[发明专利]半导体装置的形成方法

说明书

一种半导体装置的形成方法包括形成虚置栅极堆叠于半导体基板之上，虚置栅极堆叠具有虚置栅极电极及虚置栅极介电层；形成间隔物元件于虚置栅极堆叠的侧壁之上；部分移除虚置栅极电极以形成凹槽；部分移除间隔物元件以扩大凹槽；移除虚置栅极电极的余留部分以露出虚置栅极介电层；在移除虚置栅极电极的余留部分之后掺杂间隔物元件；移除虚置栅极介电层；以及形成金属栅极堆叠于凹槽之中。

技术领域

本发明实施例涉及一种半导体装置的形成方法，且特别有关于一种包括栅极替换的方法。

背景技术

半导体集成电路(integrated circuit，IC)工业经历了快速成长。集成电路材料及设计的技术进步产生了集成电路世代。每一世代相较于先前的世代具有更小以及更复杂的电路。

在集成电路发展的过程中，功能密度(即每一芯片面积的内连元件数目)通常增加，此时几何尺寸(即可使用制造工艺创造的最小元件(或线))减少。这种按比例缩小的工艺通常通过提高生产效率以及降低相关成本提供好处。

然而，这些进步亦增加了处理及制造集成电路的复杂度。由于部件尺寸持续减少，制造工艺持续变得更难以进行。因此，以越来越小的尺寸形成可靠的半导体装置具挑战性。

发明内容

本发明实施例包括一种半导体装置的形成方法，包括形成虚置栅极堆叠于半导体基板之上，虚置栅极堆叠具有虚置栅极电极及虚置栅极介电层；形成间隔物元件于虚置栅极堆叠的侧壁之上；部分移除虚置栅极电极以形成凹槽；部分移除间隔物元件以扩大凹槽；移除虚置栅极电极的余留部分以露出虚置栅极介电层；在移除虚置栅极电极的余留部分之后掺杂间隔物元件；移除虚置栅极介电层；以及形成金属栅极堆叠于凹槽之中。

附图说明

以下将配合说明书附图详述本发明实施例。应注意的是，各种特征部件并未按照比例绘制且仅用以说明例示。事实上，元件的尺寸可能经放大或缩小，以清楚地表现出本发明实施例的技术特征。

第1A-1K图是根据一些实施例示出形成半导体装置结构工艺的各阶段剖面图。

图2是根据一些实施例示出半导体装置结构的剖面图。

图3是根据一些实施例示出半导体装置结构的剖面图。

图4是根据一些实施例示出半导体装置结构之间隔物元件中的掺质浓度的分布图。

图5是根据一些实施例示出半导体装置结构之间隔物元件中的掺质浓度的分布图。

附图标记说明：

100～半导体基板

102～鳍状结构

104～栅极堆叠

106～虚置栅极介电层

108～虚置栅极电极

110～间隔物元件

112～源极/漏极结构

114～蚀刻停止层

116～介电层

118、118’～凹槽

120～氧化层

122～缺陷

123～掺杂作业

124～掺质

126～栅极介电层

128～功函数层

130～导电填充层

132～金属栅极堆叠

H₁～深度