[发明专利]通过后栅极切割工序提高设备性能的设备及方法在审
申请号: | 201710469831.7 | 申请日: | 2017-06-20 |
公开(公告)号: | CN107527867A | 公开(公告)日: | 2017-12-29 |
发明(设计)人: | 吴旭升;黄海苟 | 申请(专利权)人: | 格罗方德半导体公司 |
主分类号: | H01L21/8234 | 分类号: | H01L21/8234;H01L27/088 |
代理公司: | 北京戈程知识产权代理有限公司11314 | 代理人: | 程伟,王锦阳 |
地址: | 英属开曼群*** | 国省代码: | 暂无信息 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 通过 栅极 切割 工序 提高 设备 性能 方法 | ||
技术领域
本发明涉及一种半导体设备以及制造半导体设备的方法,更具体而言,涉及通过一后栅极切割工艺以提高设备性能的设备及方法。
背景技术
对于14纳米(nm)以及更小的设备而言,通常使用替代金属栅极(RMG)以及FinFET工艺的一结合。然而,当间距不断缩小并超过14nm设备时,于一栅极切割期间所形成的边缘,其是于该工艺的前期进行切割以形成或分离该栅极,会更接近于相邻的鳍片。这种切割通常是在该多晶硅栅极图案化的期间执行。导致一阻挡层以及金属填充位于该层间介电质(ILD)之间。其于该相邻鳍片附近生成一物理应力,并需要位于该鳍片与一层间介电质之间的该栅极切割边界处的一金属填充。这些因素可能导致整体设备性能的下降。
因此,可能需要开发出无阻挡层或金属填充于该设备的鳍片附近的设备制造方法。
发明内容
为克服现有技术的缺点,并通过条款提供额外的优点,于一方面,一方法包括,例如:获取一中间半导体设备,其具有包括多个鳍片的一基板,一STI层,一氧化层,以及该氧化层上方的一栅极材料,该鳍片延伸至该多晶硅栅极材料中;移除该栅极材料以及该氧化层;沉积一高K材料于该STI层的一顶表面上,并围绕该鳍片;沉积一栅极堆栈于该高K材料的上方;用一栅极接触金属填充该设备的该顶部;蚀刻该栅极接触金属,该金属栅极堆栈,以及该高K材料的一部分;以及用一层间介电质填充该部分。
于另一方面,提供一种设备,其包括,例如:一中间半导体互连设备,其具有包括多个鳍片的一基板,以及一STI层;一高K材料位于该STI层的一顶表面上,并围绕该鳍片;一栅极堆栈位于该高K材料的上方;一栅极接触金属位于该栅极堆栈的上方;以及一层间介电层位于该设备的一部分中,其中,该层间介电质直接接触该栅极接触金属。
附图说明
在说明书的结尾处,在权利要求中作为示例特别指出并明确地要求了本发明的一个或多个方面。从以下结合附图的详细描述中,本发明的前述和其它目的,特征和优点是显而易见的,其中:
图1为根据现有方法所示的一中间半导体结构的一实施例的一截面正视图,具有包括多个鳍片的一基板,一STI层,一高K层,一栅极堆栈,一栅极接触金属,以及一层间介电区域,其中,一间隔件位于该高K层与该栅极堆栈之间,且其中,位于该层间介电区域与一相邻鳍片之间的该栅极堆栈与高K层为双倍。
图2为根据本发明的一个或多个方面所示的形成一中间半导体结构的一方法的一实施例。
图3为根据本发明的一个或多个方面所示的一中间半导体结构的一实施例的一截面正视图,其具有包括多个鳍片的一基板,一STI层,一氧化层,以及位于该氧化层上方的一栅极材料,该鳍片延伸至该栅极材料中。
图4为根据本发明的一个或多个方面所示的图3的该结构于移除该栅极材料以及该氧化层之后的图示。
图5为根据本发明的一个或多个方面所示的图4的该结构于围绕该鳍片沉积一高K材料至该STI层的一顶表面上之后的图示。
图6为根据本发明的一个或多个方面所示的图5的该结构于沉积一栅极堆栈于高K材料的上方之后的图示。
图7为根据本发明的一个或多个方面所示的图6的该结构于使用一栅极接触金属填充该设备的该顶部之后的图示。
图8为根据本发明的一个或多个方面所示的图7的该结构于蚀刻该栅极接触金属,该金属栅极堆栈,以及该高K材料的一部分之后的图示;以及
图9为根据本发明的一个或多个方面所示的图8的该结构于使用一层间介电质填充该部分之后的图示。
具体实施方式
以下参照附图中所示的非限制性实施例更充分地说明本发明的各方面及其特征,优点和细节。省略了众所周知的材料,制造工具,加工技术等的描述,以免不必要地使本发明更为模糊。然而,应当理解的是,详细说明和具体实施例在指示本发明的各实施例时仅以说明的方式给出,而不是限制。在本发明构思的精神和/或范围内的各种替换,修改,添加和/或布置对于本领域技术人员来说将是显而易见的。还应注意以下参考附图,为了便于理解,这些附图未按比例绘制,其中在不同附图中使用的相同附图标记表示相同或相似的部件。
通常所述,本文揭露了某些集成电路,其提供优于现有半导体设备及制造工艺的优点。有利地,本文揭露的该集成电路设备制造工艺提供无金属填充以及于该栅极切割边界处无应力的半导体设备。
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H01L21-02 .半导体器件或其部件的制造或处理
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H01L21-66 .在制造或处理过程中的测试或测量
H01L21-67 .专门适用于在制造或处理过程中处理半导体或电固体器件的装置;专门适合于在半导体或电固体器件或部件的制造或处理过程中处理晶片的装置
H01L21-70 .由在一共用基片内或其上形成的多个固态组件或集成电路组成的器件或其部件的制造或处理;集成电路器件或其特殊部件的制造