[发明专利]鳍状场效晶体管装置在审

申请号：	201910375551.9	申请日：	2019-05-07
公开（公告）号：	CN110783404A	公开（公告）日：	2020-02-11
发明（设计）人：	黄如立;江欣哲;潘育麒;杨峻铭;梁春升;庄英良;叶明熙	申请（专利权）人：	台湾积体电路制造股份有限公司
主分类号：	H01L29/78	分类号：	H01L29/78;H01L29/49;H01L21/336
代理公司：	72003 隆天知识产权代理有限公司	代理人：	聂慧荃;闫华
地址：	中国台***	国省代码：	中国台湾;71
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摘要：
搜索关键词：	栅极结构功函数金属层栅极金属层上表面充填鳍状场效晶体管顶侧表面鳍状物基板自组装单层内侧侧壁共平面
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【说明书】：

本发明实施例说明鳍状场效晶体管装置的结构与形成方法。鳍状场效晶体管装置包括：基板；鳍状物，位于基板上；以及栅极结构，位于鳍状物上。栅极结构包括功函数金属层，位于栅极结构的内侧侧壁上。功函数金属层的最顶侧表面低于栅极结构的上表面。栅极结构亦包括充填栅极金属层，位于功函数金属层的最顶侧表面上。充填栅极金属层的上表面与栅极结构的上表面实质上共平面。栅极结构亦包括自组装单层，位于充填栅极金属层与功函数金属层之间。

技术领域

本发明实施例涉及半导体结构，更特别涉及改善栅极电阻的结构与方法。

背景技术

互补式金属氧化物半导体场效晶体管作为半导体产业中的关键构件，扮演多种电子装置中的重要角色。在半导体工艺中，金属与高介电常数的介电材料用于置换多晶硅与氧化硅，以形成晶体管中的栅极结构在晶体管尺寸缩小时符合效能需求(如载子移动率与装置速度)。为了形成金属栅极，可先形成虚置栅极后移除虚置栅极，以形成金属栅极所用的空间(如沟槽或预留位置)。接着沉积高介电常数的介电材料与金属于沟槽中，以填入沟槽并形成金属栅极。

发明内容

本发明一实施例提供的鳍状场效晶体管装置，包括：基板；鳍状物，位于基板上；以及栅极结构，位于鳍状物上。栅极结构包括功函数金属层，位于栅极结构的内侧侧壁上，且功函数金属层的最顶侧表面低于栅极结构的上表面；充填栅极金属层，位于功函数金属层的最顶侧表面上，且充填栅极金属层的上表面与栅极结构的上表面实质上共平面；以及自组装单层，位于充填栅极金属层与功函数金属层之间。

本发明一实施例提供的形成半导体装置的方法包括：提供基板，且基板包括具有功函数金属层的栅极结构；移除功函数金属层的顶部；形成自组装单层于移除功函数金属层的顶部所露出的功函数金属层的最顶侧表面上；以及沉积充填栅极金属层至功函数金属层被移除的顶部中，且自组装单层位于充填栅极金属层与功函数金属层之间。

本发明一实施例提供的形成半导体装置的方法包括：提供基板，且基板包括栅极结构；选择性移除栅极结构的顶部；形成粘着层于移除栅极结构的顶部所露出的栅极结构上表面；以及选择性沉积导电层至粘着层上的栅极结构被移除的顶部中，且粘着层粘接栅极结构被移除的顶部所露出的栅极结构上表面与导电层。

附图说明

图1A是一些实施例中，金属氧化物半导体场效晶体管装置的附图。

图1B是一些实施例中，图1A中的n型金属氧化物半导体装置的上视图。

图2是一些实施例中，栅极的剖视图。

图3A至图3C、图4A至图4C、与图5A至图5C是一些实施例中，栅极的剖视图。

图6是一些实施例中，用于形成栅极金属于回蚀刻的栅极中的制作工艺的附图。

附图标记说明：

h1、h2、h3 垂直深度

H_F 鳍状物高度

H_G 栅极高度