具有用于无空隙金属前电介质层间隙填充的保形电介质膜的间隔件塑形器形成制造技术

技术编号:11146363 阅读:137 留言:0更新日期:2015-03-14 23:12
可通过以下操作来形成集成电路(100):从MOS晶体管栅极(114、132)的侧壁上的偏移间隔件移除源极/漏极间隔件;在所述MOS晶体管栅极的横向表面上形成触点蚀刻止挡层CESL间隔件层;回蚀所述CESL间隔件层以在所述MOS晶体管栅极的所述横向表面上形成具有为所述MOS晶体管栅极的1/4到3/4的高度的倾斜CESL间隔件(156);在所述倾斜CESL间隔件、所述MOS晶体管栅极及介入衬底上方形成CESL(164);及在所述CESL上方形成金属前电介质层(172)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及集成电路中的电介质层。
技术介绍
使用先进互补金属氧化物半导体(CMOS)技术节点特征及工艺制作的集成电路可具有悬伸于栅极侧壁间隔件上的金属硅化物及在紧密间隔开的栅极之间的高纵横比开口。在高纵横比开口中形成不具有空隙的金属前电介质(PMD)层可成问题。
技术实现思路
可通过以下操作来形成集成电路:从金属氧化物半导体(MOS)晶体管栅极的侧壁上的偏移间隔件移除源极/漏极间隔件;在所述MOS晶体管栅极的横向表面上形成触点蚀刻止挡层(CESL)间隔件层;回蚀所述CESL间隔件层以在所述MOS晶体管栅极的所述横向表面上形成具有为所述MOS晶体管栅极的1/4到3/4的高度的倾斜CESL间隔件;在所述倾斜CESL间隔件、所述MOS晶体管栅极及介入衬底上方形成CESL;及在所述CESL上方形成PMD层。附图说明图1A到1I为在连续制作阶段中描绘的实例性集成电路的横截面。图2A及2B为集成电路的横截面,其描绘用于形成CESL间隔件的替代过程序列。具体实施方式可通过以下操作来形成集成电路:从MOS晶体管栅极的侧壁上的偏移间隔件移除源极/漏极间隔件;在所述MOS晶体管栅极的横向表面上形成CESL间隔件层;回蚀所述CESL间隔件层以在所述MOS晶体管栅极的所述横向表面上形成具有为所述MOS晶体管栅极的1/4到3/4的高度的倾斜CESL间隔件;在所述倾斜CESL间隔件、所述MOS晶体管栅极及栅极之间的衬底上方形成CESL;及在所述CESL上方形成PMD层。所述CESL间隔件层可包含二氧化硅第一子层及氮化硅第二子层。或者,所述CESL间隔件层可实质上全部为二氧化硅。图1A到1I图解说明实例性集成电路的制作阶段。参考图1A,在半导体衬底102中及上形成集成电路100,半导体衬底102例如为单晶硅晶片、绝缘体上硅(SOI)晶片、具有不同晶体定向的区的混合定向技术(HOT)晶片或适于制作集成电路100的其它材料。集成电路100包含p沟道金属氧化物半导体(PMOS)晶体管区104及n沟道金属氧化物半导体(NMOS)晶体管区106。集成电路100可包含在衬底102的顶部表面处的场氧化物108以横向隔离集成电路100的组件。PMOS晶体管区104包含接近于彼此安置的多个PMOS栅极结构110。PMOS栅极结构110可为单个多指PMOS晶体管的栅极或可为例如在静态随机存取存储器(SRAM)单元中的NOR门中出现的单独晶体管的栅极。PMOS栅极结构110中的每一者可包含在衬底102的顶部表面处的栅极电介质层112、在栅极电介质层112上的(例如)多晶硅栅极114、在栅极114上的金属硅化物层116及在栅极114的横向表面上的二氧化硅及氮化硅栅极偏移间隔件118。在栅极偏移间隔件118的横向表面上形成氮化硅源极/漏极间隔件120。在衬底102中邻近于PMOS栅极结构110且部分重叠于PMOS栅极结构110下方而形成P型源极/漏极(PSD)区122。在衬底102的顶部表面处于PSD区122上方形成金属硅化物124。在衬底102的n型阱126中形成PMOS晶体管区104。对应地,NMOS晶体管区106包含接近于彼此安置的多个NMOS栅极结构128。NMOS栅极结构128可为单个多指NMOS晶体管的栅极或可为例如在NAND门中或在SRAM单元中出现的单独晶体管的栅极。NMOS栅极结构128中的每一者可包含在衬底102的顶部表面处的栅极电介质层130、在栅极电介质层130上的也为多晶硅的栅极132、在栅极132上的金属硅化物层134及在栅极132的横向表面上的二氧化硅及氮化硅栅极偏移间隔件136。在栅极偏移间隔件136的横向表面上形成氮化硅源极/漏极间隔件138。在衬底102中邻近于NMOS栅极结构128且部分重叠于NMOS栅极结构128下方而形成N型源极/漏极(NSD)区140。在衬底102的顶部表面处于NSD区140上方形成金属硅化物142。在衬底102的p型阱144中形成NMOS晶体管区106。在本实例的一个版本中,PMOS栅极结构110的栅极114可具有小于50纳米的栅极长度且以小于100纳米安置于PMOS栅极结构110的栅极114的邻近实例之间。类似地,NMOS栅极结构128的栅极132可具有小于50纳米的栅极长度且以小于100纳米安置于NMOS栅极结构128的栅极132的邻近实例之间。参考图1B,源极/漏极间隔件蚀刻过程移除图1A的PMOS晶体管区104的源极/漏极间隔件120及NMOS晶体管区106的源极/漏极间隔件138。举例来说,源极/漏极间隔件蚀刻过程可包含其中将集成电路100在140℃到170℃下暴露于磷酸水溶液146的湿蚀刻步骤,如图1B中所描绘。用于移除源极/漏极间隔件120及138的其它过程(例如使用氟及氧自由基的各向同性等离子蚀刻)在本实例的范围内。所述源极/漏极间隔件蚀刻过程并不完全移除PMOS晶体管区104的栅极偏移间隔件118及NMOS晶体管区106的栅极偏移间隔件136。参考图1C,在集成电路100的现有顶部表面上形成CESL间隔件层150的第一子层148。在本实例中,第一子层148可为二氧化硅。举例来说,第一子层148可使用次大气压化学气相沉积(SACVD)过程形成且在PMOS栅极结构110及NMOS栅极结构128上为实质上保形的。举例来说,第一子层148在PMOS晶体管区104的栅极偏移间隔件118及NMOS晶体管区106的栅极偏移间隔件136的横向表面上可为3纳米到7纳米厚。在第一子层148上形成CESL间隔件层150的第二子层152。在本实例的一个版本中,第二子层152可为氮化硅。第二子层152的氮化硅版本可通过使用硅烷及氨气的等离子增强化学气相沉积(PECVD)过程形成或可使用形成类似于原子层沉积(ALD)的多站循序沉积过程(例如诺发保形膜沉积(CFD)过程)形成。在本实例的另一版本中,第二子层152可为通过PECVD过程或通过多站循序沉积过程形成的碳化硅。举例来说,第二子层152在横向邻近于栅极偏移间隔件118及136处可为12纳米到17纳米厚。参考图1D,使用氟自由基及氧气的各向异性反应性离子蚀刻(RIE)过程154从PMOS栅极结构110及NMOS栅极结构128的顶部表面且从集成电路100的现有顶部表面的在PMOS栅极结构110与NMOS栅极结构128之间的部分移除图1C的CESL间隔件层150,从而在PMOS栅极结构110及NMOS栅极结构128的横向表面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种集成电路,其包括:半导体衬底;多个p沟道金属氧化物半导体PMOS栅极结构,其接近于彼此安置于所述半导体衬底上,所述PMOS栅极结构中的每一者包括:栅极电介质层,其安置于所述半导体衬底的顶部表面上;栅极,其安置于所述栅极电介质层上;金属硅化物,其安置于所述栅极上;及栅极偏移间隔件,其安置于所述栅极的横向表面上;多个n沟道金属氧化物半导体NMOS栅极结构,其接近于彼此安置于所述半导体衬底上,所述NMOS栅极结构中的每一者包括:栅极电介质层,其安置于所述半导体衬底的顶部表面上;栅极,其安置于所述栅极电介质层上;金属硅化物,其安置于所述栅极上;及栅极偏移间隔件,其安置于所述栅极的横向表面上;倾斜触点蚀刻止挡层CESL间隔件,其安置于所述PMOS栅极结构的所述栅极偏移间隔件的横向表面上及所述NMOS栅极结构的所述栅极偏移间隔件的横向表面上,所述倾斜CESL间隔件具有为所述PMOS栅极结构及所述NMOS栅极结构的高度的1/4到3/4的高度;CESL,其安置于所述PMOS栅极结构及所述PMOS栅极结构的所述栅极偏移间隔件的所述横向表面上的所述倾斜CESL间隔件上方,所述CESL包括氮化硅,所述CESL无在所述PMOS栅极结构之间的凹角表面轮廓;及金属前电介质PMD层,其安置于所述CESL上方。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.07.19 US 61/673,645;2013.05.31 US 13/906,5001.一种集成电路,其包括:
半导体衬底;
多个p沟道金属氧化物半导体PMOS栅极结构,其接近于彼此安置于所述半导体衬
底上,所述PMOS栅极结构中的每一者包括:
栅极电介质层,其安置于所述半导体衬底的顶部表面上;
栅极,其安置于所述栅极电介质层上;
金属硅化物,其安置于所述栅极上;及
栅极偏移间隔件,其安置于所述栅极的横向表面上;
多个n沟道金属氧化物半导体NMOS栅极结构,其接近于彼此安置于所述半导体衬
底上,所述NMOS栅极结构中的每一者包括:
栅极电介质层,其安置于所述半导体衬底的顶部表面上;
栅极,其安置于所述栅极电介质层上;
金属硅化物,其安置于所述栅极上;及
栅极偏移间隔件,其安置于所述栅极的横向表面上;
倾斜触点蚀刻止挡层CESL间隔件,其安置于所述PMOS栅极结构的所述栅极偏移
间隔件的横向表面上及所述NMOS栅极结构的所述栅极偏移间隔件的横向表面上,所述
倾斜CESL间隔件具有为所述PMOS栅极结构及所述NMOS栅极结构的高度的1/4到
3/4的高度;
CESL,其安置于所述PMOS栅极结构及所述PMOS栅极结构的所述栅极偏移间隔
件的所述横向表面上的所述倾斜CESL间隔件上方,所述CESL包括氮化硅,所述CESL
无在所述PMOS栅极结构之间的凹角表面轮廓;及
金属前电介质PMD层,其安置于所述CESL上方。
2.根据权利要求1所述的集成电路,其中所述倾斜CESL间隔件包括:二氧化硅
第一子层,其邻接所述PMOS栅极结构的所述栅极偏移间隔件及所述NMOS栅极结构
的所述栅极偏移间隔件;及氮化硅第二子层,其安置于所述第一子层上。
3.根据权利要求2所述的集成电路,其中所述第一子层具有3纳米到7纳米的厚

\t度;且所述第二子层具有12纳米到17纳米的厚度。
4.根据权利要求1所述的集成电路,其中所述倾斜CESL间隔件包括邻接所述PMOS
栅极结构的所述栅极偏移间隔件及所述NMOS栅极结构的所述栅极偏移间隔件的二氧
化硅同质层。
5.根据权利要求4所述的集成电路,其中所述二氧化硅同质层具有15纳米到25
纳米的厚度。
6.根据权利要求1所述的集成电路,其中所述倾斜CESL间隔件在所述倾斜CESL
间隔件的底部处具有5纳米到15纳米的宽度。
7.根据权利要求1所述的集成电路,其中所述倾斜CESL间隔件在所述倾斜CESL
间隔件的底部处具有5纳米到15纳米的宽度。
8.根据权利要求1所述的集成电路,其中所述CESL也安置于所述NMOS栅极结
构及所述NMOS栅极结构的所述栅极偏移间隔件的所述横向表面上的所述倾斜CESL间
隔件上方,所述CESL无在所述NMOS栅极结构之间的凹角表面轮廓。
9.根据权利要求1所述的集成电路,其中所述CESL为第一CESL,且所述第一
CESL不安置于所述NMOS栅极结构上方,且所述集成电路进一步包括安置于所述
NMOS栅极结构及所述NMOS栅极结构的所述栅极偏移间隔件的所述横向表面上的所
述倾斜CESL间隔件上方的第二CESL,所述第二CESL无在所述NMOS栅极结构之间
的凹角表面轮廓。
10.一种形成集成电路的方法,其包括:
提供半导体衬底;
形成接近于彼此安置的多个PMOS栅极结构;
形成接近于彼此安置的多个NMOS栅极结构;
在所述PMOS栅极结构的栅极偏移间隔件的横向表面上形成源极/漏极间隔件;
在所述NMOS栅极结构的栅极偏移间隔件的横向表面上形成...

【专利技术属性】
技术研发人员:汤姆·LLL
申请(专利权)人:德州仪器公司
类型:发明
国别省市:美国;US

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