集成電路演進(jìn)中，功能密度(比如單位芯片面積的內(nèi)連線裝置數(shù)目)通常隨著幾何尺寸(比如采用的制作工藝所能產(chǎn)生的最小構(gòu)件或線路)縮小而增加。尺寸縮小的工藝通常有利于增加產(chǎn)能并降低相關(guān)成本。尺寸縮小亦增加處理與制造集成電路的復(fù)雜度。因此需持續(xù)改善半導(dǎo)體制造工藝。改善的方式之一為減少場(chǎng)效晶體管的雜散電容。

通常需要減少晶體管中的雜散電容，比如柵極與源極/漏極接點(diǎn)之間的電容，使晶體管的切換速度增加、切換能耗減少、及/或耦合噪聲減少。這些低介電常數(shù)材料可作為晶體管中的絕緣材料以減少雜散電容。然而隨著半導(dǎo)體技術(shù)持續(xù)縮小尺寸，柵極與源極/漏極接點(diǎn)之間的距離將進(jìn)一步縮小，并增加雜散電容。此外，柵極與靠近柵極的導(dǎo)體之間的隔離，在尺寸持續(xù)縮小時(shí)產(chǎn)生問題。雖然現(xiàn)有的晶體管形成方法通常適用于其預(yù)定目的，但無法完全符合所有方面的需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明一例關(guān)于半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，包括提供結(jié)構(gòu)，包括柵極堆疊；兩個(gè)第一柵極間隔物分別位于柵極堆疊的兩側(cè)側(cè)壁上；第二柵極間隔物位于第一柵極間隔物之一上，并具有上側(cè)部分于下側(cè)部分上，且下側(cè)部分自上側(cè)部分延伸遠(yuǎn)離柵極堆疊；虛置間隔物位于第二柵極間隔物的下側(cè)部分上與第二柵極間隔物的上側(cè)部分的側(cè)壁上；蝕刻停止層位于虛置間隔物的側(cè)壁上與第二柵極間隔物的下側(cè)部分上；以及虛置蓋位于柵極堆疊上與第一柵極間隔物之間。方法還包括移除虛置蓋，以形成第一空洞于柵極堆疊上與第一柵極間隔物之間；移除虛置間隔物，以形成第二空洞于該第二柵極間隔物的下側(cè)部分上以及蝕刻停止層與第二柵極間隔物的上側(cè)部分之間；沉積可分解材料層至第一空洞與第二空洞中；沉積密封層于蝕刻停止層、所述兩個(gè)第一柵極間隔物、該第二柵極間隔物、與該可分解材料層上；以及在沉積密封層之后，移除可分解材料層，以再形成至少部分的第一空洞與第二空洞。

在本發(fā)明另一例中，半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法包括提供結(jié)構(gòu)，具有基板、自基板延伸的鰭狀物、虛置柵極位于基板上并接合鰭狀物、兩個(gè)第一柵極間隔物分別位于虛置柵極的兩側(cè)側(cè)壁上、以及第二柵極間隔物位于第一柵極間隔物之一的側(cè)壁上。方法還包括部分蝕刻第二柵極間隔物，直到第二柵極間隔物的上表面低于鰭狀物的上表面。在部分蝕刻第二柵極間隔物之后，方法還包括沉積第三柵極間隔物于第一柵極間隔物與第二柵極間隔物上，其中第三柵極間隔物包括上側(cè)部分于下側(cè)部分上，上側(cè)部分位于第一柵極間隔物的側(cè)壁上，且下側(cè)部分位于鰭狀物上并延伸遠(yuǎn)離虛置柵極。方法還包括形成虛置間隔物于第三柵極間隔物的下側(cè)部分上與第三柵極間隔物的上側(cè)部分的側(cè)壁上；形成蝕刻停止層于基板上與虛置間隔物的側(cè)壁上；將虛置柵極置換為高介電常數(shù)的柵極介電層與金屬柵極；形成柵極蓋于高介電常數(shù)的柵極介電層與金屬柵極上以及第一柵極間隔物之間；形成源極/漏極接點(diǎn)以與蝕刻停止層相鄰；以及移除柵極蓋與虛置間隔物，以形成第一空洞于高介電常數(shù)的柵極介電層與金屬柵極上以及第一柵極間隔物之間，并形成第二空洞于第三柵極間隔物的下側(cè)部分上以及蝕刻停止層與第三柵極間隔物的上側(cè)部分之間。