本发明专利技术涉及用于改善FINFET效能的栅极裙氧化及其制造方法，提供一种用于控制在FinFET装置内的栅极长度以提高功率效能的方法以及所产生的装置。数个具体实施例包括：形成在多个鳍片上方延伸的垂直栅极；沉积各自的氧化物层于该垂直栅极与该多个鳍片的各自的交叉点处形成的多个裙区上方；以及氧化各个氧化物层以形成多个氧化栅极裙。
【技术实现步骤摘要】
用于改善FINFET效能的栅极裙氧化及其制造方法
本揭示内容涉及鳍式场效应晶体管(FinFET)装置及其制造。特别是，本揭示内容涉及用于增加FinFET效能的氧化栅极裙。
技术介绍
晶体管的尺寸已持续被缩小以提高效能及减少耗电量。这已导致出现更有效率的可缩放电子装置及增加的用户经验。不过，小型化也已增加制造装置的复杂度。FinFET及其他多栅极装置的制造商所面对的挑战之一是最大化功率效能。可惜，装置缩放及制程可能引进最小化交流电(AC)效能的缺陷。例如，金属栅极在鳍片上方垂直延伸的长度在蚀刻期间可能无意中延伸。栅极的延伸长度导致栅极电容增加而限制交流电效能。因此，亟须一种有受控栅极长度用以提高功率效能的FinFET装置及其制造方法。
技术实现思路
本揭示内容的一方面为一种有增加功率效能的FinFET装置。本揭示内容的另一方面为一种用间隔件的第一及第二氧化部分及该间隔件形成邻接于栅极的低介电部分来控制栅极长度在FinFET内的方法。本揭示内容的附加方面及其他特征会在以下说明中提出以及部分在本领域技术人员审查以下内容或学习本揭示内容的实施后会明白。按照随附权利要求书的特别提示，可实现及得到本揭示内容的优点。根据本揭示内容，有些技术效果部分可用一种方法达成，其包括：形成在多个鳍片上方延伸的垂直栅极；沉积各自的氧化物层于该垂直栅极与该多个鳍片的各自的交叉点处形成的多个裙区上方；以及氧化各个氧化物层以形成多个氧化栅极裙。本揭示内容的数个方面包括：形成沿着该垂直栅极的各侧且邻接该多个氧化栅极裙的间隔件，其中该间隔件的有效面积包括该多个氧化栅极裙的各自的面积。数个其他方面包括该间隔件，其包括非晶硅(a-Si)、氧碳氮化硅(siliconoxycarbonitride,SiOCN)或碳氮化硅硼(silicoboroncarbonitride,SiBCN)。另一方面包括：用原子层沉积(ALD)或等离子体增强式ALD沉积该各个氧化物层。数个附加方面包括：用以下方式氧化各氧化物层：施加前驱物至该多个裙区用于与各个相应氧化物层反应，其中该前驱物包括：(N,N-二甲胺基)三甲基硅烷，(CH3)3SiN(CH3)2，乙烯基三甲氧基硅烷，三乙烯甲氧基硅烷(CH21/4CH)3SiOCH3)，四(二甲胺基)硅烷Si(N(CH3)2)4，三(二甲胺基)硅烷(TDMAS)SiH(N(CH3)2)3，CH21/4CHSi(OCH3)3，以氧等离子体作为反应物的二异丙基胺基硅烷(DIPAS)，和以臭氧作为反应物的双(乙基-甲基-氨基)硅烷(BEMAS)。数个其他方面包括该反应是在一反应室内在室温至600℃的温度发生且各个相应氧化物层暴露于一系列的前驱物持续20秒至4小时。数个附加方面包括：该反应室以10瓦特至100瓦特的功率位准运作。数个其他方面包括：该反应室以0毫托(mTorr)至1毫托的开阀压力运作。另一方面包括：形成由二氧化硅(SiO2)、氮氧化硅(SiON)或二氧化钛(TiO2)组成的该氧化物层。数个附加方面包括：形成与该多个鳍片垂直的该垂直栅极，其中该垂直栅极包括a-Si、硅锗(SiGe)或外延硅。本揭示内容的另一方面为一种装置，其包括：多个鳍片，形成于衬底内；垂直栅极，经形成为在该多个鳍片上方垂直地延伸；以及多个氧化栅极裙，经形成为填入在该垂直栅极与该多个鳍片的交叉点处形成的相应裙区。该装置的数个方面包括：间隔件，经形成为沿着该垂直栅极的各侧且邻接该多个氧化栅极裙，其中该间隔件的有效面积包括该多个氧化栅极裙的各自面积。另一方面包括：由a-Si、SiOCN或SiBCN形成的该间隔件。其他方面包括：沉积于该相应裙区中的各者上方的多个氧化物层。另一方面包括：用ALD或等离子体增强式ALD沉积的该氧化物层。另一方面包括该氧化物层，其包括SiO2、SiON或TiO2。其他方面包括：垂直于该多个鳍片的该垂直栅极，且其中该垂直栅极包括a-Si、SiGe或外延硅。本揭示内容的另一方面为一种装置，包括：间隔件的第一及第二氧化部分，形成于栅极的第一及第二裙区上方；以及该间隔件的低介电部分，经形成为邻接该栅极和该间隔件的该第一及第二氧化部分，其中该第一及第二裙区形成在该栅极与各自的第一及第二鳍片的各自的交叉点处。本揭示内容的数个方面包括：形成该间隔件中由SiO2、SiON或TiO2组成的该第一及第二氧化部分。另一方面包括：形成该间隔件中由a-Si、SiOCN或SiBCN组成的该低介电部分。本领域技术人员由以下详细说明可明白本揭示内容的其他方面及技术效果，其中仅以预期可实现本揭示内容的最佳模式举例描述本揭示内容的具体实施例。应了解，本揭示内容能够做出其他及不同的具体实施例，以及在各种明显的方面，能够修改数个细节而不脱离本揭示内容。因此，附图及说明内容本质上应被视为图解说明用而不是用来限定。附图说明在此用附图举例说明而不是限定本揭示内容，图中类似的组件用相同的附图标记表示，且其中：图1A及图1B的俯视图根据数个示范具体实施例示意图示有多个裙区的FinFET；图1C及图1D的俯视图根据数个示范具体实施例示意图示有用于填入多个裙区的多个氧化裙的FinFET；以及图1E的立体图根据一示范具体实施例示意图示有用于填入多个裙区的多个氧化裙的FinFET横截面。主要附图标记说明100FinFET装置、装置101a-101c(金属)栅极102部分103、103a-103c鳍片104、106方向105栅极裙区、金属化栅极裙区、裙区105a、105b栅极裙区108乙二醇层109部分111a、111b间隔件区、区域115氧化裙、氧化栅极裙115a、115b氧化裙117a、117b间隔件119直线121氧化物层123衬底。具体实施方式为了解释，在以下的说明中，提出许多特定细节供彻底了解示范具体实施例。不过，显然在没有该特定细节下或用等效配置仍可实施示范具体实施例。在其他情况下，众所周知的结构及装置用方块图图标以免不必要地混淆示范具体实施例。此外，除非另有说明，在本专利说明书及权利要求书中表示成分、反应条件等等的数量、比例及数值性质的所有数字应被理解为在所有情况下可用措辞“约”来修饰。本揭示内容针对且解决FinFET装置内出现延伸栅极长度的问题，例如栅极裙。和直边角落相反，栅极裙是指在装置的金属栅极与一或多个鳍片的交叉点(角落)附近形成裙状突出物或凸部的物理特性。当出现栅极裙时，栅极的有效长度增加，这也导致栅极电容增加且限制交流电效能。栅极裙通常在栅极反应性离子蚀刻(RIE)制程期间形成，在此离子局限于角落会产生RX孔洞(FIN通道的非所欲蚀刻)。若置之不理，栅极裙使装置的预期运作及/或效能偏离预定设计规格。例如，当沉积金属于鳍片上方以形成栅极时，裙区也金属化，从而增加金属栅极在鳍片上方的有效长度以与栅极的有效电容。偏离的栅极长度(例如，每纳米小到3％)也使从源极越过栅极到漏极的AC电路效能恶化。可惜，减少栅极裙对半导体制造商而言是挑战，特别是在多晶硅蚀刻期间。蚀刻需要按照规格来形成及/或图案化鳍片或栅极，包括企图移除栅极裙。不过，栅极裙的过度蚀刻可能引进主动栅极或鳍片的主动区孔洞(RX孔洞)，同时蚀刻不足导致蚀刻材料的残余积累。栅极裙也可能在后续制造期间造成下游的严本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种方法，包含：形成在多个鳍片上方延伸的垂直栅极；各自沉积一氧化物层于该垂直栅极与该多个鳍片的各自的交叉点处形成的多个裙区的每一个上方；以及氧化各个氧化物层以形成多个氧化栅极裙。
【技术特征摘要】
2018.04.02 US 15/943,2721.一种方法，包含：形成在多个鳍片上方延伸的垂直栅极；各自沉积一氧化物层于该垂直栅极与该多个鳍片的各自的交叉点处形成的多个裙区的每一个上方；以及氧化各个氧化物层以形成多个氧化栅极裙。2.如权利要求1所述的方法，进一步包含：沿着该垂直栅极的各侧且以邻接该多个氧化栅极裙的方式形成间隔件，其中，该间隔件的有效面积包括该多个氧化栅极裙的各自的面积。3.如权利要求2所述的方法，包含：形成由非晶硅(a-Si)、氧碳氮化硅(SiOCN)或碳氮化硅硼(SiBCN)组成的该间隔件。4.如权利要求1所述的方法，包含：用原子层沉积(ALD)或等离子体增强式ALD沉积该各个氧化物层。5.如权利要求1所述的方法，其中，氧化各氧化物层进一步包含：施加前驱物至该多个裙区用于与各个各自的氧化物层反应，其中，该前驱物包括：(N,N-二甲胺基)三甲基硅烷，(CH3)3SiN(CH3)2，乙烯基三甲氧基硅烷，三乙烯甲氧基硅烷(CH21/4CH)3SiOCH3)，四(二甲胺基)硅烷Si(N(CH3)2)4，三(二甲胺基)硅烷(TDMAS)SiH(N(CH3)2)3，CH21/4CHSi(OCH3)3，以氧等离子体作为反应物的二异丙基胺基硅烷(DIPAS)，和以臭氧作为反应物的双(乙基-甲基-氨基)硅烷(BEMAS)。6.如权利要求5所述的方法，其中，该反应在反应室内在室温至600℃的温度发生且各个各自的氧化物层暴露于一系列的前驱物持续20秒至4小时。7.如权利要求6所述的方法，其中，该反应室以10瓦特至100瓦特的功率位准运作。8.如权利要求6所述的方法，其中，该反应室以0毫托(mTorr)至1毫托的开阀压力运作。9.如权利要求1所述的方法，包含：形成由二氧化硅(SiO2)、氮氧化硅(SiON)或二氧化钛(TiO2)组成的该...
【专利技术属性】
技术研发人员：高群，C·纳萨尔，S·克里夏纳穆尔特伊，都米葛·安东尼奥·费瑞尔·路毕，J·斯波勒，S·西迪基，B·鲍默特，A·扎因丁，刘金平，李泰正，L·潘蒂萨诺，H·拉扎尔，臧辉，
申请(专利权)人：格芯公司，
类型：发明
国别省市：开曼群岛,KY
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