[发明专利]半导体装置的形成方法在审

申请号：	202010984858.1	申请日：	2020-09-18
公开（公告）号：	CN112563201A	公开（公告）日：	2021-03-26
发明（设计）人：	林士豪;陈瑞麟;苏信文;林建隆;陈柏宁;陈稚轩	申请（专利权）人：	台湾积体电路制造股份有限公司
主分类号：	H01L21/8234	分类号：	H01L21/8234;H01L21/336
代理公司：	隆天知识产权代理有限公司 72003	代理人：	黄艳
地址：	中国台***	国省代码：	台湾;71
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摘要：
搜索关键词：	半导体装置形成方法
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【说明书】：

本公开提供了形成半导体装置的方法。根据本公开的一种方法包含：在工件上形成包括第一半导体材料的虚置栅极堆叠；利用第一制程沉积第一介电层于虚置栅极堆叠上；用不同于第一半导体材料的第二半导体材料布植工件；在布植后，退火虚置栅极堆叠；以及用金属栅极堆叠取代虚置栅极堆叠。

技术领域

本发明实施例涉及一种半导体装置，特别涉及一种包含栅极结构的半导体装置。

背景技术

半导体集成电路(integrated circuit，IC)产业经历了快速成长。集成电路演进期间，功能密度(即单位芯片面积的互连装置数目)通常会增加而几何尺寸(即可使用生产制程创建的最小元件(或线))却减少。此微缩化的过程通常会以增加生产效率与降低相关成本而提供助益。然而，此微缩化也会使得含有这些集成电路的装置伴随更为复杂的设计与制程，而且为了实现这些进展，需要在装置制造上有相应的发展。

当集成电路装置的几何尺寸持续缩小，形成所期望的形状变得更具挑战性。例如，在栅极后制(gate-last)制程中，先形成虚置栅极堆叠作为接下来形成的金属栅极堆叠的占位件(placeholder)以经历大部分的制造过程，且接着移除虚置栅极堆叠并用功能性金属栅极堆叠取代。为了取代虚置栅极堆叠，先移除虚置栅极堆叠以形成栅极沟槽，再沉积多个膜层于栅极沟槽中以形成功能性金属栅极堆叠。在一些实例中，虚置栅极堆叠不具有直的侧壁，而是具有颈缩(necking)轮廓。虚置栅极堆叠的这种颈缩轮廓可以在栅极沟槽中产生对应的颈缩轮廓。栅极沟槽中的颈缩轮廓可能会对于沉积多个膜层以形成金属栅极堆叠带来挑战。因此，尽管现有的栅极后制制程已可符合预期目的，但它们并非在所有方面皆令人满意。

发明内容

一种半导体装置的形成方法，包含：在工件上形成虚置栅极堆叠，其包含第一半导体材料；利用第一制程沉积第一介电层于虚置栅极堆叠上；用不同于第一半导体材料的第二半导体材料布植工件；在布植后，退火虚置栅极堆叠；以及用金属栅极堆叠取代虚置栅极堆叠。

一种半导体装置的形成方法，包含：在工件上形成包含硅的虚置栅极堆叠；形成邻近虚置栅极堆叠的源极/漏极部件；利用第一制程沉积第一介电层于虚置栅极堆叠上；用锗布植工件；在布植后，退火虚置栅极堆叠；移除虚置栅极堆叠以形成栅极沟槽；以及在栅极沟槽中形成金属栅极堆叠。

一种半导体装置，包含：主动区；栅极结构，设置于主动区上；蚀刻停止层，设置于栅极结构的侧壁上；以及介电层，设置于蚀刻停止层上，其中介电层包含锗。

附图说明

以下将配合附图详述本发明实施例。应注意的是，依据在业界的标准做法，各种特征并未按照比例绘制且仅用以说明例示。事实上，可任意地放大或缩小元件的尺寸，以清楚地表现出本发明实施例的特征。

图1根据本公开的多个面向示出了形成半导体装置的方法的流程图。

图2～图13是根据本公开的多个面向的工件在图1的方法的各种操作时的局部剖面图。

其中，附图标记说明如下：

100：方法

102，104，106，108，110，112，114，116，118，120，124，126：方框

200：工件