[發(fā)明專利]半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其制造方法

在審

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• 申請日: 2021-08-13
• 公開（公告）號: CN113745217A
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 林志軒;陳璽中;廖志騰
• 申請（專利權(quán)）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L27/088
• 分類號: H01L27/088;H01L27/092;H01L21/8234;H01L21/8238
• 代理公司: 北京德恒律治知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;李偉

半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括襯底、導(dǎo)電區(qū)、第一絕緣層、第二絕緣層、柵極結(jié)構(gòu)、低k間隔件、柵極接觸件和導(dǎo)電區(qū)接觸件。該低k間隔件形成在該柵極結(jié)構(gòu)的側(cè)壁與該第一絕緣層之間。該柵極接觸件接合在該柵極結(jié)構(gòu)的頂面上。沿著該第二絕緣層的頂面，該柵極接觸件的側(cè)壁與該導(dǎo)電區(qū)接觸件之間的鄰近距離在約4nm至約7nm的范圍內(nèi)。還提供了用于制造半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其制造方法，具體地，所公開的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括與柵極結(jié)構(gòu)的側(cè)壁橫向接觸的低k間隔件，用于接合在柵極結(jié)構(gòu)和低k間隔件上的偏移柵極接觸件。

背景技術(shù)

半導(dǎo)體集成電路(IC)行業(yè)經(jīng)歷了快速發(fā)展。IC中的材料和設(shè)計中的技術(shù)進(jìn)步已經(jīng)制造了多代IC。每一代都比上一代具有更小且更復(fù)雜的電路。然而，這些進(jìn)步增加了IC加工和制造的復(fù)雜性。

在IC發(fā)展的過程中，功能密度(即，每個芯片區(qū)域的互連器件的數(shù)量)通常已經(jīng)增加，而幾何尺寸(即，可以使用制造工藝產(chǎn)生的最小組件(或線))已經(jīng)減小。這種縮小工藝通常通過提高生產(chǎn)效率和降低相關(guān)成本來提供益處。

然而，由于部件尺寸持續(xù)減小，制造工藝?yán)^續(xù)變得更加難以執(zhí)行，并且組件(或線)的臨界尺寸均勻性繼續(xù)變得更加難以控制。例如，光刻操作的精度可能會導(dǎo)致疊加偏移缺陷。因此，以越來越小的尺寸形成可靠的半導(dǎo)體器件是具有挑戰(zhàn)的。

發(fā)明內(nèi)容

本申請的一些實施例提供了一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，包括：襯底，具有第一表面；導(dǎo)電區(qū)，位于所述襯底中；第一絕緣層，位于所述第一表面上方；第二絕緣層，位于所述第一絕緣層上方；柵極結(jié)構(gòu)，位于所述襯底的所述第一表面上方并且被所述第一絕緣層圍繞；低k間隔件，位于所述柵極結(jié)構(gòu)的側(cè)壁與所述第一絕緣層之間；柵極接觸件，接合在所述柵極結(jié)構(gòu)的頂面上；以及導(dǎo)電區(qū)接觸件，位于所述導(dǎo)電區(qū)上方并且被所述第一絕緣層和所述第二絕緣層圍繞，所述導(dǎo)電區(qū)接觸件的頂面與所述第二絕緣層的頂面齊平；其中，沿著所述第二絕緣層的所述頂面，所述柵極接觸件的側(cè)壁與所述導(dǎo)電區(qū)接觸件之間的鄰近距離在4nm至7nm的范圍內(nèi)。

本申請的另一些實施例提供了一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，包括：襯底，具有第一表面；導(dǎo)電區(qū)，位于所述襯底中；第一絕緣層，位于所述第一表面上方；第二絕緣層，位于所述第一絕緣層上方；柵極結(jié)構(gòu)，位于所述襯底的所述第一表面上方并且被所述第一絕緣層圍繞；低k間隔件，位于所述柵極結(jié)構(gòu)的側(cè)壁與所述第一絕緣層之間；柵極接觸件，接合在所述柵極結(jié)構(gòu)的頂面和所述低k間隔件的頂面上；以及導(dǎo)電區(qū)接觸件，位于所述導(dǎo)電區(qū)上方并且被所述第一絕緣層和所述第二絕緣層圍繞。

本申請的又一些實施例提供了一種用于制造半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法，包括：在襯底上方形成絕緣堆疊件，所述襯底在所述襯底的第一表面處具有導(dǎo)電區(qū)和隔離區(qū)，并且分別在所述導(dǎo)電區(qū)和所述隔離區(qū)上方具有導(dǎo)電區(qū)接觸件和柵極結(jié)構(gòu)，其中，所述柵極結(jié)構(gòu)被低k間隔件橫向圍繞；通過將第一凹槽與所述柵極結(jié)構(gòu)的頂面和所述低k間隔件的頂面對準(zhǔn)，在所述柵極結(jié)構(gòu)上方形成穿過所述隔離堆疊件的所述第一凹槽；在所述導(dǎo)電區(qū)接觸件上方形成穿過所述隔離堆疊件的第二凹槽；在所述隔離堆疊件、所述第一凹槽和所述第二凹槽上方形成重覆蓋層；以及分別在所述第一凹槽和所述第二凹槽中形成第一通孔接觸件和第二通孔接觸件。

附圖說明

當(dāng)結(jié)合附圖閱讀時，從以下詳細(xì)描述中可以最好地理解本發(fā)明的各方面。應(yīng)注意，根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)做法，各種結(jié)構(gòu)并未按比例繪制。事實上，為了討論清楚，各個結(jié)構(gòu)的尺寸可以任意增加或減少。

圖1A是圖示根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的俯視立體圖的示意圖。

圖1B是根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的沿著圖1A中的線A-A’的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的截面圖。

圖2是根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的截面圖。

圖3是根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的截面圖。

圖4A至圖4J是根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的在制造操作的中間階段期間的半導(dǎo)體器件的截面圖。