[发明专利]半导体器件和制造半导体器件的方法

说明书

半导体器件，包括金属栅极结构，金属栅极结构具有设置在金属栅极结构的侧壁上的侧壁间隔件。在一些实施例中，金属栅极结构的顶面相对于侧壁间隔件的顶面凹进。半导体器件可进一步包括设置在金属栅极结构的上方并且与金属栅极结构接触的金属覆盖层，其中金属覆盖层的底部的第一宽度大于金属覆盖层的顶部的第二宽度。在一些实施例中，半导体器件可进一步包括设置在金属覆盖层的任一侧上的介电材料，其中侧壁间隔件和金属栅极结构的部分设置在介电材料的下方。本申请的实施例还涉及制造半导体器件的方法。

技术领域

本申请的实施例涉及半导体器件和制造半导体器件的方法。

背景技术

电子行业对更小、更快的电子器件的需求不断增长，这些电子器件同时能支持越来越多、越来越复杂的功能。因此，在半导体行业中存在着制造低成本、高性能和低功率的集成电路(IC)的持续趋势。迄今为止，通过缩小半导体IC的尺寸(例如，最小部件尺寸)并且由此提高生产效率并降低相关成本，在很大程度上已经实现了这些目标。但是，这样的缩小也增加了半导体制造工艺的复杂性。因此，实现半导体IC和器件的持续发展要求在半导体制造工艺和技术上有类似的发展。

仅作为一个例子，形成可靠的到金属栅电极的接触件，需要可靠的、低电阻的金属栅极通孔。但是，随着IC器件继续缩小，金属栅极通孔的底部尺寸(例如，金属栅极通孔的位于金属栅极通孔的底部的宽度)变得更小，金属栅极通孔和下面的金属栅电极之间的界面处的电阻变得更加重要。结果，器件性能(例如，器件速度)降低。此外，由于高度缩小的金属栅极通孔，金属栅极通孔蚀刻和金属间隙填充能力变得更加困难。在至少一些情况下，这可能导致金属栅极通孔蚀刻工艺的过早停止(例如，导致不完全形成金属栅极通孔)或在金属栅极通孔中形成严重的空隙，从而降低器件性能。在一些情况下，由于粘合层的高电阻，沿着金属栅极通孔的侧壁设置的粘合层也可能严重降低器件性能。随着器件尺寸不断缩小，这个问题变得更加明显。

因此，现有技术未被证明在所有方面都完全令人满意。

发明内容

本申请的一些实施例提供了一种半导体器件，包括：金属栅极结构，具有设置在所述金属栅极结构的侧壁上的侧壁间隔件，其中，所述金属栅极结构的顶面相对于所述侧壁间隔件的顶面凹进；金属覆盖层，设置在所述金属栅极结构的上方并与金属栅极结构接触，其中，所述金属覆盖层的底部的第一宽度大于金属覆盖层的顶部的第二宽度；以及介电材料，设置在所述金属覆盖层的任一侧上，其中，所述侧壁间隔件和所述金属栅极结构的部分设置在所述介电材料的下方。

本申请的另一些实施例提供了一种半导体器件，包括：金属栅极结构，具有顶部和底部，其中，所述金属栅极结构的顶部具有锥形轮廓，其中，所述锥形轮廓的底面的宽度大于所述锥形轮廓的顶面的宽度，并且其中所述锥形轮廓的底面的宽度小于所述金属栅极结构的底部的顶面的宽度；以及侧壁间隔件，设置在所述金属栅极结构的侧壁上，其中，所述侧壁间隔件与所述金属栅极结构的底部接触，其中，所述侧壁间隔件通过介电材料与所述金属栅极结构的顶部分离，并且其中，所述金属栅极结构的底部的部分设置在所述介电材料的下方。

本申请的又一些实施例提供了一种制造半导体器件的方法，包括：提供包括金属栅极结构的衬底，所述金属栅极结构具有设置在所述金属栅极结构的侧壁上的侧壁间隔件；对所述金属栅极结构和所述侧壁间隔件进行回蚀刻，其中，在所述回蚀刻后，所述金属栅极结构的顶面相对于所述侧壁间隔件的顶面凹进；在被回蚀刻的金属栅极结构和被回蚀刻的侧壁间隔件的上方沉积金属覆盖层；以及通过去除所述金属覆盖层的部分来使所述金属覆盖层图案化，以暴露所述被回蚀刻的侧壁间隔件和至少所述被回蚀刻的金属栅极结构的部分；其中，所述图案化的金属覆盖层提供金属栅极通孔，并且其中，所述图案化的金属覆盖层的底部的第一宽度大于所述图案化的金属覆盖层的顶部的第二宽度。

附图说明

当结合附图进行阅读时，从以下详细描述可最佳理解本发明的各方面。应该注意，根据工业中的标准实践，各个部件未按比例绘制。实际上，为了清楚的讨论，各个部件的尺寸可以任意地增大或减小。