半导体器件和制造方法技术

本发明专利技术涉及形成配置为改进邻近的栅极结构之间的介电填充的侧壁间隔件的方法。在一些实施例中，该方法可以通过在第一栅极结构上方和第二栅极结构上方沉积侧壁间隔件材料来实施。对侧壁间隔件材料实施第一蚀刻工艺以形成围绕第一栅极结构的第一中间侧壁间隔件并且形成围绕第二栅极结构的第二侧壁间隔件。在衬底上方形成掩模材料。第一中间侧壁间隔件的一部分从掩模材料向外突出，而第二侧壁间隔件由掩模材料完全覆盖。之后，对第一中间侧壁间隔件的从掩模材料向外突出的一部分实施第二蚀刻工艺以形成凹进至第一栅极结构的最上表面之下的第一侧壁间隔件。本发明专利技术的实施例还涉及半导体器件及其制造方法。

【技术实现步骤摘要】
半导体器件和制造方法
本专利技术的实施例涉及半导体器件及其制造方法。
技术介绍
为了改进集成芯片的功能，半导体工业不断增加集成芯片上的晶体管的数量。为了在集成芯片上实现更大数量的晶体管，在不显著增加集成芯片的尺寸的情况下，半导体工业也必须不断地减小集成芯片组件的最小部件尺寸。例如，晶体管的最小栅极宽度已经从20世纪80年代的数十微米减小至数十纳米的先进技术节点(例如，22nm节点、16nm节点等)。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供了一种形成集成芯片的方法，包括：在衬底上方形成第一栅极结构和第二栅极结构；在所述第一栅极结构上方和所述第二栅极结构上方形成侧壁间隔件材料；对所述侧壁间隔件材料实施第一蚀刻工艺以形成围绕所述第一栅极结构的第一中间侧壁间隔件并且形成围绕所述第二栅极结构的第二侧壁间隔件；在所述衬底上方形成掩模材料，其中，所述第一中间侧壁间隔件的一部分从所述掩模材料向外突出并且所述第二侧壁间隔件由所述掩模材料完全覆盖；以及对所述第一中间侧壁间隔件的从所述掩模材料向外突出的一部分实施第二蚀刻工艺以形成凹进至所述第一栅极结构的第一最上表面之下的第一侧壁间隔件。本专利技术的另一实施例提供了一种形成集成芯片的方法，包括：在衬底上方的第一多个栅极结构上方和第二多个栅极结构上方沉积侧壁间隔件材料；对所述侧壁间隔件材料实施第一蚀刻工艺以形成围绕所述第一多个栅极结构的第一中间侧壁间隔件并且形成围绕所述第二多个栅极结构的第二侧壁间隔件；在所述衬底上方形成光刻胶层，其中，所述光刻胶层具有位于所述第一中间侧壁间隔件的顶部之下并且位于所述第二侧壁间隔件的顶部之上的上表面；以及利用位于所述衬底上方的所述光刻胶层，实施第二蚀刻工艺，以去除所述第一中间侧壁间隔件的一部分并且形成凹进至所述第一多个栅极结构的最上表面之下的第一侧壁间隔件。本专利技术的又一实施例提供了一种集成芯片，包括：第一栅极结构，位于衬底上方并且在所述衬底和所述第一栅极结构的第一最上表面之间具有第一高度；第二栅极结构，位于所述衬底上方并且在所述衬底和所述第二栅极结构的第二最上表面之间具有第二高度，其中，所述第二高度小于所述第一高度；第一侧壁间隔件，围绕所述第一栅极结构并且凹进至所述第一最上表面之下；第二侧壁间隔件，围绕所述第二栅极结构并且具有与所述第一侧壁间隔件的最外侧壁分隔开的最外侧壁；以及其中，所述第一侧壁间隔件的顶部沿着所述第一最上表面和所述第二最上表面之间的水平面布置。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专利技术的各个方面。应该指出，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。图1示出了具有配置为改进邻近的栅极结构之间的介电填充的侧壁间隔件的集成芯片的一些实施例的截面图。图2示出了具有配置为改进邻近的栅极结构之间的介电填充的侧壁间隔件的集成芯片的一些额外的实施例的截面图。图3A至图3B示出了具有配置为改进邻近的栅极结构之间的介电填充的侧壁间隔件的集成芯片的一些额外的实施例。图4至图10示出了示出形成具有配置为改进邻近的栅极结构之间的介电填充的侧壁间隔件的集成芯片的方法的一些实施例的截面图。图11示出了形成具有配置为改进邻近的栅极结构之间的介电填充的侧壁间隔件的集成芯片的方法的一些实施例的流程图。具体实施方式以下公开内容提供了许多用于实现所提供主题的不同特征的不同实施例或实例。下面描述了组件和布置的具体实例以简化本专利技术。当然，这些仅仅是实例，而不旨在限制本专利技术。例如，以下描述中，在第二部件上方或者上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件直接接触形成的实施例，并且也可以包括在第一部件和第二部件之间可以形成额外的部件，从而使得第一部件和第二部件可以不直接接触的实施例。此外，本专利技术可在各个实施例中重复参考标号和/或字符。该重复是为了简单和清楚的目的，并且其本身不指示所讨论的各个实施例和/或配置之间的关系。而且，为便于描述，在此可以使用诸如“在…之下”、“在…下方”、“下部”、“在…之上”、“上部”等空间相对术语，以描述如图所示的一个元件或部件与另一个(或另一些)原件或部件的关系。除了图中所示的方位外，空间相对术语旨在包括器件在使用或操作中的不同方位。装置可以以其他方式定向(旋转90度或在其他方位上)，而本文使用的空间相对描述符可以同样地作出相应的解释。近年来，集成芯片最小部件尺寸的持续减小使得许多半导体制造工艺变得更加困难。例如，随着最小栅极间距的减小，也减小了邻近的栅极结构之间的间隔。在许多现代集成芯片中，邻近的栅极结构之间的间隔已经减小，使得其小于栅极结构的高度，在邻近的栅极结构之间产生高高宽比沟槽。高高宽比沟槽难以在介电材料中不产生缺陷(例如，空隙)的情况下用介电材料填充。这种缺陷可能对集成芯片具有不利影响。例如，为了在源极/漏极区域上形成导电接触件，蚀刻邻近的栅极结构之间的介电材料以形成接触孔，并且在接触孔内形成导电材料。然而，如果在介电材料中存在空隙，则空隙可能在导电接触件的形成期间用导电材料填充。如果该空隙填充有导电材料，则导电材料和周围的栅极结构之间的距离减小。减小导电材料和周围的栅极结构之间的距离减小了导电材料和栅极结构之间的介电材料的厚度，并且因此可能导致更高速率的时间依赖性介电击穿(TDDB)和器件故障。在各个实施例中，本专利技术涉及形成配置为改进邻近的栅极结构之间的介电填充的侧壁间隔件的方法和相关装置。在一些实施例中，该方法包括在第一和第二多个栅极结构上方沉积侧壁间隔件材料。对侧壁间隔件材料实施第一蚀刻工艺以形成围绕第一多个栅极结构的第一多个中间侧壁间隔件和围绕第二多个栅极结构的第二多个侧壁间隔件。在衬底上方形成掩模材料。第一多个中间侧壁间隔件的一部分从掩模材料向外突出，而第二多个侧壁间隔件由掩蔽材料完全覆盖。之后，对从掩模材料向外突出的第一多个中间侧壁间隔件的一部分实施第二蚀刻工艺以形成凹进至第一多个栅极结构的最上表面之下的第一多个侧壁间隔件。使第一多个侧壁间隔件凹进至第一多个栅极结构的最上表面之下使得更容易在第一多个栅极结构的邻近的栅极结构之间形成介电材料，而不会在介电材料中形成缺陷。图1示出了具有配置为改进邻近的栅极结构之间的介电填充的侧壁间隔件的集成芯片100的一些实施例的截面图。集成芯片100包括布置在衬底102上方的第一多个栅极结构104和第二多个栅极结构110。第一多个栅极结构104具有在衬底102和第一多个栅极结构104的最上表面104u之间延伸的第一高度108。第二多个栅极结构具有在衬底102和第二多个栅极结构110的最上表面110u之间延伸的第二高度114。第二高度114小于第一高度108。因为第二高度114小于第一高度108，因此与第一多个栅极结构104的最上表面104u相比，第二多个栅极结构110的最上表面110u通过更小的距离与衬底102分隔开。第一多个栅极结构104由第一多个侧壁间隔件106围绕，第一多个侧壁间隔件106具有彼此横向分隔开的最外侧壁。在一些实施例中，第一多个侧壁间隔件106接触第一多个栅极结构的侧壁。第一多个侧壁间隔件106沿着第一多个栅极结构104的侧面延伸至在第一多个栅极结构104的最上表面104u之下凹进第一距离124的高本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种形成集成芯片的方法，包括：在衬底上方形成第一栅极结构和第二栅极结构；在所述第一栅极结构上方和所述第二栅极结构上方形成侧壁间隔件材料；对所述侧壁间隔件材料实施第一蚀刻工艺以形成围绕所述第一栅极结构的第一中间侧壁间隔件并且形成围绕所述第二栅极结构的第二侧壁间隔件；在所述衬底上方形成掩模材料，其中，所述第一中间侧壁间隔件的一部分从所述掩模材料向外突出并且所述第二侧壁间隔件由所述掩模材料完全覆盖；以及对所述第一中间侧壁间隔件的从所述掩模材料向外突出的一部分实施第二蚀刻工艺以形成凹进至所述第一栅极结构的第一最上表面之下的第一侧壁间隔件。

【技术特征摘要】
2017.08.01 US 62/539,601;2017.09.01 US 15/694,3931.一种形成集成芯片的方法，包括：在衬底上方形成第一栅极结构和第二栅极结构；在所述第一栅极结构上方和所述第二栅极结构上方形成侧壁间隔件材料；对所述侧壁间隔件材料实施第一蚀刻工艺以形成围绕所述第一栅极结构的第一中间侧壁间隔件并且形成围绕所述第二栅极结构的第二侧壁间隔件；在所述衬底上方形成掩模材料，其中，所述第一中间侧壁间隔件的一部分从所述掩模材料向外突出并且所述第二侧壁间隔件由所述掩模材料完全覆盖；以及对所述第一中间侧壁间隔件的从所述掩模材料向外突出的一部分实施第二蚀刻工艺以形成凹进至所述第一栅极结构的第一最上表面之下的第一侧壁间隔件。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一侧壁间隔件的顶部沿着所述第一最上表面和所述第二栅极结构的第二最上表面之间的水平面布置。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一侧壁间隔件具有与所述第二侧壁间隔件的第二截面轮廓不同的形状和尺寸的第一截面轮廓。4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一侧壁间隔件具有第一下部区域和第一上部区域，所述第一上部区域具有第一成角度的侧壁，所述第一成角度的侧壁使得所述第一侧壁间隔件的宽度单调递减；以及其中，所述第二侧壁间隔件具有第二下部区域和第二上部区域，所述第二上部区域具有第二成角度的侧壁，所述第二成角度的侧壁使得所述第二侧壁间隔件的宽度单调递减。5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述第一侧壁间隔件具有在所述第一下部区域和所述第一上部区域之间延伸的凸缘。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：林舜宽，谢佳达，黄成铭，何企伟，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71