[发明专利]介电蚀刻停止层的选择性形成

说明书

技术领域

本发明的实施例属于半导体器件领域，更具体地是关于介电蚀刻停止层的选择性形成。

背景技术

常规的晶体管栅电极可利用硬质掩模或蚀刻停止层(诸如氮化硅层)来覆盖多晶硅栅极层，从而在后续的蚀刻(例如源极/漏极接触蚀刻)期间保护栅极层，该栅极层如果被暴露则将会使栅电极短路。在常规的减除工艺中，栅极层及其后续的蚀刻停止层被连续沉积，并且在一次光刻工序之后一起被蚀刻，从而形成栅电极堆叠。

从这些减除栅电极的工艺出发，置换栅极的工艺正在成为先进晶体管制造的可选择的方法。置换栅极工艺通常是利用形成的假结构(dummy structure)或芯子(mandrel)，诸如介电间隔件等其他晶体管特征和掺杂的衬底区域形成在这些虚拟结构或芯子周围。最后，芯子被移除并且被诸如金属的栅电极材料取代，从而具有适用于高性能晶体管的特性。

但是，作为附加的置换栅电极工艺，其无法使它们自己很好地适合将停止层结合在栅极层之上。例如，置换栅极层可以被沉积和平坦化，但其却难以回抛光作为栅极层沉积的覆盖层(overburden)而沉积的介电蚀刻停止层。这种工艺通常将造成部分栅极层的暴露。可选的，如果介电层是在栅电极材料被平坦化之后沉积的，那么该介电层还需要图案化，从而其可在整个栅电极表面之上提供蚀刻停止层，而并非大量延伸至其他器件区域，例如延伸到晶体管的源极和漏极之上。任何这种蚀刻停止层的图案化都需要具有相应的对准容差以及成本的额外的光刻工序。

附图说明

本发明的实施例通过所附附图中的图的实例来说明，但不限于此：

图1是根据特定实施例的用于形成介电栅极蚀刻停止层的流程图；

图2说明了根据一个实施例的在栅电极形成之后，用于该栅电极的介电栅极蚀刻停止层待形成的结构的截面图；

图3A说明了根据一个实施例的在选择性形成栅电极表面上的金属盖(metal cap)之后的结构的截面图；

图3B说明了根据一个实施例的在选择性形成栅电极表面上的催化金属之后的结构的截面图；

图4A说明了根据一个实施例的在金属盖被硅化或锗化(germanicided)之后的台面结构的截面图；

图4B说明了根据一个实施例的在栅电极表面上的台面结构的催化生长之后的结构的截面图；

图5A说明了相据一个实施例的从栅电极之上的硅化或锗化的金属台面结构形成的介电蚀刻停止层之后的结构的截面图；

图5B说明了根据一个实施例的从栅电极之上的台面结构形成的介电蚀刻停止层之后的结构的截面图；

图6A说明了根据一个实施例的在层间介电层(ILD)(形成在栅电极之上的介电蚀刻停止层上)中对接触开口之后的结构的截面图；

图6B说明了根据一个实施例的在ILD(形成在栅电极之上的介电蚀刻停止层上)中对接触开口之后的结构的截面图。

具体实施方式

描述了通过附加工艺在图案化金属特征之上选择性形成介电蚀刻停止层的方法的实施例。本文也通过参考附图来描述包含这种栅电极之上的蚀刻停止层的晶体管。在特定的实施例中，选择性形成的介电蚀刻停止层形成在图案化的栅电极之上，而并不形成在与图案化栅电极相邻的ILD之上。根据本发明的某些实施例，金属选择性地形成在随后被转变为硅化物或锗化物的栅电极的表面上。在其他实施例中，选择性形成在栅电极表面上的金属是催化金属，其使得能够在栅电极之上催化生长硅或锗台面结构。硅化物、锗化物、硅台面结构或锗台面结构的至少一部分随后被氧化、氮化或碳化，从而仅在栅电极之上形成介电蚀刻停止层。介电蚀刻停止层则可保护栅电极，使得接触光刻条件以及接触蚀刻可不受拘束从而为晶体管接触的临界尺寸、配准和对准提供更大的工艺自由度。

然而，特定的实施例可不通过一个或多个这些具体细节来实施，或者通过与其他公知的方法、材料和没备的结合来实施。例如，本文描述的技术当在金属栅电极的上下文中描述时可随即适合用于其他图案化金属特征，例如但不限于引线互连。在下文的描述中，解释了众多的具体细节，例如具体的材料、尺寸和材料参数等等，从而为本发明提供彻底的理解。在其他实例中，众所周知的设计和制造技术没有在特定的细节中描述，从而避免不必要的混淆本发明。参考整个说明书，“一个实施例”意思是与该实施例关联描述的特定特征、结构、材料或特性包括在本发明至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方中出现的短语“在一个实施例中”不是必定指本发明的同一个实施例。再者，在一个或多个实施例中，特定的特征、结构、材料或特性可以任何适当的方式结合。还应当理解的是，具体的实施例可在不互相排斥的情况下结合。