[发明专利]半导体器件结构的结构和形成方法在审
申请号: | 202011367209.3 | 申请日: | 2015-11-11 |
公开(公告)号: | CN112490291A | 公开(公告)日: | 2021-03-12 |
发明(设计)人: | 巫柏奇;张家玮;张国辉;赵益承 | 申请(专利权)人: | 台湾积体电路制造股份有限公司 |
主分类号: | H01L29/78 | 分类号: | H01L29/78;H01L29/423;H01L21/336;H01L21/28 |
代理公司: | 北京德恒律治知识产权代理有限公司 11409 | 代理人: | 章社杲;李伟 |
地址: | 中国台*** | 国省代码: | 台湾;71 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 半导体器件 结构 形成 方法 | ||
1.一种半导体器件结构,包括:
栅极堆叠件,位于半导体衬底上方;
覆盖元件,位于所述栅极堆叠件上方,其中,所述覆盖元件具有上部和下部,并且所述上部比所述下部更宽,所述上部的侧壁是倾斜的并且所述侧壁之间的间距沿从所述上部的顶部朝向底部的方向逐渐减小,并且所述下部的侧壁之间的间距是一致的;以及
间隔元件,位于所述覆盖元件的侧壁和所述栅极堆叠件的侧壁上方,其中,所述下部至少部分地延伸在所述栅极堆叠件的外表面和所述间隔元件的内表面之间,
在所述半导体器件结构的截面图中,所述间隔元件具有最靠近所述栅极堆叠件的所述侧壁的内侧壁,所述内侧壁具有下部和上部,所述内侧壁的上部相比于所述内侧壁的下部呈现所述倾斜,所述内侧壁的下部具有与所述内侧壁的上部相接的上端部,
其中,所述栅极堆叠件的距离所述上端部最近的侧壁与所述上端部间隔开,并且所述上端部在所述栅极堆叠件的最高表面上方,
其中,所述栅极堆叠件具有在所述覆盖元件的最低表面上方延伸的部分,
所述内侧壁的上部与从所述栅极堆叠件的侧壁朝向所述间隔元件的顶部延伸的虚平面之间存在夹角,所述夹角保持不变。
2.根据权利要求1所述的半导体器件结构,其中,所述栅极堆叠件包括功函层和由所述功函层围绕的栅电极。
3.根据权利要求2所述的半导体器件结构,其中,所述覆盖元件与所述功函层或者所述栅电极直接接触。
4.根据权利要求2所述的半导体器件结构,其中,所述栅电极从所述功函层的顶面突出。
5.根据权利要求4所述的半导体器件结构,其中,所述栅电极透入至所述覆盖元件内。
6.根据权利要求1所述的半导体器件结构,其中,所述覆盖元件沿着从所述覆盖元件的顶部朝向所述栅极堆叠件的方向逐渐变窄。
7.根据权利要求1所述的半导体器件结构,其中,所述间隔元件沿着从所述覆盖元件的底部朝向所述间隔元件的顶部的方向逐渐变窄。
8.根据权利要求1所述的半导体器件结构,其中,所述覆盖元件与所述间隔元件直接接触。
9.一种半导体器件结构,包括:
栅极堆叠件,位于半导体衬底上方;
覆盖元件,位于所述栅极堆叠件上方,其中,所述覆盖元件具有靠近所述栅极堆叠件的第一宽度和靠近所述覆盖元件的上部的第二宽度,并且所述第二宽度大于所述第一宽度,所述覆盖元件具有上部和下部,所述上部的侧壁是倾斜的并且所述侧壁之间的间距沿从所述上部的顶部朝向底部的方向逐渐减小,并且所述下部的侧壁之间的间距是一致的;以及
间隔元件,位于所述覆盖元件的侧壁和所述栅极堆叠件的侧壁上方,其中,所述覆盖元件的下部至少部分地延伸在所述栅极堆叠件的外表面和所述间隔元件的内表面之间,
在所述半导体器件结构的截面图中,所述间隔元件具有最靠近所述栅极堆叠件的所述侧壁的内侧壁,所述内侧壁具有下部和上部,所述内侧壁的上部相比于所述内侧壁的下部呈现所述倾斜,所述内侧壁的下部具有与所述内侧壁的上部相接的上端部,
其中,所述栅极堆叠件的距离所述上端部最近的侧壁与所述上端部间隔开,并且所述上端部在所述栅极堆叠件的最高表面上方,
其中,所述栅极堆叠件具有在所述覆盖元件的最低表面上方延伸的部分,
其中,所述内侧壁的上部与从所述栅极堆叠件的侧壁朝向所述间隔元件的顶部延伸的虚平面之间存在夹角,所述夹角保持不变。
10.一种用于形成半导体器件结构的方法,包括:
在半导体衬底上方形成栅电极;
在所述栅电极的侧壁上方形成间隔元件;
部分地去除所述栅电极和所述间隔元件以在所述间隔元件之间形成凹槽,其中,所述凹槽沿着从所述凹槽的底部朝向所述凹槽的顶部的方向变宽;
去除所述栅电极的剩余部分,从而使得所述凹槽变得更深;
在去除所述栅电极的剩余部分之后,在所述凹槽中形成金属栅极堆叠件;以及
在所述金属栅极堆叠件之上并且在所述间隔元件之间形成覆盖元件,在所述覆盖元件之前,回蚀刻所述金属栅极堆叠件,
其中,所述覆盖元件的下部至少部分地延伸在所述金属栅极堆叠件的外表面和所述间隔元件的内表面之间,所述覆盖元件具有上部和下部,所述上部的侧壁是倾斜的并且所述侧壁之间的间距沿从所述上部的顶部朝向底部的方向逐渐减小,并且所述下部的侧壁之间的间距是一致的,
在所述半导体器件结构的截面图中,所述间隔元件具有最靠近所述金属栅极堆叠件的侧壁的内侧壁,所述内侧壁具有下部和上部,所述内侧壁的上部相比于所述内侧壁的下部呈现所述倾斜,所述内侧壁的下部具有与所述内侧壁的上部相接的上端部,
其中,所述金属栅极堆叠件的距离所述上端部最近的侧壁与所述上端部间隔开,并且所述上端部在所述金属栅极堆叠件的最高表面上方,
其中,所述金属栅极堆叠件具有在所述覆盖元件的最低表面上方延伸的部分,所述金属栅极堆叠件中包括回蚀刻形成的栅极介电层、功函数层和栅电极,
在通过回蚀刻而形成所述栅极介电层和功函数层之前,所述间隔元件的所述内侧壁的倾斜上部之间的空间,被回蚀刻之前的栅极介电层和功函数层和栅电极填满,
其中,在所述填满状态下,所述栅电极的最高顶面高于所述间隔元件的最高顶面。
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