[发明专利]形成具有栅极电极的替换栅极结构的方法

权利要求书

1.一种形成晶体管用替换栅极结构的方法，其包含：

移除至少一牺牲栅极电极结构以界定栅极凹口；

在该栅极凹口中形成栅极绝缘层；

在该栅极绝缘层之上该栅极凹口中实施沉积制程以沉积介金属化合物材料；以及

实施至少一制程操作以移除该介金属化合物材料位于该栅极凹口外侧的部分。

2.根据权利要求1所述的方法，其中在该栅极凹口中形成该栅极绝缘层包含在该栅极凹口中形成一层高k绝缘材料。

3.根据权利要求1所述的方法，其中该晶体管是平面型场效晶体管或FinFET晶体管之一。

4.根据权利要求1所述的方法，其中该晶体管是NMOS晶体管或PMOS晶体管之一。

5.根据权利要求1所述的方法，其中该介金属化合物材料是由金属硅化物材料或金属碳化物材料所组成。

6.根据权利要求1所述的方法，其中该沉积型介金属化合物材料是由后述之一所组成：硅化钨(WSi_x)、镍硅化物(NiSi_x)、铂硅化物(PtSi)、铒硅化物(ErSi)、铪硅化物(HfSi)、镱硅化物(YbSi)、钴硅化物(CoSi)、TiSi、TaSi、HfSi、HfC、TiC以及TaC。

7.根据权利要求1所述的方法，其中实施至少一制程操作以移除该介金属化合物材料位于该栅极凹口外侧的该部分包含实施至少一化学机械研磨制程以移除该介金属化合物材料位于该栅极凹外侧的该部位。

8.根据权利要求1所述的方法，其中该栅极凹口是由位于一层绝缘材料中的侧壁隔离物所界定。

9.根据权利要求1所述的方法，还包含于实施该沉积制程以沉积该介金属化合物材料之前，在该层绝缘材料之上形成由金属组成的至少一层。

10.一种形成晶体管用替换栅极结构的方法，其包含：

在半导体衬底之上形成牺牲栅极结构，该牺牲栅极结构包含至少一牺牲栅极电极；

迫近该牺牲栅极结构的对立侧形成至少一侧壁隔离物；

实施至少一蚀刻制程以移除至少该牺牲栅极电极结构从而界定该侧壁隔离物所界定的栅极凹口；

在该栅极凹中形成高k绝缘材料所组成的栅极绝缘层；

在该栅极绝缘层之上该栅极凹口中实施沉积制程以沉积金属硅化物材料；以及

实施至少一化学机械研磨制程以移除该金属硅化物材料位于该栅极凹口外侧的部分。

11.根据权利要求10所述的方法，其中该沉积型金属硅化物材料是由后述之一所组成：硅化钨(WSi_x)、镍硅化物(NiSi_x)、铂硅化物(PtSi)、铒硅化物(ErSi)、铪硅化物(HfSi)、镱硅化物(YbSi)、钴硅化物(CoSi)、TiSi、TaSi、HfSi、HfC、TiC以及TaC。

12.根据权利要求10所述的方法，还包含于实施该沉积制程以沉积该金属硅化物材枓之前，在该层绝缘材料之上形成由金属组成的至少一层。

13.一种形成第一与第二晶体管用替换栅极结构的方法，其包含：

在半导体衬底之上形成第一与第二牺牲栅极结构，各该第一与第二牺牲栅极结构包含至少一牺牲栅极电极；

实施至少一第一蚀刻程用以从各该第一与第二牺牲栅极结构移除至少该牺牲栅极电极结构从而界定第一栅极凹口与第二栅极凹口；

在该第一与第二栅极凹口中形成栅极绝缘层；

在该栅极绝缘层之上该第一与第二栅极凹口中实施第一沉积制程以沉积第一介金属化合物材料；

实施至少一第二蚀刻程以移除该第一介金属化合物材料位于该第二栅极凹口的部分；

在该第一介金属化合物材料之上和该第二栅极凹口中实施第二沉积制程以沉积第二介金属化合物，其中该第一介金属化合物材料与该第二介金属化合物材料为不同材料；以及

实施至少一制程操作以移除该第一与第二介金属化合物材料位于该第一与第二栅极凹口外侧的部分。

14.根据权利要求13所述的方法，其中在该第一与第二栅极凹口中形成该栅极绝缘层包含在第一与第二凹口中成高k绝缘材料层。

15.根据权利要求13所述的方法，其中该第一晶体管是PMOS晶体管以及该第二晶体管是NMOS晶体管。