半导体装置结构及其制造方法制造方法及图纸

提供了一种半导体装置结构及其制造方法。此半导体装置结构包括：基板；多个侧壁间隔物，位于基板上；栅极结构，位于基板上，且位于上述多个侧壁间隔物之间，其中栅极结构包括：栅极介电层，顺应性位于上述多个侧壁间隔物的侧表面上以及位于上述多个侧壁间隔物之间的基板上；功函数层，顺应性位于栅极介电层上；金属电极，位于功函数层上；及氮化物层，覆盖功函数层及/或金属电极；以及多个源极/漏极区，位于栅极结构的相对侧的基板中。

Semiconductor Device Structure and Manufacturing Method

A semiconductor device structure and its manufacturing method are provided. The semiconductor device structure includes: a substrate; a plurality of side wall spacers, located on the substrate; a gate structure, located on the substrate and between the plurality of side wall spacers, wherein the gate structure includes a gate dielectric layer, a compliance layer on the side surface of the plurality of side wall spacers and a work function layer on the substrate between the plurality of side wall spacers, and a compliance layer. Located on the dielectric layer of the gate; metal electrode, located on the work function layer; and nitride layer, covering the work function layer and/or metal electrode; and multiple source/drain regions, located in the opposite side of the grid structure of the substrate.

【技术实现步骤摘要】
半导体装置结构及其制造方法
本专利技术的一些实施例系有关于半导体装置结构及其制造方法，且特别系有关于一种具有栅极结构的半导体装置结构及其制造方法。
技术介绍
半导体积体电路(IC)工业已经历快速成长。积体电路材料与设计上的技术演进已开创积体电路的世代。每一世代相较于前一世代，具有更小且更复杂的电路。在积体电路的演变过程中，通常功能性密度(即，每晶片面积所具有的内连元件数)已随着几何尺寸(即，使用工艺所能制作的最小元件尺寸(或线宽))的缩减而增加。此缩小化工艺一般借着增加制作效率及降低相关成本而获益。然而，这些演进已增加处理与制造积体电路的复杂度。由于特征尺寸(featuresize)持续缩减，工艺亦持续变得更难以进行。因此，为了形成具有越来越小的可靠半导体元件，正面临着挑战。
技术实现思路
本专利技术的一些实施例提供一种半导体装置结构，包括：基板；多个侧壁间隔物，位于基板上；栅极结构，位于基板上，且位于上述多个侧壁间隔物之间，其中栅极结构包括：栅极介电层，顺应性位于上述多个侧壁间隔物的侧表面上以及位于上述多个侧壁间隔物之间的基板上；功函数层，顺应性位于栅极介电层上；金属电极，位于功函数层上；及氮化物层，覆盖功函数层及/或金属电极；以及多个源极/漏极区，位于栅极结构的相对侧的基板中。本专利技术的一些实施例更提供一种半导体装置结构的制造方法，包括：提供基板；形成多个侧壁间隔物于基板上；形成栅极结构于基板上，其中栅极结构位于上述多个侧壁间隔物之间，且栅极结构包括：栅极介电层，顺应性位于上述多个侧壁间隔物的侧表面上以及位于上述多个侧壁间隔物之间的基板上；功函数层，顺应性位于栅极介电层上；及金属电极，位于功函数层上；以及进行氮化步骤，将金属电极的顶部氮化为第一氮化物层。为让本专利技术的一些实施例的特征、和优点能更明显易懂，下文特举出一些实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。附图说明图1A-1H系本专利技术一些实施例的半导体装置结构在其制造方法中各阶段的剖面图。图2系根据本专利技术另一些实施例的半导体装置结构的剖面图。图3系根据本专利技术另一些实施例的半导体装置结构的剖面图。其中，附图标记说明如下：100半导体基板；102虚置栅极结构；104虚置栅极介电层；106虚置栅极电极；108侧壁间隔物；110源极/漏极区；112蚀刻停止材料层；114介电材料层；116蚀刻停止层；118介电层；120凹口；122侧表面；124顶表面；126栅极介电材料层；128功函数材料层；130金属材料层；132栅极结构；134A栅极介电层；136A功函数层；136B功函数层；138A金属电极；138B金属电极；140第一氮化物层；142第二氮化物层；144氮化物层；146层间介电层；200半导体基板；208侧壁间隔物；210源极/漏极区；216蚀刻停止层；218介电层；222侧表面；224顶表面；232栅极结构；234A栅极介电层；236B功函数层；238B金属电极；240第一氮化物层；242第二氮化物层；244氮化物层；246层间介电层；248鳍结构；300半导体基板；308侧壁间隔物；310源极/漏极区；316蚀刻停止层；318介电层；322侧表面；324顶表面；332栅极结构；334A栅极介电层；336B功函数层；338B金属电极；340第一氮化物层；342第二氮化物层；344氮化物层；346层间介电层；1000半导体装置结构；2000半导体装置结构；3000半导体装置结构。具体实施方式以下针对本专利技术一些实施例的半导体装置结构及其制造方法作详细说明。应了解的是，以下的叙述提供许多不同的实施例或例子，用以实施本专利技术一些实施例的不同样态。以下所述特定的元件及排列方式仅为简单清楚描述本专利技术一些实施例。当然，这些仅用以举例而非本专利技术的限定。此外，在不同实施例中可能使用重复的标号或标示。这些重复仅为了简单清楚地叙述本专利技术一些实施例，不代表所讨论的不同实施例及/或结构之间具有任何关连性。再者，当述及一第一材料层位于一第二材料层上或之上时，包括第一材料层与第二材料层直接接触的情形。或者，亦可能间隔有一或更多其它材料层的情形，在此情形中，第一材料层与第二材料层之间可能不直接接触。此外，实施例中可能使用相对性的用语，例如“较低”或“底部”及“较高”或“顶部”，以描述图式的一个元件对于另一元件的相对关系。能理解的是，如果将图式的装置翻转使其上下颠倒，则所叙述在“较低”侧的元件将会成为在“较高”侧的元件。除非另外定义，在此使用的全部用语(包括技术及科学用语)具有与此篇专利技术所述
的技术人员所通常理解的相同涵义。能理解的是，这些用语，例如在通常使用的字典中定义的用语，应被解读成具有与相关技术及本专利技术的背景或上下文一致的意思，而不应以一理想化或过度正式的方式解读，除非在本专利技术的一些实施例有特别定义。本专利技术一些实施例可配合图式一并理解，本专利技术的一些实施例的图式亦被视为专利技术说明的一部分。需了解的是，本专利技术的一些实施例的图式并未以实际装置及元件的比例绘示。在图式中可能夸大实施例的形状与厚度以便清楚表现出本专利技术的一些实施例的特征。此外，图式中的结构及装置系以示意的方式绘示，以便清楚表现出本专利技术的一些实施例的特征。值得注意的是，在后文中“基板”一词可包括半导体晶片上已形成的元件与覆盖在晶片上的各种膜层，其上方可以已形成任何所需的半导体元件，不过此处为了简化图式，仅以平整的基板表示之。此外，“基板表面”系包括半导体晶片上最上方且暴露的膜层，例如一硅表面、一绝缘层及/或金属线。参见图1A，根据本专利技术一些实施例，提供半导体基板100。在一些实施例中，半导体基板100为块材半导体基板(bulksemiconductorsubstrate)。块材半导体基板可为半导体晶片，例如硅晶片。在一些实施例中，半导体基板100包括元素半导体材料(例如，硅)或其它元素半导体材料，例如锗。在一些其它实施例中，半导体基板100包括化合物半导体。化合物半导体可包括砷化镓、碳化硅、砷化铟、磷化铟、其它适合的化合物半导体、或前述的组合。在一些实施例中，半导体基板100为绝缘层上覆半导体(semiconductor-on-insulator，SOI)基板。绝缘层上覆半导体基板可借着使用氧植入分离(separationbyimplantationofoxygen，SIMOX)工艺、晶片接合工艺、其它可应用方法、或前述的组合而制作。在一些实施例中，半导体基板100包括各种掺杂区(未显示)，其取决于半导体元件的设计需求。掺杂区例如包括p型井(p-typewells)及/或n型井(n-typewells)。在一些实施例中，掺杂区掺杂有p型掺质。例如，掺杂区掺杂有硼或BF2。在一些实施例中，掺杂区掺杂有n型掺质。例如，掺杂区掺杂有磷或砷。在一些实施例中，一些掺杂区为p型掺杂，而其它掺杂区为n型掺杂。如图1A所示，根据一些实施例，于半导体基板100上形成一或更多虚置栅极结构(dummygatestructures)。例如，形成了虚置栅极结构102。根据一些实施例，如图1A所示，虚置栅极结构102包括设于半导体基板100上的虚置栅极介电层104及设于虚置栅极介电层104上的虚置栅极电极106。在本专利技术一些实施例中，相对性的用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体装置结构，包括：一基板；多个侧壁间隔物，位于该基板上；一栅极结构，位于该基板上，且位于所述多个侧壁间隔物之间，其中该栅极结构包括：一栅极介电层，顺应性位于所述多个侧壁间隔物的侧表面上以及位于所述多个侧壁间隔物之间的该基板上；一功函数层，顺应性位于该栅极介电层上；一金属电极，位于该功函数层上；及一氮化物层，覆盖该功函数层及/或该金属电极；以及多个源极/漏极区，位于该栅极结构的相对侧的该基板中。

【技术特征摘要】
1.一种半导体装置结构，包括：一基板；多个侧壁间隔物，位于该基板上；一栅极结构，位于该基板上，且位于所述多个侧壁间隔物之间，其中该栅极结构包括：一栅极介电层，顺应性位于所述多个侧壁间隔物的侧表面上以及位于所述多个侧壁间隔物之间的该基板上；一功函数层，顺应性位于该栅极介电层上；一金属电极，位于该功函数层上；及一氮化物层，覆盖该功函数层及/或该金属电极；以及多个源极/漏极区，位于该栅极结构的相对侧的该基板中。2.根据权利要求1所述的半导体装置结构，其中该氮化物层的材料包括金属氮化物或金属氮碳化物。3.根据权利要求1所述的半导体装置结构，其中该氮化物层包括：一第一氮化物层，位于该金属电极上；及一第二氮化物层，位于该功函数层上，其中该第一氮化物层与该第二氮化物层的材料不同。4.根据权利要求1所述的半导体装置结构，其中该氮化物层包括：一第一氮化物层，位于该金属电极上；及一第二氮化物层，位于该功函数层上，其中该第一氮化物层与该第二氮化物层的材料相同。5.根据权利要求1所述的半导体装置结构，其中该氮化物层接触该栅极介电层。6.根据权利要求1所述的半导体装置结构，其中该氮化物层与所述多个侧壁间隔...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄钲谦，江宗育，
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