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。极结构的相对侧的基板中。极结构的相对侧的基板中。

【技术实现步骤摘要】
半导体装置结构及其制造方法
[0001]本申请为分案申请，其母案申请的申请号为201710451868.7，申请日为2017年6月15日，专利技术名称为“半导体装置结构及其制造方法”。


[0002]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

[0003]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。
[0004]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。
[0005]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(feature size)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

[0006]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。
[0007]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。
[0008]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
[0009]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。
[0010]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。
[0011]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。
[0012]其中，附图标记说明如下：
[0013]100 半导体基板；
[0014]102 虚置栅极结构；
[0015]104 虚置栅极介电层；
[0016]106 虚置栅极电极；
[0017]108 侧壁间隔物；
[0018]110 源极/漏极区；
[0019]112 蚀刻停止材料层；
[0020]114 介电材料层；
[0021]116 蚀刻停止层；
[0022]118 介电层；
[0023]120 凹口；
[0024]122 侧表面；
[0025]124 顶表面；
[0026]126 栅极介电材料层；
[0027]128 功函数材料层；
[0028]130 金属材料层；
[0029]132 栅极结构；
[0030]134A 栅极介电层；
[0031]136A 功函数层；
[0032]136B 功函数层；
[0033]138A 金属电极；
[0034]138B 金属电极；
[0035]140 第一氮化物层；
[0036]142 第二氮化物层；
[0037]144 氮化物层；
[0038]146 层间介电层；
[0039]200 半导体基板；
[0040]208 侧壁间隔物；
[0041]210源极/漏极区；
[0042]216 蚀刻停止层；
[0043]218 介电层；
[0044]222 侧表面；
[0045]224 顶表面；
[0046]232 栅极结构；
[0047]234A 栅极介电层；
[0048]236B 功函数层；
[0049]238B 金属电极；
[0050]240 第一氮化物层；
[0051]242 第二氮化物层；
[0052]244 氮化物层；
[0053]246 层间介电层；
[0054]248 鳍结构；
[0055]300 半导体基板；
[0056]308 侧壁间隔物；
[0057]310源极/漏极区；
[0058]316 蚀刻停止层；
[0059]318 介电层；
[0060]322 侧表面；
[0061]324 顶表面；
[0062]332 栅极结构；
[0063]334A 栅极介电层；
[0064]336B 功函数层；
[0065]338B 金属电极；
[0066]340 第一氮化物层；
[0067]342 第二氮化物层；
[0068]344 氮化物层；
[0069]346 层间介电层；
[0070]1000 半导体装置结构；
[0071]2000 半导体装置结构；
[0072]3000 半导体装置结构。
具体实施方式
[0073]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。
[0074]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。
[0075]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。
[0076]本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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，覆盖该金属电极，其中该金属电极的顶表面低於该栅极介电层的未氮化的顶表面；一层间介电层，覆盖该氮化物层、该栅极介电层以及所述多个侧壁间隔物；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，其中该氮化物层的顶表面与该栅极介电层的所述未氮化的顶表面同高。3.根据权利要求2所述的半导体装置结构，其中该氮化物层的该顶表面還与所述多个侧壁间隔物的未氮化的顶表面同高。4.根据权利要求1所述的半导体装置结构，其中该层间介电层覆盖并直接接触该氮化物层的顶表面、该栅极介电层的所述未氮化的顶表面以及所述多个侧壁间隔物的未氮化的顶表面。5.根据权利要求1所述的半导体装置结构，還包括：一介电材料层，位于所述多个侧壁间隔物的外侧，其中该层间介电层覆盖并直接接触该介电材料层的未氮化的顶表面。6.根据权利要求1所述的半导体装置结构，其中该氮化物层的材料包括金属氮化物或金属氮碳化物。7.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物藉由该功函数层彼此分隔，且该功函数层的未氮化的顶表面高于该氮化物层的底表面。8.根据权利要求7所述的半导体装置结构，其中该层间介电层覆盖并直接接触该氮化物层的顶表面、该功函数层的所述未氮化的顶表面、该栅极介电层的所述未氮化的顶表面以及所述多个侧壁间隔物的未氮化的顶表面。9.根据权利要求7所述的半导体装置结构，其中该氮化物层的侧壁直接接触该功函数层的一内侧壁。10.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物之间更包含该栅极介电层。11.根据权利要求1所述的半导体装置结构，還包括：一蚀刻停止层，顺应性位于所述多个侧壁间隔物的另外的侧表面上及该基板的顶表面上，且该蚀刻停止层和该栅极介电层分別位于所述多个侧壁间隔物的相對側，其中该蚀刻停止层之最底面低於该栅极介电层的最底面。12.一种半导体装置结构的制造方法，包括：提供一基板；
形成多个侧壁间隔...

【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：