具有自对准接触结构的晶体管器件、电子装置及形成方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种具有自对准接触结构的晶体管器件的形成方法，包括以下步骤：在半导体基板上形成多个栅极结构，栅极结构包括栅极和形成于栅极相对侧壁上的侧壁间隔物；在栅极结构的上方沉积一层绝缘材料形成绝缘层；切割绝缘层以形成位于栅极结构上方的覆盖层；切割覆盖层以在半导体基板上方形成自对准接触元件，其中，覆盖层的宽度大于栅极结构的宽度，自对准接触元件通过覆盖层和侧壁间隔物与栅极结构电绝缘。因而避免了现有技术中侧壁间隔物上有金属残留物；最后形成的NMOS/PMOS栅极高度负载难以控制；凹陷栅极结构过程中使用的腔室门室难以维护(聚合物丰富)的问题。室门室难以维护(聚合物丰富)的问题。室门室难以维护(聚合物丰富)的问题。

【技术实现步骤摘要】
具有自对准接触结构的晶体管器件、电子装置及形成方法


[0001]本专利技术涉及半导体
，尤其涉及一种具有自对准接触结构的晶体管器件及其形成方法和包含该晶体管器件的电子装置。

技术介绍

[0002]半导体集成电路产业经历快速成长。集成电路设计与材料的科技发展生产了数世代的集成电路，其中每个世代具备比上个世代更小及更复杂的电路。在集成电路发展的进程中，几何尺寸逐渐缩小。
[0003]随着集成电路尺寸缩小，自对准接触结构与栅极之间距离变小，因此短路产生漏电流的机率增加。传统上制作具有自对准接触结构的晶体管器件时，在半导体衬底101上通过栅极抛光工艺形成栅极结构102后，需要对栅极结构进行凹陷操作；然后在凹陷后的栅极结构上沉积形成绝缘层103；之后进行抛光处理；最后在抛光后的栅极结构上通过切割形成自对准接触元件104。由此，形成图1所示的晶体管器件。通过这种方法生成的晶体管器件具有以下问题：
[0004]1、侧壁间隔物105上有金属栅极的残留物；
[0005]2、最后形成的NMOS/PMOS栅极高度负载难以控制；
[0006]一方面，由于金属栅极中金属材料和高K介质材料的蚀刻选择比，导致同个金属栅极中金属材料和高K介质材料的高度不一；另一方面，由于半导体衬底上设有栅极密集区(Dense)和稀疏区(Iso)，不同区域中金属材料和高K介质材料的体积比不同，导致不同金属栅极中同种材料的高度不一。如图2所示，栅极回蚀过程中出现三种不同的高度。
[0007]3、凹陷栅极结构过程中产生副产物(比如金属氟化物，Ti
x
F
y
或Ta
x
F
y
)，导致所使用的蚀刻腔室难以维护。
[0008]在蚀刻过程中，金属材料与蚀刻气体发生反应，所生成的副产物容易淀积在金属栅极上方，影响蚀刻效果；所生成的副产物容易淀积在蚀刻腔室内，影响蚀刻设备的使用。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的在于，提供一种具有自对准接触结构的晶体管器件的形成方法。
[0010]本专利技术所采用的技术方案是：构造一种具有自对准接触结构的晶体管器件的形成方法，包括以下步骤：
[0011]在半导体基板上形成多个栅极结构，所述栅极结构包括栅极和形成于栅极相对侧壁上的侧壁间隔物；
[0012]在所述栅极结构的上方沉积一层绝缘材料形成绝缘层；
[0013]切割所述绝缘层以形成位于所述栅极结构上方的覆盖层；
[0014]在所述半导体基板上方形成自对准接触元件，其中，所述覆盖层的宽度大于所述栅极结构的宽度，所述自对准接触元件通过所述覆盖层和所述侧壁间隔物与所述栅极结构电绝缘。
[0015]在本专利技术提供的具有自对准接触结构的晶体管器件的形成方法中，切割所述绝缘层以形成位于所述栅极结构上方的覆盖层的所述步骤包括：
[0016]在所述绝缘层上方形成光阻层；
[0017]通过蚀刻处理在所述光阻层形成一个或多个开口；
[0018]通过所述一个或多个开口切割所述绝缘层以形成所述覆盖层。
[0019]在本专利技术提供的具有自对准接触结构的晶体管器件的形成方法中，切割所述覆盖层以在所述半导体基板上方形成自对准接触元件的所述步骤包括：
[0020]在所述覆盖层上方淀积层间介质层；
[0021]在所述层间介质层上形成光阻层；
[0022]通过蚀刻处理在所述光阻层形成一个或多个开口；
[0023]通过所述一个或多个开口切割所述覆盖层以形成所述自对准接触元件。
[0024]根据本专利技术的另一方面，还提供一种具有自对准接触结构的晶体管器件，包括：
[0025]位于半导体基板上方的多个栅极结构，每个所述栅极结构包括栅极和和形成于栅极相对侧壁上的侧壁间隔物；
[0026]形成在所述栅极结构表面的覆盖层；以及
[0027]自对准接触元件，位于所述半导体基板上方，其中，所述覆盖层的宽度大于所述栅极结构的宽度，所述自对准接触元件通过所述覆盖层和所述侧壁间隔物与所述栅极结构电绝缘。
[0028]在本专利技术提供的具有自对准接触结构的晶体管器件中，所述侧壁间隔物包括侧墙和蚀刻阻挡层。
[0029]在本专利技术提供的具有自对准接触结构的晶体管器件中，所述侧墙为二氧化硅、氮化硅或其组合物。所述蚀刻阻挡层为氮化硅。
[0030]在本专利技术提供的具有自对准接触结构的晶体管器件中，所述栅极为金属栅极，包括高K材料层和金属层。
[0031]在本专利技术提供的具有自对准接触结构的晶体管器件中，所述覆盖层为氮化硅。
[0032]本专利技术的具有自对准接触结构的晶体管器件及其形成方法，具有以下有益效果：本专利技术在栅极结构上方沉积绝缘层，切割绝缘层形成宽度大于栅极结构的覆盖层，之后在切割覆盖层形成自对准接触元件，由此形成的自对准接触元件与栅极结构部分重叠并与通过覆盖层和侧壁间隔物与栅极结构电绝缘，因而避免了现有技术中侧壁间隔物上有金属残留物；最后形成的NMOS/PMOS栅极高度负载难以控制；凹陷栅极结构过程中使用的腔室门室难以维护(聚合物丰富)的问题。
附图说明
[0033]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图：
[0034]图1所示为现有技术形成的自对准接触结构的晶体管器件的剖面图；
[0035]图2所示为本专利技术一实施例提供的自对准接触结构的晶体管器件的形成方法的流
程图；
[0036]图3
‑
图9是根据发专利技术的具有自对准接触结构的形成方法的各阶段剖面示意图。
具体实施方式
[0037]以下公开许多不同的实施方法或是例子来实行本专利技术实施例的不同特征，以下描述具体的元件及其排列的实施例以阐述本专利技术实施例。当然这些实施例仅用以例示，且不该以此限定本专利技术实施例的范围。例如，在说明书中提到第一特征形成于第二特征之上，其包括第一特征与第二特征是直接接触的实施例，另外也包括于第一特征与第二特征之间另外有其他特征的实施例，亦即，第一特征与第二特征并非直接接触。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实施例，不代表所讨论的不同实施例及/或结构之间有特定的关系。
[0038]此外，其中可能用到与空间相关用词，例如“在
……
下方”、“下方”、“较低的”、“上方”、“较高的”及类似的用词，这些空间相关用词是为了便于描述图示中一个(些)元件或特征与另一个(些)元件或特征之间的关系，这些空间相关用词包括使用中或操作中的装置的不同方位，以及图式中所描述的方位。当装置被转向不同方位时(旋转90度或其他方位)，则其中所使用的空间相关形容词也将依转向后的方位来解释。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有自对准接触结构的晶体管器件的形成方法，其特征在于，包括以下步骤：在半导体基板上形成多个栅极结构，所述栅极结构包括栅极栅极和形成于栅极相对侧壁上的侧壁间隔物；在所述栅极结构的上方沉积一层绝缘材料形成绝缘层；切割所述绝缘层以形成位于所述栅极结构上方的覆盖层；在所述半导体基板上方形成自对准接触元件，其中，所述覆盖层的宽度大于所述栅极结构的宽度，所述自对准接触元件通过所述覆盖层和所述侧壁间隔物与所述栅极结构电绝缘。2.根据权利要求1所述的具有自对准接触结构的晶体管器件的形成方法，其特征在于，切割所述绝缘层以形成位于所述栅极结构上方的覆盖层的所述步骤包括：在所述绝缘层上方形成光阻层；通过蚀刻处理在所述光阻层形成一个或多个开口；通过所述一个或多个开口切割所述绝缘层以形成所述覆盖层。3.根据权利要求1所述的具有自对准接触结构的晶体管器件的形成方法，其特征在于，在所述半导体基板上方形成自对准接触元件的所述步骤包括：在所述覆盖层上方淀积层间介质层；在所述层间介质层上形成光阻层；通过蚀刻处理在所述光阻层形成一个或多个开口；通过所述一...

【专利技术属性】
技术研发人员：林盈志，张峰溢，苏廷锜，
申请(专利权)人：广州集成电路技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：