自对准栅接触鳍式晶体管及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种自对准栅接触鳍式晶体管，栅极结构的功函数金属层和金属导电材料层被回刻并在顶部形成有第一顶部沟槽，第一顶部沟槽中填充有第一盖帽层；同一列上的各鳍式晶体管的栅极结构的金属导电材料层连接在一起并形成栅极金属条形，在和栅极金属条形相交的一个以上的鳍体顶部形成有形成于第一顶部沟槽中的自对准栅接触金属零层；在栅极沟槽两侧形成有侧墙且侧墙的组成部分中包括空气侧墙；源漏接触金属零层跨越各鳍体并呈条形结构，各源漏接触金属零层被回刻并在顶部形成有第二顶部沟槽，第二顶部沟槽中填充有第二盖帽层。本发明专利技术能在保证缩小器件尺寸和防止栅和源漏之间短路的同时降低器件的寄生电容迟。之间短路的同时降低器件的寄生电容迟。之间短路的同时降低器件的寄生电容迟。

【技术实现步骤摘要】
自对准栅接触鳍式晶体管及其制造方法


[0001]本专利技术涉及一种半导体集成电路，特别是涉及一种自对准栅接触(self
‑
aligned gate contact，SAGC)鳍式晶体管(FinFET)及其制造方法。

技术介绍

[0002]如图1所示，是现有鳍式晶体管的俯视图；在半导体衬底如硅衬底上形成有多根鳍体101，所述鳍体101是通过对半导体衬底图形化形成，所述鳍体101会凸出在所述半导体衬底的表面之上，所述鳍体101中会进行掺杂形成扩散区，所述鳍体101之间形成有浅沟槽隔离(STI)。
[0003]栅极结构会覆盖鳍体101的顶部表面和侧面，被栅极结构覆盖的所述鳍体101的表面会形成导电沟道。图1中，同一列上的各鳍式晶体管的栅极结构的金属导电材料层会连接形成栅极金属条形102。
[0004]在栅极结构两侧的所述鳍体101中会形成源漏区，通常源漏区中会形成嵌入式外延层。
[0005]所述源漏区的顶部会和源漏接触金属零层(M0)103接触。
[0006]为了实现所述栅极结构的引出，需要在器件单元本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自对准栅接触鳍式晶体管，其特征在于：在半导体衬底上形成有多条鳍体；多个鳍式晶体管集成上所述半导体衬底上；各所述鳍体晶体管包括：栅极结构、源区和漏区；所述栅极结构覆盖在栅极区域的所述鳍体的正面和侧面，所述栅极结构由栅介质层、功函数金属层和金属导电材料层叠加而成，所述栅极结构形成在栅极沟槽中，所述功函数金属层和所述金属导电材料层的顶部表面回刻到低于所述栅极沟槽的顶部表面并在所述功函数金属层和所述金属导电材料层的顶部表面之上形成第一顶部沟槽，在所述第一顶部沟槽中填充有由第一介质层形成的第一盖帽层；所述源区和所述漏区形成在所述栅极结构的两侧的所述鳍体中；多条所述鳍体平行排列，同一列上的各所述鳍式晶体管对齐且同一列上的各所述鳍体晶体管的所述栅极沟槽连通在一起、所述第一顶部沟槽连通在一起以及所述栅极结构的所述金属导电材料层连接在一起并形成栅极金属条形，在和所述栅极金属条形相交的一个以上的所述鳍体顶部形成有自对准栅接触金属零层，所述自对准栅接触金属零层通过将所述自对准栅接触金属零层形成区域范围内的所述第一顶部沟槽中的所述第一盖帽层替换为金属形成；在所述栅极沟槽两侧形成有侧墙，所述侧墙的顶部表面位于所述栅极沟槽的顶部表面之下，所述侧墙的组成部分中包括空气侧墙，所述空气侧墙用于降低所述鳍式晶体管的寄生电容；同一列的所述鳍式晶体管的所述源区和所述漏区的顶部分别形成有对应的源漏接触金属零层，所述源漏接触金属零层跨越各所述鳍体并呈条形结构，各所述源漏接触金属零层的顶部表面低于所述侧墙的顶部表面并在所述源漏接触金属零层的顶部表面之上形成第二顶部沟槽；在所述第二顶部沟槽中填充有由第二介质层形成的第二盖帽层；所述第一介质层和所述第二介质层的材料不同；所述第二盖帽层用于防止所述自对准栅接触金属零层和所述源漏接触金属零层之间短路。2.如权利要求1所述的自对准栅接触鳍式晶体管，其特征在于：所述侧墙的组成部分中还包括位于所述空气侧墙的两侧的第一侧墙和第二侧墙，所述第一侧墙位于靠近所述栅极沟槽一侧的内侧，所述第二侧墙位于远离所述栅极沟槽一侧的外侧，所述第二盖帽层还覆盖在所述第一侧墙、所述空气侧墙和所述第二侧墙的顶部。3.如权利要求2所述的自对准栅接触鳍式晶体管，其特征在于：所述第一侧墙的材料包括SiCN，所述第二侧墙的材料包括SiN。4.如权利要求3所述的自对准栅接触鳍式晶体管，其特征在于：各所述源漏接触金属零层的形成区域由相邻两个所述栅极结构的所述侧墙自对准定义。5.如权利要求1所述的自对准栅接触鳍式晶体管，其特征在于：在和所述源漏接触金属零层相交的一个以上的所述鳍体顶部形成有第零层通孔，所述第零层通孔穿过所述第二盖帽层并和所述源漏接触金属零层连接。6.如权利要求5所述的自对准栅接触鳍式晶体管，其特征在于：所述第零层通孔的组成材料包括W或Co或Cu。7.如权利要求3所述的自对准栅接触鳍式晶体管，其特征在于：所述第一盖帽层的材料包括SiN；
所述第二盖帽层的材料包括SiO2。8.如权利要求1所述的自对准栅接触鳍式晶体管，其特征在于：所述金属导电材料层的材料包括W；所述源漏接触金属零层的组成材料包括W或Co或Cu。9.一种自对准栅接触鳍式晶体管的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、提供形成有多条鳍体的半导体衬底，在所述半导体衬底上形成伪栅极结构，在所述伪栅极结构两侧的侧面依次形成第一侧墙和第三牺牲侧墙，所述第一侧墙的材料和所述第三牺牲侧墙的材料不同；步骤二、在各所述伪栅极结构两侧的所述第三牺牲侧墙的自对准定义下形成鳍式晶体管的源区和漏区；之后去除所述第三牺牲侧墙；步骤三、在所述伪栅极结构两侧的所述第一侧墙的侧面形成第四牺牲侧墙和第二侧墙；所述第四牺牲侧墙用于定义空气侧墙的形成区域，所述第四牺牲侧墙的材料不同于所述第一侧墙的材料和所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：翁文寅，
申请(专利权)人：上海华力集成电路制造有限公司，
类型：发明
国别省市：