本發(fā)明實施例涉及finfet器件及其形成方法。

背景技術(shù)：

半導(dǎo)體集成電路(ic)產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了指數(shù)式增長。ic材料和設(shè)計中的技術(shù)進步已經(jīng)產(chǎn)生了多代ic，其中，每一代ic都具有比上一代更小和更復(fù)雜的電路。在ic發(fā)展過程中，功能密度(即每芯片面積上互連器件的數(shù)量)通常增大了而幾何尺寸(即，使用制造工藝可以做出的最小的元件(或線))減小了。該按比例縮小工藝通常因提高生產(chǎn)效率和降低相關(guān)成本而提供益處。

這種按比例縮小工藝還增加了處理和制造ic的復(fù)雜性并且，為了實現(xiàn)這些進步，需要ic處理和制造方面的相似進步。例如，已經(jīng)引入諸如鰭式場效應(yīng)晶體管(finfet)的三維晶體管以代替平面晶體管。盡管現(xiàn)有的finfet器件以及制造finfet器件的方法一般能夠滿足它們的期望目的，但是它們還不能完全滿足所有方面的要求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，提供了一種鰭式場效應(yīng)晶體管器件，包括：襯底，具有至少一個鰭；柵極堆疊件，橫跨所述至少一個鰭；間隔件，位于所述柵極堆疊件的側(cè)壁上；應(yīng)變層，位于所述襯底中并且位于所述柵極堆疊件旁邊；以及復(fù)合蝕刻停止層，位于所述間隔件上和所述應(yīng)變層上，其中，所述復(fù)合蝕刻停止層在所述間隔件上較厚但是在所述應(yīng)變層上較薄。

根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，還提供了一種鰭式場效應(yīng)晶體管器件，包括：襯底，具有至少一個鰭；柵極堆疊件，橫跨所述至少一個鰭；應(yīng)變層，位于所述襯底中并且位于所述柵極堆疊件旁邊；第一蝕刻停止層，位于所述柵極堆疊件旁邊；第二蝕刻停止層，位于所述第一蝕刻停止層旁邊；以及連接件，位于所述應(yīng)變層上方并且電連接至所述應(yīng)變層，其中，所述連接件和所述第二蝕刻停止層之間的接觸面積大于所述連接件和所述第一蝕刻停止層之間的接觸面積。

根據(jù)本發(fā)明的又一實施例，還提供了一種形成鰭式場效應(yīng)晶體管器件的方法，包括：提供襯底，所述襯底具有形成在所述襯底上的柵極堆疊件和形成在所述襯底中的應(yīng)變層；在所述柵極堆疊件和所述應(yīng)變層上方形成第一蝕刻停止層；部分地去除所述第一蝕刻停止層；在所述第一蝕刻停止層上方形成第二蝕刻停止層；在所述第二蝕刻停止層上方形成介電層；以及穿過所述介電層形成連接件，以及所述連接件電連接至所述應(yīng)變層。

附圖說明

當(dāng)結(jié)合附圖進行閱讀時，從以下詳細描述可最佳理解本發(fā)明的各個方面。應(yīng)當(dāng)注意，根據(jù)工業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)實踐，各個部件并非按比例繪制。實際上，為了清楚地討論，各種部件的臨界尺寸可以任意地增加或減小。

圖1a至圖1f是根據(jù)一些實施例的形成finfet器件的方法的截面圖。

圖2是根據(jù)一些實施例的finfet器件的示意性截面圖。

圖3是根據(jù)一些實施例的形成finfet器件的方法的流程圖。

圖4是根據(jù)一些可選實施例的finfet器件的示意性截面圖。

圖5是根據(jù)一些可選實施例的形成finfet器件的方法的流程圖。

圖6a至圖6e是根據(jù)又一可選實施例的形成finfet器件的方法的示意性截面圖。

圖7是根據(jù)又一可選實施例的finfet器件的示意性截面圖。

具體實施方式

下列公開提供了許多用于實現(xiàn)所提供主題的不同特征的不同實施例或?qū)嵗Ｏ旅鎸⒚枋鲈筒贾玫奶囟▽嵗院喕景l(fā)明。當(dāng)然這些僅僅是實例，并不旨在限定本發(fā)明。例如，以下描述中，在第一部件上方或者上形成第二部件可以包括第一部件和第二部件直接接觸形成的實施例，并且也可以包括在第一部件和第二部件之間可以形成額外的部件，從而使得第一部件和第二部件可以不直接接觸的實例。而且，本發(fā)明在各個實例中可重復(fù)參考數(shù)字和/或字母。這種重復(fù)僅是為了簡明和清楚，其自身并不表示所論述的各個實施例和/或配置之間的關(guān)系。

而且，為便于描述，在此可以使用諸如“在...之下”、“在...下方”、“下部”、“在...之上”、“在...上方”、“在...上面”“上部”等空間相對術(shù)語，以描述如圖所示的一個元件或部件與另一個(或另一些)原件或部件的關(guān)系?？臻g關(guān)系術(shù)語旨在包括除了在圖中所描述的方向之外的使用或操作中的器件的不同方向。裝置可以以其它方式定位(旋轉(zhuǎn)90度或在其他方位)，并且通過在本文中使用的空間關(guān)系描述符可同樣地作相應(yīng)地解釋。

圖1a至圖1f是根據(jù)一些實施例的形成finfet器件的方法的截面圖。

參照圖1a，提供了具有一個或多個鰭101的襯底100。在一些實施例中，襯底100包括含硅襯底、絕緣體上硅(soi)襯底或由其他合適的半導(dǎo)體材料形成的襯底。根據(jù)設(shè)計的需要，襯底100可以是p型襯底或n型襯底并且可以具有在其中的摻雜區(qū)。摻雜區(qū)可配置為用于n型finfet器件或p型finfet器件。在一些實施例中，襯底100具有形成于其上的隔離層。具體地，隔離層覆蓋鰭101的下部并且暴露鰭101的上部。在一些實施例中，隔離層是淺溝槽隔離(sti)結(jié)構(gòu)。

在一些實施例中，襯底100具有形成于其上的至少兩個柵極堆疊件106、形成在柵極堆疊件106的側(cè)壁上的間隔件108，以及形成其中的應(yīng)變層110。

在一些實施例中，柵極堆疊件106的每一個(從底部到頂部)包括界面層102和偽柵極104。在實施例中，在整個說明書中，柵極堆疊件106被稱為“偽柵極堆疊件”。在一些實施例中，柵極堆疊件106在不同于(例如，垂直于)鰭101延伸的方向上延伸。在一些實施例中，界面層102包括氧化硅、氮氧化硅、或它們的組合，以及為柵極104包括諸如多晶硅、非晶硅或它們的組合的含硅材料。在一些實施例中，形成柵極堆疊件106的方法包括：在襯底100上形成堆疊層并通過光刻和蝕刻工藝圖案化堆疊層。

在一些實施例中，間隔件108具有小于約10或甚至小于約5的介電常數(shù)。在一些實施例中，間隔件108包括含氮介電材料、含碳介電材料或兩種材料都包括。在一些實施例中，間隔件108包括sin、sicn、siocn、sior(其中，r是諸如ch3、c2h5或c3h7的烷基)、sic、sioc、sion、它們的組合等。在一些實施例中，形成間隔件108的方法包括：在襯底100上形成間隔材料層，并且通過各向異性蝕刻工藝部分地去除間隔材料層。

在一些實施例中，兩個應(yīng)變層110形成在柵極堆疊件106的每一個的旁邊，以及應(yīng)變層110的一個位于相鄰的柵極堆疊件106之間。在一些實施例中，應(yīng)變層110包括用于p型finfet器件的硅鍺。在可選實施例中，應(yīng)變層110包括用于n型finfet器件的碳化硅(sic)、磷化硅(sip)、sicp或sic/sip多層結(jié)構(gòu)。在一些實施例中，應(yīng)變層110可以根據(jù)需要可選地注入有p型摻雜劑或n型摻雜劑。在一些實施例中，形成應(yīng)變層110的方法包括：在鰭101中形成凹槽，以及從凹槽生長外延層。在一些實施例中，應(yīng)變層110可以被稱為“源極/漏極區(qū)”。

在一些實施例中，應(yīng)變層110的形成之后，通過硅化應(yīng)變層110的頂部形成硅化物層111。在一些實施例中，硅化物層111包括硅化鎳(nisi)、硅化鈷(cosi)、硅化鎢(wsi)、硅化鉭(tasi)、硅化鈦(tisi)、它們的組合等。在一些實施例中，硅化物層111分別覆蓋應(yīng)變層110的整個表面。

參照圖1b，第一蝕刻停止層112形成在柵極堆疊件106和應(yīng)變層110上方。在一些實施例中，第一蝕刻停止層112覆蓋柵極堆疊件106的頂部、間隔件108的側(cè)壁和硅化物層111的表面。在一些實施例中，第一蝕刻停止層112包括sin、sic、sicn、sion、sicon、它們的組合等，并且通過諸如化學(xué)汽相沉積(cvd)、等離子體增強cvd(pecvd)、原子層沉積(ald)、遠程等離子體ald(rpald)、等離子體增強ald(peald)、它們的組合等的合適的沉積工藝來形成。在一些實施例中，第一蝕刻停止層112被稱為“接觸蝕刻停止層(cesl)”。在一些實施例中，第一蝕刻停止層112具有均勻的厚度。具體地，第一蝕刻停止層112的垂直部分(例如，在間隔件108的側(cè)壁上的部分)的厚度t1與第一蝕刻停止層112的水平部分(例如，在柵極堆疊件106的頂部的部分和在硅化物層111的表面上的部分)的厚度t1基本相同。例如，第一蝕刻停止層112具有約2nm至約5nm的厚度t1，諸如3nm至4nm。

參照圖1c，部分地去除第一蝕刻停止層112，從而剩余的第一蝕刻停止層112a分別沿著間隔件108的側(cè)壁形成為間隔件(或稱為“蝕刻停止間隔件”)。在一些實施例中，部分地去除步驟包括實施各向異性蝕刻工藝直到暴露柵極堆疊件106的頂部。具體地，去除第一蝕刻停止層112的水平部分而保留第一蝕刻停止層112的垂直部分。在一些實施例中，在部分地去除步驟之后，第一蝕刻停止層112a具有i型截面。在一些實施例中，第一蝕刻停止層112a接合(landson)在硅化物層111上，以及第一蝕刻停止層112a的底部比臨近的間隔件108的底部高。在一些實施例中，第一蝕刻停止層112a的厚度t1a與第一蝕刻停止層112的厚度t1基本相同或略小于第一蝕刻停止層112的厚度t1。例如，第一蝕刻停止層112a具有約2nm至5nm的厚度t1a，諸如3nm至4nm。

參照圖1d，第二蝕刻停止層114形成在第一蝕刻停止層112a上方。在一些實施例中，第二蝕刻停止層114覆蓋柵極堆疊件106的頂部、第一蝕刻停止層112a的表面和硅化物層111的表面。在一些實施例中，第二蝕刻停止層114包括sin、sic、sicn、sion、sicon、它們的組合等，并且通過諸如cvd、pecvd、ald、rpald、peald、它們的組合等的合適的沉積工藝來形成。在一些實施例中，第二蝕刻停止層114被稱為“接觸蝕刻停止層(cesl)”。在一些實施例中，第二蝕刻停止層114具有基本均勻的厚度。具體地，第二蝕刻停止層114的垂直部分(例如，在第一蝕刻停止層112a的表面上的部分)的厚度t2與第二蝕刻停止層114的水平部分(例如，在柵極堆疊件106的頂部上的部分和在硅化物層111的表面上的部分)的厚度t2基本相同。例如，第二蝕刻停止層114具有約2nm至5nm的厚度t2，諸如3nm至4nm。

在一些實施例中，第一蝕刻停止層112/112a包括與第二蝕刻停止層114的材料相同的材料。在可選實施例中,第一蝕刻停止層112/112a和第二蝕刻停止層114由不同的材料制成。在一些實施例中，第一蝕刻停止層112/112a包括的材料具有與第二蝕刻停止層114包括的材料相同的介電常數(shù)(或稱作“k值”)。在可選實施例中,第一蝕刻停止層112/112a包括的材料和第二蝕刻停止層114包括的材料具有不同的介電常數(shù)。

在一些實施例中，第一蝕刻停止層112/112a的厚度基本等于第二蝕刻停止層114的厚度。在可選實施例中，第一蝕刻停止層112/112a比第二蝕刻停止層114薄。在又一可選實施例中，第一蝕刻停止層112/112a比第二蝕刻停止層114厚。

繼續(xù)參照圖1d，介電層116形成在第二蝕刻停止層114上方。具體地，介電層116形成在第二蝕刻停止層114上方并填充柵極堆疊件106之間的間隙。在一些實施例中，介電材料116包括諸如氮化硅的氮化物、諸如氧化硅的氧化物、磷硅酸鹽玻璃(psg)、硼硅酸鹽玻璃(bsg)、摻雜硼的磷硅酸鹽玻璃(bpsg)、它們的組合等，并通過諸如旋涂、cvd、可流動cvd、pecvd、ald、它們的組合等的合適的沉積技術(shù)來形成。

參考圖1e，通過諸如cmp平坦化介電層116和第二蝕刻停止層114直到暴露柵極堆疊件106的頂部。在一些實施例中，剩余的介電層116a的頂面和第二蝕刻停止層114的頂面與柵極堆疊件106的頂面基本上齊平。在一些實施例中，在平坦化步驟之后，第二蝕刻停止層114a具有u型截面。

其后，偽柵極堆疊件106被替換為柵極堆疊件122。在一些實施例中，去除柵極堆疊件106以在介電層116a中形成柵極溝槽，然后，柵極堆疊件122形成在柵極溝槽中。在一些實施例中，形成柵極堆疊件122的方法包括：使用cvd、pvd、電鍍或合適的工藝來形成堆疊層，然后，實施cmp工藝以去除柵極溝槽外部的堆疊層。在一些實施例中，介電層116a的頂面和第二蝕刻停止層114的頂面與柵極堆疊件122的頂面基本上齊平。

在一些實施例中，柵極堆疊件122的每一個均包括柵極介電層118和柵電極120(或稱為“替代柵極”)。在一些實施例中，柵極堆疊件122在不同于(例如，垂直于)鰭101延伸的方向上延伸。在一些實施例中，如圖1e所示，柵極介電層118的每一個均圍繞相應(yīng)的柵極120的側(cè)壁和底部并位于每個鰭101的頂部和側(cè)壁上。在一些實施例中，氧化硅層形成在鰭101和柵極介電層118之間。

在一些實施例中，柵極介電層118的每一個均包括具有大于約10的介電常數(shù)的高k材料。在一些實施例中，高k材料包括金屬氧化物，諸如zro2、gd2o3、hfo2、batio3、al2o3、lao2、tio2、ta2o5、y2o3、sto、bto、bazro、hfzro、hflao、hftao、hftio、它們的組合或合適的材料。在可選實施例中，柵極介電層118的每一個可以可選地包括硅酸鹽，諸如hfsio、lasio、alsio、它們的組合或合適的材料。

在一些實施例中，柵極120的每一個均包括適合于形成金屬柵極及其部分的金屬材料。在一些實施例中，柵極120的每一個均包括功函金屬層和功函金屬層上的填充金屬層。在一些實施例中，功函金屬層是p型功函金屬層以提供在p型finfet器件中正確地運行(properlyperforms)的柵電極。p型功函金屬層包括tin、wn、tan、導(dǎo)電金屬氧化物和/或合適的材料。在可選實施例中，功函金屬層是提供正確地運行于n型finfet器件中的柵電極的n型功函金屬層。p型功函金屬層(應(yīng)該是n型功函金屬層，上面剛說過p型的)包括tial、tialn、tacn、導(dǎo)電金屬氧化物和/或合適的材料。填充金屬層包括銅、鋁、鎢或合適的材料。在一些實施例中柵極120的每一個還包括襯層、界面層、晶種層、粘合層、阻擋層或它們的組合等。

在一些實施例中，如圖1e所示，第一蝕刻停止層112a和第二蝕刻停止層114a構(gòu)成復(fù)合蝕刻停止層115。在一些實施例中，復(fù)合蝕刻停止層115的厚度對隨后的接觸孔限定步驟是關(guān)鍵的。具體地，要求復(fù)合蝕刻停止層115的側(cè)壁部分(或垂直部分)足夠厚以便保護柵極堆疊件122在限定接觸孔期間免受損傷。在另一方面，復(fù)合蝕刻停止層115的底部(或水平部分)不能太厚，否則，由于蝕刻不足(under-etching)而引起的殘留物可以保留在開口的底部。在一些實施例中，復(fù)合蝕刻停止層115的垂直部分的厚度(t1a+t2)是復(fù)合蝕刻停止層115的水平部分的厚度(t2)的至少約1.5倍或2倍。通過這樣的設(shè)計，為柵極提供了更大的保護，觀察不到常規(guī)的蝕刻殘留物或蝕刻不足(under-etching)而保留的膜。

參照圖1f，圖案化或部分地去除介電層116a和第二蝕刻停止層114a，從而形成與應(yīng)變層110相對應(yīng)的開口123(或稱為“接觸孔”)。在一些實施例中，圖案化步驟包括實施蝕刻工藝。

在一些實施例中，形成介電層116a之后，具有開口的硬掩模層形成在介電層116a上。在一些實施例中，硬掩模層的開口對應(yīng)于隨后形成的接觸孔的預(yù)期位置。在一些實施例中，硬掩模層包括光刻膠材料、介電材料或它們的組合，并通過cvd、ald、旋涂、它們的組合等來形成硬掩模層。其后，通過使用硬掩模作為蝕刻掩模去除介電層116a的部分和蝕刻停止層114a的部分。

在一些實施例中，開口123的每一個均穿過介電層116a和第二蝕刻停止層114a并暴露相對應(yīng)的應(yīng)變層110。在一些實施例中，如圖1f所示，開口123具有基本垂直的側(cè)壁。在可選實施例中，開口123的至少一些具有傾斜的側(cè)壁。此外，開口123的形狀可以是圓形、橢圓形、正方形、矩形、條形、多邊形或根據(jù)需要的任何形狀。在一些實施例中，開口123的橫縱比大于3、大于10、大于15或甚至大于20。

仍然參照圖1f，連接件124形成在開口123中。在一些實施例中，連接件124用于代表電連接到應(yīng)變層110的任何類型的導(dǎo)電材料和結(jié)構(gòu)。在一些實施例中，連接件124形成為穿過介電層116a和第二蝕刻停止層114a并電連接至應(yīng)變層110。

在一些實施例中，連接件124包括金屬，諸如鎢、銅、它們的合金或任何具有合適的電阻和間隙填充能力的金屬材料。在一些實施例中，金屬材料層通過濺射、cvd、電化學(xué)鍍(ecp)和它們的組合等形成在襯底100上并填充在開口123中。然后，實施諸如cmp的平坦化步驟以去除金屬材料層的部分直到暴露介電層116a的頂部。在一些實施例中，連接件124的頂部與介電層116a的頂部基本上共面。這樣，完成了finfet器件10。

在一些實施例中，如圖1e和圖1f所示，復(fù)合蝕刻停止層115的較厚的側(cè)壁部分(或垂直部分)有利于防止連接件124接觸柵極堆疊件122的柵極120。具體地，復(fù)合蝕刻停止層115的較薄的底部(或水平部分)配置為在接觸孔蝕刻工藝中避免蝕刻不足。換句話說，復(fù)合蝕刻停止層115形成為在柵極堆疊件122的側(cè)壁上較厚而在應(yīng)變層110的表面上較薄，因此，加寬了用于形成開口123以及因此形成連接件124的工藝窗口，并因此提高了器件的可靠性。

具體地，由于開口123或接觸孔的高橫縱比，用于接觸扣限定步驟的工藝窗口非常小。在一些實施例中，當(dāng)發(fā)生過蝕刻和/或未對準(zhǔn)時，開口123的位置將偏移和/或開口123的形狀將變形，從而，可能蝕刻掉復(fù)合蝕刻停止層115的部分或頂部。在一些情況下，如圖2所示，連接件124至少被剩余的第一蝕刻停止層112a與柵極120隔離開。具體地，復(fù)合蝕刻停止層115的側(cè)壁部分是具有較厚厚度的雙層結(jié)構(gòu)，從而，盡管復(fù)合蝕刻停止層115的部分或頂部被意外地去除，連接件124仍然與柵極120完全隔離。換句話說，雙層蝕刻停止層為限定接觸孔提供了更寬的工藝窗口。

可以參照圖3的流程圖簡明地示出上述圖1a到圖1f的工藝步驟。

在步驟200中，如圖1a所示，提供了襯底100，襯底100具有形成于其上的柵極堆疊件106和形成于其中的應(yīng)變層110。在步驟201中，如圖1a所示，在應(yīng)變層110上形成硅化物層111。

在步驟202中，如圖1b所示，在形成硅化物層111之后，第一蝕刻停止層112形成在柵極堆疊件106和應(yīng)變層110上方。在一些實施例中，在柵極堆疊件106的頂部和側(cè)壁上以及應(yīng)變層110上方的硅化物層的表面上形成第一蝕刻停止層112。

在步驟204中，如圖1c所示，部分地去除第一蝕刻停止層112。在一些實施例中，部分地去除第一蝕刻停止層112的步驟包括實施各向異性蝕刻工藝直到暴露柵極堆疊件106的頂部。在一些實施例中，在部分地去除步驟之后，剩余的第一蝕刻停止層112a處于間隔件的形式。

在步驟206中，如圖1d所示，第二蝕刻停止層114形成在第一蝕刻停止層112a上方。在一些實施例中，在柵極堆疊件106的頂部上、第一蝕刻停止層112a的表面上和硅化物層111的表面上形成第二蝕刻停止層114。

在步驟208中，如圖1d所示，介電層116形成在第二蝕刻停止層114上方。之后，如圖1e所示，平坦化介電層116和第二蝕刻停止層114直至暴露柵極堆疊件106的頂部。在一些實施例中，在平坦化步驟之后，剩余的介電層116a的頂面和第二蝕刻停止層114a的頂面與柵極堆疊件106的頂面基本上齊平。然后，如圖1e所示，柵極堆疊件106替換為金屬柵極堆疊件122。

在步驟210中，如圖1f所示，連接件124形成為穿過介電層116a和第二蝕刻停止層114a并電連接至應(yīng)變層110。這樣，隨著工藝步驟的描述，完成了本發(fā)明的finfet器件。然而，并不限于在以上制造finfet器件的步驟中加入一個或多個額外步驟。

在以上提供的實施例中，在形成第一蝕刻停止層112之前，硅化物層111形成在相應(yīng)的應(yīng)變層110上，僅僅為了說明的目的，并且不解釋為限制本發(fā)明。在可選實施例中，如圖4和圖5所示，在部分地去除第一蝕刻停止層112步驟(步驟204)之后以及在形成第二蝕刻停止層114的步驟(步驟206)之前，硅化物層113形成在相應(yīng)的應(yīng)變層110上(步驟205)。在一些實施例中，形成硅化物層113以覆蓋相應(yīng)的應(yīng)變層110。在這種情況下，第一蝕刻停止層112a直接接合在相應(yīng)的應(yīng)變層110上，并且第二蝕刻停止層114a直接接合在相應(yīng)的硅化物層113上。

在一些實施例中，如圖1f、圖2和圖4所示，在部分地去除第一蝕刻停止層112的步驟(步驟202)期間，實施各向異性蝕刻工藝直到暴露柵極堆疊件106的頂部。然而，本發(fā)明不局限于此。在可選實施例中，在第一蝕刻停止層112的部分地去除步驟之后，不暴露柵極堆疊件106的頂部。

圖6a至圖6e是根據(jù)又一可選實施例的形成finfet器件的方法的示意性截面圖。圖6a到圖6e的方法與圖1a到圖1f的方法類似。以下描述了它們之間的不同，以及相似點在此不重復(fù)。

參照圖6a和圖3，提供了襯底100，襯底100具有形成于其上的柵極堆疊件106、形成在柵極堆疊件106的側(cè)壁上的間隔件108以及形成襯底100中的應(yīng)變層110(步驟200)。在一些實施例中，硅化物層111形成在應(yīng)變層110上方(步驟201)。在形成硅化物層111之后，第一蝕刻停止層112形成在柵極堆疊件106和應(yīng)變層110上方(步驟202)。在一些實施例中，第一蝕刻停止層112具有均勻的厚度。具體地，第一蝕刻停止層112的垂直部分(例如，在間隔件108的側(cè)壁上的部分)的厚度t1與第一蝕刻停止層112的水平部分(例如，在柵極堆疊件106的頂部的部分和在硅化物層111的表面上的部分)的厚度t1基本相同。例如，第一蝕刻停止層112具有約2nm至約5nm的厚度t1，諸如3nm至4nm。

參照圖6b和圖3，部分地去除第一蝕刻停止層112(步驟204)。在一些實施例中，在部分地去除步驟之后，在間隔件108的表面上的剩余的第一蝕刻停止層112b較厚，但是在柵極堆疊件106上和應(yīng)變層110上方的硅化物層111上的剩余的第一蝕刻停止層112b較薄。在一些實施例中，部分地去除步驟包括實施具有時間模式控制(time-modecontrol)的各向異性蝕刻工藝。在一些實施例中，在部分地去除步驟期間，第一蝕刻停止層112的水平部分減薄而第一蝕刻停止層112的垂直部分基本上保持完整。具體地，第一蝕刻停止層112b的垂直部分(例如，在間隔件108的側(cè)壁上的部分)的厚度t1a大于第一蝕刻停止層112b的水平部分(例如，在柵極堆疊件106的頂部的部分和在硅化物層111的表面上的部分)的厚度t1b。

在一些實施例中，第一蝕刻停止層112b的垂直部分的厚度t1a與第一蝕刻停止層112的厚度t1基本相同或略小于第一蝕刻停止層112的厚度t1。例如，厚度t1a在約2nm至5nm的范圍內(nèi)，諸如約3nm至4nm。在一些實施例中，第一蝕刻停止層112b的水平部分的厚度t1b小于第一蝕刻停止層112的厚度t1。在一些實施例中，各向異性蝕刻工藝去除第一蝕刻停止層112的厚度t1的約20％到約60％。例如，厚度t1b在約1nm至4nm的范圍內(nèi)，諸如約2nm至3nm。

參照圖6c和圖3，第二蝕刻停止層114形成在第一蝕刻停止層112b上方。在一些實施例中，第二蝕刻停止層114具有基本均勻的厚度。具體地，第二蝕刻停止層114的垂直部分(例如，臨近第一蝕刻停止層112b的垂直部分的部分)的厚度t2與第二蝕刻停止層114的水平部分(例如，臨近第一蝕刻停止層112b的水平部分的部分)的厚度t2基本相同。例如，第二蝕刻停止層114具有約2nm至5nm的厚度t2，諸如3nm至4nm。然后，介電層116形成在第二蝕刻停止層114上方(步驟208)。

參考圖6d，通過諸如cmp的合適的技術(shù)平坦化介電層116、第二蝕刻停止層114和第一蝕刻停止層112b直到暴露柵極堆疊件106的頂部。在一些實施例中，剩余的介電層116a的頂面、第二蝕刻停止層114a的頂面和第一蝕刻停止層112c的頂面與柵極堆疊件106的頂面基本上齊平。在一些實施例中，在平坦化步驟之后，第一蝕刻停止層112c的每一個和第二蝕刻停止層114a具有u型截面。然后，柵極堆疊件106替換為金屬柵極堆疊件122。

在一些實施例中，如圖6d所示，第一蝕刻停止層112c和第二蝕刻停止層114a構(gòu)成復(fù)合蝕刻停止層117。在一些實施例中，復(fù)合蝕刻停止層117的厚度對隨后的接觸孔限定步驟是關(guān)鍵的。在一些實施例中，復(fù)合蝕刻停止層117的垂直部分的厚度(t1a+t2)是復(fù)合蝕刻停止層117的水平部分的厚度(t1b+t2)的至少約1.5倍或2倍。通過這樣的設(shè)計，為柵極提供了更大的保護，觀察不到常規(guī)的蝕刻殘留物或蝕刻不足(under-etching)而保留的膜。

參照圖6e和圖3，連接件124形成為穿過介電層116a和第二蝕刻停止層114a和第一蝕刻停止層112c并電連接至應(yīng)變層110(步驟210)。從而完成本發(fā)明的finfet器件20。

在一些實施例中，當(dāng)發(fā)生過蝕刻和/或未對準(zhǔn)時，開口123的位置將偏移和/或開口123的形狀將變形。在一些情況下，如圖7所示，復(fù)合蝕刻停止層117的側(cè)壁部分是具有較厚厚度的雙層結(jié)構(gòu)，從而，盡管復(fù)合蝕刻停止層117的部分或頂部被意外地去除，但連接件124仍然與柵極120完全隔離。換句話說，雙層蝕刻停止層為限定接觸孔提供了更寬的工藝窗口。

參照圖1f、圖2、圖4、圖6e和圖7，以下討論了本發(fā)明的finfet器件的結(jié)構(gòu)。

在一些實施例中，本發(fā)明的finfet器件10/11/12/20/21包括具有至少一個鰭101的襯底100、柵極堆疊件122、間隔件108、應(yīng)變層110和復(fù)合蝕刻停止層115/117。柵極堆疊件122橫跨至少一個鰭101。間隔件108在柵極堆疊件106的側(cè)壁上。應(yīng)變層110在襯底100中并位于柵極堆疊件122旁邊。復(fù)合蝕刻停止層115/117在間隔件108上和應(yīng)變層110上。此外，復(fù)合蝕刻停止層115/117在間隔件108上較厚而在應(yīng)變層110上較薄。

在一些實施例中，復(fù)合蝕刻停止層115包括第一蝕刻停止層112a和第二蝕刻停止層114a。第一蝕刻停止層112a位于間隔件108或柵極堆疊件122旁邊并且具有i型截面。如圖1f、圖2和圖4所示，第二蝕刻停止層114a位于第一蝕刻停止層112a旁邊或上方并且具有l(wèi)型截面。

在可選實施例中，復(fù)合蝕刻停止層117包括第一蝕刻停止層112c和第二蝕刻停止層114a。第一蝕刻停止層112c位于間隔件108或柵極堆疊件122旁邊并且具有l(wèi)型截面。如圖6e和圖7所示，第二蝕刻停止層114a位于第一蝕刻停止層112c旁邊或上方并且具有l(wèi)型截面。在一些實施例中，第一蝕刻停止層112c在間隔件108上較厚但是在應(yīng)變層110上較薄，并且第二蝕刻停止層114a位于第一蝕刻停止層112c旁邊并且具有與第一蝕刻停止層112c基本相同的厚度。

在一些實施例中，復(fù)合蝕刻停止層115/117的底部比間隔件108的底部高。在一些實施例中，第一蝕刻停止層112a/112c和第二蝕刻停止層114a的底部比柵極堆疊件122的底部高。

在一些實施例中，復(fù)合蝕刻停止層115/117包括sin、sic、sicn、sion、siocn或它們的組合等。在一些實施例中,第一蝕刻停止層112a/112c和第二蝕刻停止層114a包括相同的材料。在可選實施例中,第一蝕刻停止層112a/112c和第二蝕刻停止層114a包括不同的材料。

在一些實施例中，本發(fā)明的finfet器件10/11/12/20/21還包括位于應(yīng)變層110上方的硅化物層111/113、位于應(yīng)變層110上方并電連接至應(yīng)變層110的連接件124。

在一些實施例中，如圖1f、圖2、圖6e和圖7所示，硅化物層111覆蓋應(yīng)變層110的整個表面，復(fù)合蝕刻停止層115/117與硅化物層111物理連接。具體地，第一蝕刻停止層112a/112c和第二蝕刻停止層114與硅化物層111物理連接。

在可選實施例中，如圖4所示，硅化物層113僅覆蓋應(yīng)變層110的部分表面，其中，第一蝕刻停止層112a與硅化物層113不物理連接，以及第二蝕刻停止層114a與硅化物層113物理連接。

從另一角度看，連接件124和第二蝕刻停止層114a之間的接觸面積大于連接件124和第一蝕刻停止層112a/112c之間的接觸面積。在一些實施例中，如圖1f所示，連接件124和第一蝕刻停止層112a之間的接觸面積為0，連接件124和第二蝕刻停止層114a之間的接觸面積a1大于0。在可選實施例中，如圖6e所示，連接件124和第二蝕刻停止層114a之間的接觸面積a2大于連接件124和第一蝕刻停止層112c之間的接觸面積a2。

在以上提供的實施例中，其中，柵極介電層、金屬柵極、間隔件、第一蝕刻停止層、第二蝕刻停止層、介電層和連接件的每一個是單層，僅僅為了說明的目的，并且不解釋為限制本發(fā)明。在一些實施例中，這些所描述的元件的至少一個可以根據(jù)需要是多層結(jié)構(gòu)。

在上述實施例中，實施“后柵極”工藝以形成finfet器件。然而，通過使用類似于本文所述的工藝，應(yīng)用諸如“先柵極”工藝的另一工藝或另一類型的器件(例如，平面器件)。本文所述的方法可以容易地與cmos工藝流程相結(jié)合并且不要求額外的復(fù)雜步驟而實現(xiàn)期望的結(jié)果。應(yīng)該理解，本文公開的不同實施例提供不同的優(yōu)勢并且沒有特定優(yōu)勢是所有實施例都必需的。

鑒于以上所述，在一些實施例中，復(fù)合蝕刻停止層形成為在柵極堆疊件的側(cè)壁上較厚但是在應(yīng)變層的表面上較薄。通過這種設(shè)計，復(fù)合蝕刻停止層的較厚的側(cè)壁部分(或垂直部分)有利于防止連接件1接觸柵極堆疊件的柵極。此外，復(fù)合蝕刻停止層的較薄的底部(或水平部分)配置為在接觸孔蝕刻工藝中避免蝕刻不足。因此，得到了較寬的光刻/蝕刻工藝窗口、較低的光刻覆蓋要求、更好的溝道隔離和更大的接觸件至柵極的距離。未觀察到常規(guī)的金屬柵極損傷，并且相應(yīng)地提高了器件的性能和可靠性。

根據(jù)本發(fā)明的一些實施例中，一種finfet器件包括具有至少一個鰭的襯底、柵極堆疊件、間隔件、應(yīng)變層和復(fù)合蝕刻停止層。柵極堆疊件橫跨至少一個鰭。間隔件在柵極堆疊件的側(cè)壁上。應(yīng)變層在襯底中并位于柵極堆疊件旁邊。復(fù)合蝕刻停止層在間隔件上和應(yīng)變層上。此外，復(fù)合蝕刻停止層在間隔件上較厚而在應(yīng)變層上較薄。

根據(jù)本發(fā)明的可選實施例中，一種finfet器件包括具有至少一個鰭的襯底、柵極堆疊件、間隔件、應(yīng)變層、第一蝕刻停止層、第二蝕刻停止層和連接件。柵極堆疊件橫跨至少一個鰭。應(yīng)變層在襯底中并位于柵極堆疊件旁邊。第一蝕刻停止層在柵極堆疊件旁邊。第二蝕刻停止層在第一蝕刻停止層旁邊。連接件位于應(yīng)變層上方并電連接至應(yīng)變層。此外，連接件和第二蝕刻停止層之間的接觸面積大于連接件和第一蝕刻停止層之間的接觸面積。

根據(jù)本發(fā)明的又一可選實施例，一種制造finfet器件的方法包括以下步驟。提供了具有形成于其上的柵極堆疊件和形成于其中的應(yīng)變層的襯底100。第一蝕刻停止層形成在柵極堆疊件和應(yīng)變層上方。部分地去除第一蝕刻停止層。第二蝕刻停止層形成在第一蝕刻停止層上方。介電層形成在第二蝕刻停止層上方。連接件形成為穿過介電層并電連接至應(yīng)變層。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，提供了一種鰭式場效應(yīng)晶體管器件，包括：襯底，具有至少一個鰭；柵極堆疊件，橫跨所述至少一個鰭；間隔件，位于所述柵極堆疊件的側(cè)壁上；應(yīng)變層，位于所述襯底中并且位于所述柵極堆疊件旁邊；以及復(fù)合蝕刻停止層，位于所述間隔件上和所述應(yīng)變層上，其中，所述復(fù)合蝕刻停止層在所述間隔件上較厚但是在所述應(yīng)變層上較薄。

在上述鰭式場效應(yīng)晶體管器件中，所述復(fù)合蝕刻停止層包括：第一蝕刻停止層，位于所述間隔件旁邊并且具有i型截面；以及第二蝕刻停止層，位于所述第一蝕刻停止層旁邊并且具有l(wèi)型截面。

在上述鰭式場效應(yīng)晶體管器件中，所述復(fù)合蝕刻停止層：第一蝕刻停止層，位于所述間隔件旁邊并且具有l(wèi)型截面；以及第二蝕刻停止層，位于所述第一蝕刻停止層旁邊并且具有l(wèi)型截面。

在上述鰭式場效應(yīng)晶體管器件中，所述第一蝕刻停止層在所述間隔件上較厚但是在所述應(yīng)變層上較薄，并且所述第二蝕刻停止層在所述第一蝕刻停止層上具有相同的厚度。

在上述鰭式場效應(yīng)晶體管器件中，所述復(fù)合蝕刻停止層的底部比所述間隔件的底部高。

在上述鰭式場效應(yīng)晶體管器件中，所述復(fù)合蝕刻停止層包括sin、sic、sicn、sion、siocn或它們的組合。

在上述鰭式場效應(yīng)晶體管器件中，還包括位于所述應(yīng)變層上方的硅化物層，其中，所述復(fù)合蝕刻停止層的至少部分與所述硅化物層物理接觸。

根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，還提供了一種鰭式場效應(yīng)晶體管器件，包括：襯底，具有至少一個鰭；柵極堆疊件，橫跨所述至少一個鰭；應(yīng)變層，位于所述襯底中并且位于所述柵極堆疊件旁邊；第一蝕刻停止層，位于所述柵極堆疊件旁邊；第二蝕刻停止層，位于所述第一蝕刻停止層旁邊；以及連接件，位于所述應(yīng)變層上方并且電連接至所述應(yīng)變層，其中，所述連接件和所述第二蝕刻停止層之間的接觸面積大于所述連接件和所述第一蝕刻停止層之間的接觸面積。

在上述鰭式場效應(yīng)晶體管器件中，所述連接件和所述第一蝕刻停止層之間的接觸面積為零。

在上述鰭式場效應(yīng)晶體管器件中，所述第一蝕刻停止層在所述柵極堆疊件的側(cè)壁上較厚但是在所述應(yīng)變層上較薄。

在上述鰭式場效應(yīng)晶體管器件中，所述第二蝕刻停止層在所述第一蝕刻停止層上具有相同的厚度。

在上述鰭式場效應(yīng)晶體管器件中，所述第一蝕刻停止層的底部比所述柵極堆疊件的底部高。

在上述鰭式場效應(yīng)晶體管器件中，所述第一蝕刻停止層和所述第二蝕刻停止層包括相同的材料。

在上述鰭式場效應(yīng)晶體管器件中，所述第一蝕刻停止層和所述第二蝕刻停止層包括不同的材料。

根據(jù)本發(fā)明的又一實施例，還提供了一種形成鰭式場效應(yīng)晶體管器件的方法，包括：提供襯底，所述襯底具有形成在所述襯底上的柵極堆疊件和形成在所述襯底中的應(yīng)變層；在所述柵極堆疊件和所述應(yīng)變層上方形成第一蝕刻停止層；部分地去除所述第一蝕刻停止層；在所述第一蝕刻停止層上方形成第二蝕刻停止層；在所述第二蝕刻停止層上方形成介電層；以及穿過所述介電層形成連接件，以及所述連接件電連接至所述應(yīng)變層。

在上述方法中，部分地去除所述第一蝕刻停止層的步驟包括實施各向異性蝕刻工藝。

在上述方法中，實施部分地去除所述第一蝕刻停止層的步驟直到暴露所述柵極堆疊件的頂部。

在上述方法中，在部分地去除所述第一蝕刻停止層的步驟之后，剩余的所述第一蝕刻停止層在所述柵極堆疊件的側(cè)壁上較厚但是在所述應(yīng)變層的表面上較薄。

在上述方法中，所述第一蝕刻停止層和所述第二蝕刻停止層包括相同的材料。

在上述方法中，所述第一蝕刻停止層和所述第二蝕刻停止層包括不同的材料。

上述內(nèi)容概括了幾個實施例的特征使得本領(lǐng)域技術(shù)人員可更好地理解本發(fā)明的各個方面。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，可以很容易地使用本發(fā)明作為基礎(chǔ)來設(shè)計或更改其他的處理和結(jié)構(gòu)以用于達到與本發(fā)明所介紹實施例相同的目的和/或?qū)崿F(xiàn)相同優(yōu)點。本領(lǐng)域技術(shù)人員也應(yīng)該意識到，這些等效結(jié)構(gòu)并不背離本發(fā)明的精神和范圍，并且在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以進行多種變化、替換以及改變。