[发明专利]具有不同宽度的栅极结构及其制造方法

说明书

本发明提供了具有不同宽度的栅极结构及其制造方法。提供了半导体器件结构及其制造方法的实施例。半导体器件结构包括衬底和形成在衬底上方的第一金属栅极结构。第一金属栅极结构具有第一宽度。半导体器件结构进一步包括邻近第一金属栅极结构形成的第一接触件以及形成在衬底上方的第二金属栅极结构。第二金属栅极结构具有小于第一宽度的第二宽度。半导体器件结构进一步包括形成在第二金属栅极结构上方的绝缘层和自对准到第二金属栅极结构的第二接触件。

技术领域

本发明涉及半导体领域，更具体地，涉及具有不同宽度的栅极结构及其制造方法。

背景技术

半导体器件用于诸如个人电脑、手机、数码相机以及其他电子设备的多种电子应用。半导体器件通常通过以下方式制造：在半导体衬底上顺序沉积绝缘成或介电层、导电层以及半导体材料层，并利用光刻对各种材料层进行图案化以在其上形成电路组件和元件。

提高计算机性能的一个重要驱动是电路的较高集成度。这是通过在给定芯片上小型化或缩小器件尺寸来实现的。公差对于在芯片上缩小尺寸发挥着重要作用。

在一些集成电路(IC)设计中，随着技术节点缩小，已期望由金属栅极取代典型的多晶硅栅极以在部件尺寸减小的情况下改善器件性能。形成金属栅极的一种工艺被称作“后栅极”工艺。在“后栅极”工艺中，最终金属栅极在最后进行制造，这能够减小后续加工步骤的数目。

然而，尽管现有的“后栅极”工艺通常已能够满足它们的预期目的，但随着器件尺寸的不断减小，它们已经不能完全满足各方面的需求。

发明内容

根据本发明的一方面提供了一种半导体器件结构，包括：衬底；形成在所述衬底上方的第一金属栅极结构，其中，所述第一金属栅极结构具有第一宽度；邻近所述第一金属栅极结构形成的第一接触件；形成在所述衬底上方的第二金属栅极结构，其中，所述第二金属栅极结构具有小于所述第一宽度的第二宽度；形成在所述第二金属栅极结构上方的绝缘层；以及自对准到所述第二金属栅极结构的第二接触件。

在该半导体器件结构中，所述第一宽度和所述第二宽度的比值在大约2到15的范围内。

在该半导体器件结构中，所述第一金属栅极结构具有第一高度，且所述第二窄金属栅极结构具有小于所述第一高度的第二高度。

在该半导体器件结构中，所述第一高度和所述第二高度的比值在大约4到大约10的范围内。

在该半导体器件结构中，形成在所述窄金属栅极结构上方的所述绝缘层具有第三高度，且所述第二高度和所述第三高度之和基本上等于所述第一高度。

在该半导体器件结构中，所述绝缘层形成在所述第二金属栅极结构上但未形成在所述第一金属栅极结构上。

在该半导体器件结构中，所述第二接触件的部分形成在所述绝缘层上。

根据本发明的另一方面提供了一种半导体器件结构，包括：衬底；形成在所述衬底上方的第一金属栅极结构；邻近所述第一金属栅极结构形成的第一接触件；形成在所述衬底上方的第二金属栅极结构；形成在所述第二金属栅极结构上方的绝缘层；以及自对准到所述第二金属栅极结构的第二接触件，其中，所述第一金属栅极结构具有第一宽度和第一高度，且所述第二金属栅极结构具有第二宽度和小于所述第一高度的第二高度，且所述第一宽度和所述第二宽度的比值在大约2到大约15的范围内。

在该半导体器件结构中，所述第一高度和所述第二高度的比值在大约4到大约10的范围内。

在该半导体器件结构中，形成在所述第二金属栅极结构上方的所述绝缘层具有第三高度，且所述第二高度和所述第三高度之和基本上等于所述第一高度。

在该半导体器件结构中，所述绝缘层形成在所述第二金属栅极结构上但未形成在第一金属栅极结构上。

在该半导体器件结构中，所述第二接触件的部分形成在所述绝缘层上。