本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件領(lǐng)域，且更具體而言，涉及在這樣的器件中形成晶體管的柵極觸點(diǎn)的方法。

背景技術(shù)：

在半導(dǎo)體電路的制造中，并且更精確而言，在該制造工藝的流水線階段的后端，需要形成連接到其對(duì)應(yīng)的接觸線的柵極觸點(diǎn)。與源極和漏極觸點(diǎn)不同，器件通道上可用于放置這些柵極觸點(diǎn)的面積非常有限。此外，最小面積規(guī)則限制了這些柵極觸點(diǎn)能夠被制作成如何小的程度。因此，在器件溝道的頂部上形成柵極觸點(diǎn)導(dǎo)致對(duì)相鄰的柵極、源極和漏極觸點(diǎn)的遮蔽和短路的形式的干擾，伴隨著在這些特征的產(chǎn)生期間對(duì)防止小的偏移的無能，這進(jìn)一步加劇了問題。

從圖1中可以看出，結(jié)果是柵極觸點(diǎn)只能在器件溝道之間形成。此外，為了避免對(duì)相鄰柵極的干擾，附加地需要柵極觸點(diǎn)的一個(gè)相鄰柵極為非接觸式柵極，即電非功能型柵極(electricallynon-functionalgate)。這些嚴(yán)格的電路設(shè)計(jì)規(guī)則極大地限制了單元布線的靈活性；這是一個(gè)隨按比例縮放式推進(jìn)而變得越來越相關(guān)的問題。

因此，需要用于形成柵極觸點(diǎn)的更好的方法，允許它們?cè)谄骷系乐行纬伞?/p>

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供用于對(duì)準(zhǔn)柵極觸點(diǎn)的良好方法。

以上目的通過根據(jù)本發(fā)明的方法和兩種結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。

本發(fā)明的各實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于，柵極觸點(diǎn)可自對(duì)準(zhǔn)柵極間隔體，由此獲得具有最小偏移的柵極觸點(diǎn)布置，同時(shí)確保柵極觸點(diǎn)和相鄰的有源觸點(diǎn)之間的電隔離(例如源極到柵極以及漏極到柵極隔離)。

本發(fā)明的各實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于，用于創(chuàng)建自對(duì)準(zhǔn)柵極觸點(diǎn)的方法可以與用于創(chuàng)建自對(duì)準(zhǔn)有源區(qū)觸點(diǎn)的方法組合。

本發(fā)明的各實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于，這些方法與虛設(shè)柵極堆疊和虛設(shè)有源區(qū)電極的使用兼容，虛設(shè)柵極堆疊和虛設(shè)有源區(qū)電極可在它們各自的蓋形成之前由自對(duì)準(zhǔn)功能型柵極堆疊和有源區(qū)電極來替代。

本發(fā)明的各實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于，柵極電極和有源區(qū)電極(源電極、漏電極)兩者都可由介電材料切割，并且用于這些切割的圖案化可針對(duì)兩種類型的電極單獨(dú)地且選擇性地來執(zhí)行；由此允許所采用的掩模具有與電極寬度相比過大尺寸的特征，使得更容易執(zhí)行圖案化。

本發(fā)明的各實(shí)施例的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于可以放寬兩個(gè)電路設(shè)計(jì)規(guī)則：柵極觸點(diǎn)現(xiàn)在被允許在器件溝道中，并且柵極觸點(diǎn)不再由非接觸式柵極靠近。

本發(fā)明的各實(shí)施例的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，完整的掩模層可被優(yōu)化掉，因?yàn)槠渥阋栽跂艠O堆疊與對(duì)應(yīng)的接觸線之間形成單個(gè)柵極觸點(diǎn)。

在第一方面，本發(fā)明涉及一種用于在半導(dǎo)體器件中形成一個(gè)或多個(gè)自對(duì)準(zhǔn)柵極觸點(diǎn)的方法。該方法包括：向襯底提供包括柵極介電層和柵極電極的至少一個(gè)柵極堆疊(其在襯底中或襯底上的有源區(qū)上方)，以及涂覆所述至少一個(gè)柵極堆疊的側(cè)邊緣的間隔體材料。該方法還包括使所述至少一個(gè)柵極堆疊的柵極電極相對(duì)于所述間隔體材料選擇性地凹陷，由此創(chuàng)建第一組凹陷腔；用介電材料柵極蓋填充所述第一組凹陷腔；相對(duì)于所述間隔體材料選擇性地蝕刻所述至少一個(gè)柵極堆疊上方的至少一個(gè)通孔，穿過所述介電材料柵極蓋，由此暴露所述柵極電極；以及在所述至少一個(gè)通孔中形成電連接所述柵極電極的柵極觸點(diǎn)。

在根據(jù)本發(fā)明的各實(shí)施例的方法中，向襯底提供至少一個(gè)柵極堆疊以及涂覆所述至少一個(gè)柵極堆疊的側(cè)邊緣的間隔體材料可包括：向襯底提供至少一個(gè)虛設(shè)柵極堆疊；用間隔體材料涂覆所述至少一個(gè)虛設(shè)柵極堆疊的側(cè)邊緣；移除所述至少一個(gè)虛設(shè)柵極堆疊，從而形成至少一個(gè)柵極腔；以及用替代柵極堆疊填充所述至少一個(gè)柵極腔。

根據(jù)本發(fā)明的各實(shí)施例的方法還可包括通過另外的介電材料來切割所述至少一個(gè)柵極堆疊。

根據(jù)本發(fā)明的各實(shí)施例的方法還可包括在所述至少一個(gè)被涂覆的柵極堆疊旁邊提供有源區(qū)電極。這樣的方法可包括提供多個(gè)相鄰的柵極堆疊，其中提供有源區(qū)電極包括填充所述相鄰的柵極堆疊之間的間隙。

在根據(jù)本發(fā)明的各實(shí)施例的方法中，提供有源區(qū)電極可包括提供接觸所述有源區(qū)域的導(dǎo)電材料。替代地，提供有源區(qū)電極可包括：首先在所述接觸區(qū)域處提供介電材料，然后打開所述介電材料，以及然后用導(dǎo)電材料填充開口。

根據(jù)本發(fā)明的各實(shí)施例的方法還可包括使所述有源區(qū)電極相對(duì)于所述間隔體材料選擇性地凹陷，由此創(chuàng)建第二組凹陷腔；用介電材料有源區(qū)域蓋填充所述第二組凹陷腔；相對(duì)于所述間隔體材料選擇性地蝕刻所述有源區(qū)域上方的至少一個(gè)通孔，穿過所述介電有源區(qū)域蓋，由此暴露所述有源區(qū)電極；以及形成電連接所述有源區(qū)電極的有源區(qū)觸點(diǎn)。

在根據(jù)本發(fā)明的各實(shí)施例的方法中，掩?？稍诖蜷_所述接觸區(qū)域處的介電材料之前被提供，并且可接著在打開所述介電材料之后被移除，從而允許所述介電材料的開口被限制到所述介電材料的子部分。

根據(jù)本發(fā)明的各實(shí)施例的方法還包括在用介電材料柵極蓋填充所述第一組凹陷腔之后，由一個(gè)或多個(gè)電絕緣層以如下方式來覆蓋所述結(jié)構(gòu)：使得蝕刻所述至少一個(gè)柵極堆疊上方的至少一個(gè)通孔包括蝕刻穿過所述電絕緣層并穿過所述介電材料柵極蓋。該方法還可包括在形成至少一個(gè)柵極觸點(diǎn)之后，在所述一個(gè)或多個(gè)電絕緣層中形成導(dǎo)電材料的至少一條線，并電接觸所述至少一個(gè)柵極觸點(diǎn)(560)。

在根據(jù)本發(fā)明的各實(shí)施例的方法中，由一個(gè)或多個(gè)電絕緣層來覆蓋所述結(jié)構(gòu)包括施加蝕刻停止層。

在根據(jù)本發(fā)明的各實(shí)施例的方法中，由一個(gè)或多個(gè)電絕緣層來覆蓋所述結(jié)構(gòu)包括施加低κ層。

在第二方面，本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體器件，包括具有包括柵極介電層和柵極電極的至少一個(gè)柵極堆疊以及涂覆所述至少一個(gè)柵極堆疊的側(cè)邊緣的間隔體材料的襯底，所述至少一個(gè)柵極堆疊在所述襯底中或所述襯底上的有源區(qū)上方；在至少一個(gè)柵極堆疊的頂部上的介電材料柵極蓋；以及在穿過介電材料柵極蓋的通孔中的至少一個(gè)柵極觸點(diǎn)，該至少一個(gè)柵極觸點(diǎn)借助間隔體材料相對(duì)于至少一個(gè)柵極堆疊自對(duì)準(zhǔn)。

根據(jù)本發(fā)明的各實(shí)施例的半導(dǎo)體器件還可包括在所述至少一個(gè)被涂覆的柵極堆疊旁邊的至少一個(gè)有源區(qū)電極。這樣的半導(dǎo)體器件還可包括在穿過所述有源區(qū)電極的頂部上的介電材料的通孔中的有源區(qū)觸點(diǎn)，所述有源區(qū)觸點(diǎn)借助所述間隔體材料相對(duì)于所述有源區(qū)電極自對(duì)準(zhǔn)。

根據(jù)本發(fā)明的各實(shí)施例的半導(dǎo)體器件可包括多個(gè)相鄰的柵極堆疊，其中所述有源區(qū)電極中的至少一個(gè)有源區(qū)電極位于兩個(gè)相鄰的柵極堆疊之間。

根據(jù)本發(fā)明的各實(shí)施例的半導(dǎo)體器件還可包括介電材料，所述介電材料在其長(zhǎng)度的部分上切割所述至少一個(gè)柵極堆疊。

根據(jù)本發(fā)明的各實(shí)施例的半導(dǎo)體器件還可包括與所述至少一個(gè)柵極觸點(diǎn)電接觸的導(dǎo)電材料的至少一條線。

根據(jù)本發(fā)明的各實(shí)施例的半導(dǎo)體器件還可包括與所述有源區(qū)觸點(diǎn)電接觸的導(dǎo)電材料的至少一條線。

本發(fā)明的特別和優(yōu)選方面在所附獨(dú)立和從屬權(quán)利要求中闡述。從屬權(quán)利要求中的技術(shù)特征可以與獨(dú)立權(quán)利要求的技術(shù)特征以及其他從屬權(quán)利要求的技術(shù)特征適當(dāng)?shù)亟Y(jié)合，而不僅僅是其在權(quán)利要求中明確闡明的那樣。

從下面結(jié)合附圖的詳細(xì)描述中，本發(fā)明的上述和其他特性、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見，附圖通過示例的方式例示了本發(fā)明的原理。給出本描述僅僅是出于示例的目的，而并不限制本發(fā)明的范圍。以下引用的參考圖涉及附圖。

附圖說明

圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的到柵極和有源區(qū)的連接的側(cè)視圖(a)和頂視圖(b)。

圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的到柵極和有源區(qū)的連接的側(cè)視圖(a)和頂視圖(b)。

圖3至圖15示出了根據(jù)本發(fā)明的示例的方法的不同步驟。

在不同的附圖中，相同的附圖標(biāo)記指代相同或類似的元素。

具體實(shí)施方式

雖然將關(guān)于具體實(shí)施例并參考特定附圖描述本發(fā)明，但是本發(fā)明不限于此而僅由權(quán)利要求來限定。所示附圖只是示意性而非限制性的。在附圖中，出于說明目的，將某些元素的尺寸放大且未按比例繪出。尺寸和相對(duì)尺寸并不對(duì)應(yīng)于為實(shí)踐本發(fā)明的實(shí)際縮減。

此外，說明書和權(quán)利要求中的術(shù)語(yǔ)第一、第二和第三等用于區(qū)別類似的元件，而不一定用于描述時(shí)間、空間、排列或任何其他方式的先后順序。應(yīng)該理解，如此使用的這些術(shù)語(yǔ)在合適環(huán)境下可以互換，并且在此描述的本發(fā)明的實(shí)施例能夠以除了本文描述或示出的之外的其他順序來操作。

此外，說明書和權(quán)利要求中的術(shù)語(yǔ)頂部、底部、上方、下方等等用于描述性的目的并且不一定用于描述相對(duì)位置。應(yīng)該理解，如此使用的這些術(shù)語(yǔ)在合適環(huán)境下可以互換，并且在此描述的本發(fā)明的實(shí)施例能夠以除了本文描述或示出的之外的其他順序來操作。

應(yīng)當(dāng)注意，權(quán)利要求中所使用的術(shù)語(yǔ)“包括”不應(yīng)被解釋為限于此后列出的手段；它不排除其他元件或步驟。它由此應(yīng)當(dāng)被解釋為指定存在所聲明的特征、整數(shù)、如所稱謂的步驟或組件，但是不排除存在或添加一個(gè)或多個(gè)其他特征、整數(shù)、步驟或組件、或者它們的組。因此，措詞“一種包括裝置a和b的設(shè)備”的范圍不應(yīng)當(dāng)被限定于僅由組件a和b構(gòu)成的設(shè)備。這意味著該設(shè)備的唯一與本發(fā)明有關(guān)的組件是a和b。

類似地，應(yīng)注意如權(quán)利要求書中所使用的術(shù)語(yǔ)“耦合”不應(yīng)當(dāng)被解釋為僅限于直接連接?？墒褂眯g(shù)語(yǔ)“耦合”和“連接”連同其衍生詞。應(yīng)當(dāng)理解的是，這些術(shù)語(yǔ)不意味著它們是彼此的同義詞。因此，表述“設(shè)備a耦合至設(shè)備b”的范圍不應(yīng)受限于設(shè)備a的輸出直接連接至設(shè)備b的輸入的設(shè)備或系統(tǒng)。它表示在a的輸出與b的輸入之間存在路徑，該路徑可以是包括其它設(shè)備或裝置的路徑?！榜詈稀笨梢馕吨鴥蓚€(gè)或更多部件直接的物理或電接觸，或者意味著兩個(gè)或更多部件沒有直接接觸但彼此仍然共同合作或彼此相合。

本說明書中對(duì)“一個(gè)實(shí)施例”或“一實(shí)施例”的引用意味著結(jié)合該實(shí)施例描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性被包括在本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例中。由此，短語(yǔ)“在一個(gè)實(shí)施例中”或“在實(shí)施例中”在貫穿本說明書的各個(gè)地方的出現(xiàn)不一定都引用相同的實(shí)施例，但是可以如此。此外，在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，具體特征、結(jié)構(gòu)、或者特性可以任何合適的方式組合，如根據(jù)本公開對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將是顯而易見的。

類似地，應(yīng)當(dāng)領(lǐng)會(huì)在本發(fā)明的示例性實(shí)施例的描述中，出于流線型化本公開和輔助對(duì)各個(gè)發(fā)明性方面中的一個(gè)或多個(gè)發(fā)明性方面的理解的目的，本發(fā)明的各個(gè)特征有時(shí)被一起歸組在單個(gè)實(shí)施例、附圖、或者其描述中。然而，這種公開方式不應(yīng)被解釋為反映了這樣一種意圖，即所要求保護(hù)的發(fā)明需要比各權(quán)利要求清楚記載的特征要多的特征。相反，如所附權(quán)利要求書所反映，創(chuàng)造性方面存在于比單個(gè)先前已公開實(shí)施例的所有特征少的特征中。因此，詳細(xì)描述之后的權(quán)利要求由此被明確地結(jié)合到該詳細(xì)描述中，其中每一項(xiàng)權(quán)利要求本身代表本發(fā)明的單獨(dú)實(shí)施例。

此外，盡管此處描述的一些實(shí)施例包括其他實(shí)施例中所包括的一些特征但沒有其他實(shí)施例中包括的其他特征，但是不同實(shí)施例的特征的組合意圖落在本發(fā)明的范圍內(nèi)，并且形成如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的不同實(shí)施例。例如，在所附的權(quán)利要求書中，所要求保護(hù)的實(shí)施例中的任何實(shí)施例均可以任何組合來使用。

在本文中所提供的描述中，大量具體細(xì)節(jié)得到闡述。然而，應(yīng)當(dāng)理解可在沒有這些具體細(xì)節(jié)的情況下實(shí)踐本發(fā)明的實(shí)施例。在其他實(shí)例中，為了不混淆對(duì)本說明書的理解，未詳細(xì)地示出熟知的方法、結(jié)構(gòu)和技術(shù)。

提供以下術(shù)語(yǔ)僅僅是為了幫助對(duì)本發(fā)明的理解。

如本文所使用的，當(dāng)?shù)谝徊牧媳环Q為相對(duì)于第二材料被選擇性地蝕刻或凹陷時(shí)，這意味著第一材料比起第二材料被蝕刻或凹陷得更快。優(yōu)選地，蝕刻或凹陷工藝對(duì)第一材料進(jìn)行蝕刻或凹陷比起對(duì)第二材料將至少快兩倍，或更優(yōu)選地至少快五倍，還更優(yōu)選地至少快10倍。

在第一方面，本發(fā)明涉及一種用于在半導(dǎo)體器件中形成一個(gè)或多個(gè)自對(duì)準(zhǔn)柵極觸點(diǎn)(560)的方法。

該方法包括：向襯底(100)提供包括柵極介電層(420)和柵極電極(550)的至少一個(gè)柵極堆疊(520)(其在襯底(100)中或襯底(100)上的有源區(qū)上方)，以及涂覆該至少一個(gè)柵極堆疊(520)的側(cè)邊緣的間隔體材料(320)。

有源區(qū)是包括在半導(dǎo)體器件的功能中發(fā)揮積極作用的有源區(qū)域(600)的區(qū)。例如，在場(chǎng)效應(yīng)晶體管中，有源區(qū)通常包括源極、漏極和連接兩者的溝道。柵極堆疊(520)位于有源區(qū)上方并且通常覆蓋其一部分。柵極堆疊(520)可例如覆蓋場(chǎng)效應(yīng)晶體管中的溝道的至少一部分。柵極介電層(420)通常位于柵極電極(550)與有源區(qū)之間，并且防止兩者之間的直接電接觸。間隔體材料(320)通常是電絕緣材料，其防護(hù)柵極電極(550)免遭沿側(cè)邊緣的電接觸。

該方法進(jìn)一步包括：

使至少一個(gè)柵極堆疊(520)的柵極電極(550)相對(duì)于間隔體材料(320)選擇性地凹陷，由此創(chuàng)建第一組凹陷腔；

用介電材料柵極蓋(340)填充第一組凹陷腔；

相對(duì)于間隔體材料(320)選擇性地蝕刻至少一個(gè)柵極堆疊(520)上方的至少一個(gè)通孔(920)，穿過介電材料柵極蓋(340)，由此暴露柵極電極(550)；以及

在至少一個(gè)通孔(920)中形成電連接?xùn)艠O電極(550)的柵極觸點(diǎn)(560)。

使柵極電極(550)凹陷通常涉及蝕刻?hào)艠O電極(550)的頂部部分。在優(yōu)選實(shí)施例中，暴露柵極電極(550)可包括完全地移除柵極電極(550)的一部分上方的覆蓋材料，由此在該部分上方物理地暴露柵極電極(550)。在其他實(shí)施例中，暴露柵極電極(550)可包括僅部分地移除柵極電極(550)的一部分上方的覆蓋材料，使得稍后形成的柵極觸點(diǎn)(560)借助于隧道電流電連接到柵極電極(550)，同時(shí)保留柵極電極(550)的一部分被物理地覆蓋。形成柵極觸點(diǎn)(560)通常包括用導(dǎo)電材料(740、750)填充至少一個(gè)通孔(920)。

在各實(shí)施例中，任何蝕刻、凹陷、填充和形成步驟可附加地包括平坦化步驟，諸如化學(xué)－機(jī)械平坦化步驟。平坦化步驟有利地允許任何覆蓋層被移除并且允許半導(dǎo)體器件具有水平的頂表面，從而促成進(jìn)一步的處理步驟。

對(duì)圖2作出參考。通過在柵極電極(550)的頂部上形成蓋并且隨后相對(duì)于間隔體材料(320)選擇性地蝕刻至少一個(gè)通孔(920)，通孔(920)被有利地自對(duì)準(zhǔn)到間隔體材料(320)。該自對(duì)準(zhǔn)有利地導(dǎo)致了具有最小偏移的柵極觸點(diǎn)(560)布置，同時(shí)確保與相鄰觸點(diǎn)的電隔離。進(jìn)而，這樣的柵極觸點(diǎn)(560)布置有利地允許柵極觸點(diǎn)(560)在器件溝道內(nèi)被形成。

在本發(fā)明的各實(shí)施例中，向襯底(100)提供至少一個(gè)柵極堆疊(520)以及涂覆該至少一個(gè)柵極堆疊(520)的側(cè)邊緣的間隔體材料(320)可包括：

向襯底(100)提供至少一個(gè)虛設(shè)柵極堆疊(dummygatestack)(510)；

用間隔體材料(320)涂覆該至少一個(gè)虛設(shè)柵極堆疊(510)的側(cè)邊緣；

移除該至少一個(gè)虛設(shè)柵極堆疊(510)，從而形成至少一個(gè)柵極腔；以及

用替代柵極堆疊(520)填充該至少一個(gè)柵極腔。

在各實(shí)施例中，用間隔體材料(320)涂覆至少一個(gè)虛設(shè)柵極堆疊(510)的側(cè)邊緣可包括涂覆至少一個(gè)虛設(shè)柵極堆疊(510)的側(cè)向側(cè)和頂部側(cè)，并且隨后移除頂部涂覆。例如，可以作為平坦化步驟的一部分來移除頂部涂覆。

柵極堆疊(520)可通過利用虛設(shè)柵極堆疊(510)來獲得，虛設(shè)柵極堆疊(510)隨后被實(shí)際的、功能型柵極堆疊(520)替代。該方法有利地提供了一種簡(jiǎn)單的方式來制作包括多個(gè)單獨(dú)材料層的實(shí)際的柵極堆疊(520)。柵極堆疊(520)可例如包括諸如高κ電介質(zhì)(high-κdielectric)之類的柵極介電層(420)、功函數(shù)調(diào)節(jié)金屬層(530)和填充金屬(540)。

在本發(fā)明的各實(shí)施例中，該方法還可包括通過另外的介電材料(330)來切割至少一個(gè)柵極堆疊(520)。

切割柵極堆疊(520)有利地允許將一個(gè)柵極堆疊(520)分成多個(gè)柵極堆疊(520)。在優(yōu)選實(shí)施例中，切割柵極堆疊(520)可在提供間隔體材料(320)之后來執(zhí)行。這在本領(lǐng)域中可稱為“后期柵極切割(lategatecut)”。在某些實(shí)施例中，切割柵極堆疊(520)可相對(duì)于間隔體材料(320)來選擇性地執(zhí)行。相對(duì)于間隔體材料(320)選擇性地切割柵極堆疊(520)有利地確保柵極堆疊(520)不短路到相鄰的柵極堆疊(520)。在其他實(shí)施例中，切割柵極堆疊(520)可在提供間隔體材料(320)之前來執(zhí)行。此外，在其中用柵極堆疊(520)來替代虛設(shè)柵極堆疊(510)的實(shí)施例中，切割柵極堆疊(520)可包括切割虛設(shè)柵極堆疊(510)，由此在替代之后獲得切割式柵極堆疊(520)。

在本發(fā)明的各實(shí)施例中，該方法還可包括在至少一個(gè)被涂覆的柵極堆疊(520)旁邊提供有源區(qū)電極(620)。

在本發(fā)明的各實(shí)施例中，該方法可包括提供多個(gè)相鄰的柵極堆疊(520)，其中提供有源區(qū)電極(620)可包括填充相鄰的柵極堆疊(520)之間的間隙。

在本發(fā)明的各實(shí)施例中，提供有源區(qū)電極(620)可包括提供接觸有源區(qū)域(600)的導(dǎo)電材料(630、640)。

在本發(fā)明的各實(shí)施例中，提供有源區(qū)電極(620)可包括

首先在接觸區(qū)域處提供介電材料(610)，

然后打開介電材料(610)，以及

然后用導(dǎo)電材料(630、640)填充開口。

有源區(qū)電極(620)有利地允許有源區(qū)中的有源區(qū)域(600)被電操作。例如，在場(chǎng)效應(yīng)晶體管中，到源極和漏極的有源區(qū)電極(620)可被提供。

在本發(fā)明的各實(shí)施例中，該方法還可包括：

使有源區(qū)電極(620)相對(duì)于間隔體材料(320)選擇性地凹陷，由此創(chuàng)建第二組凹陷腔；

用介電材料有源區(qū)域蓋(350)填充第二組凹陷腔；

相對(duì)于間隔體材料(320)選擇性地蝕刻有源區(qū)域上方的至少一個(gè)通孔(920)，穿過介電有源區(qū)域蓋(350)，由此暴露有源區(qū)電極(620)；

形成電連接有源區(qū)電極(620)的有源區(qū)觸點(diǎn)(650)。

在一些實(shí)施例中，介電材料柵極蓋(340)和介電材料有源區(qū)域蓋(350)可以但不必由相同的材料制成。不同的材料(選擇性材料)可能具有益處，但也有在加工期間需要更多掩模的缺點(diǎn)。

在優(yōu)選實(shí)施例中，柵極觸點(diǎn)(560)和有源區(qū)觸點(diǎn)(650)可由相同的材料制成。

類似于柵極電極(550)，通過在有源區(qū)電極(620)的頂部上形成蓋并且隨后相對(duì)于間隔體材料(320)選擇性地蝕刻至少一個(gè)通孔(920)，通孔(920)被有利地自對(duì)準(zhǔn)到間隔體材料(320)。在該自對(duì)準(zhǔn)通孔(920)中形成的觸點(diǎn)有利地顯示其布置的最小偏移，同時(shí)確保與相鄰觸點(diǎn)的電隔離。

在本發(fā)明的各實(shí)施例中，掩?？稍诖蜷_接觸區(qū)域處的介電材料(610)之前被提供，并且接著在打開介電材料(610)之后被移除，從而允許介電材料(610)的開口被限制到介電材料(610)的子部分。

類似于切割柵極堆疊(520)，在子部分上打開介電材料(610)有利地允許多個(gè)電斷開的有源區(qū)電極(620)被形成。有利地，這些有源區(qū)電極(620)每個(gè)可被分開地接觸而不彼此干擾。

在本發(fā)明的各實(shí)施例中，該方法還可包括在用介電材料柵極蓋(340)(同時(shí)或不同時(shí)地)填充第一和第二組凹陷腔之后，由一個(gè)或多個(gè)電絕緣層(710、720、730)以如下方式來覆蓋該結(jié)構(gòu)：使得蝕刻至少一個(gè)柵極堆疊(520)上方的至少一個(gè)通孔(920)包括蝕刻穿過電絕緣層(710、720、730)并穿過介電材料柵極蓋(340)。

在本發(fā)明的各實(shí)施例中，該方法還可包括在形成至少一個(gè)柵極觸點(diǎn)(560)之后，在一個(gè)或多個(gè)電絕緣層(710、720、730)中形成導(dǎo)電材料(740、750)的至少一條第一線(760)(柵極線)，電接觸至少一個(gè)柵極觸點(diǎn)(560)。

在各實(shí)施例中，該方法還可包括在形成至少一個(gè)有源區(qū)觸點(diǎn)(650)之后，在一個(gè)或多個(gè)電絕緣層(710、720、730)中形成導(dǎo)電材料(740、750)的至少一條第二線(760)(有源區(qū)域線)，電接觸至少一個(gè)有源區(qū)觸點(diǎn)(650)。

在優(yōu)選實(shí)施例中，至少一個(gè)溝槽(910)在一個(gè)或多個(gè)電絕緣層(710、720、730)的至少頂部部分內(nèi)被蝕刻，并且形成至少一條第二線(760)包括在溝槽(910)內(nèi)形成至少一條第二線(760)。

在優(yōu)選實(shí)施例中，第一線和/或第二線(760)可由與柵極觸點(diǎn)(560)和/或有源區(qū)觸點(diǎn)(650)相同的材料制成。

在優(yōu)選實(shí)施例中，形成柵極觸點(diǎn)(560)、形成有源區(qū)觸點(diǎn)(650)以及形成第一和/或第二線(760)可包括在單個(gè)步驟中用導(dǎo)電材料(740、750)來填充通孔(920)和溝槽(910)。

在填充凹陷腔之后由一個(gè)或多個(gè)電絕緣層(710、720、730)來覆蓋該結(jié)構(gòu)有利地允許線(760)在與柵極電極(550)和/或有源區(qū)電極(620)隔離的一個(gè)或多個(gè)絕緣層上方被提供。這些線(760)可通過與柵極電極(550)和/或有源區(qū)電極(620)的相應(yīng)的觸點(diǎn)(560、650)相接觸來連接到這些柵極電極(550)和/或有源區(qū)電極(620)。這可例如通過經(jīng)由用導(dǎo)電材料(740、750)填充一個(gè)或多個(gè)通孔(920)和溝槽(910)(作為單個(gè)步驟的一部分)以形成一個(gè)或多個(gè)觸點(diǎn)(560、650)和線(760)來實(shí)現(xiàn)。

在本發(fā)明的各實(shí)施例中，由一個(gè)或多個(gè)電絕緣層(710、720、730)來覆蓋該結(jié)構(gòu)可包括施加蝕刻停止層(etchstoplayer)(710)。

蝕刻停止層(710)是在一些選定的蝕刻條件下足以不被蝕刻的層。蝕刻停止層(710)的使用有利地保護(hù)下面的結(jié)構(gòu)在使用這些蝕刻條件時(shí)不被蝕刻。例如，當(dāng)在第一蝕刻期間蝕刻一個(gè)或多個(gè)通孔(920)時(shí)，蝕刻停止層(710)可被蝕刻，但是當(dāng)在第二蝕刻期間蝕刻一個(gè)或多個(gè)溝槽(910)時(shí)，蝕刻停止層(710)可不被蝕刻。這通過保護(hù)其中沒有通孔(920)被蝕刻的柵極蓋(340)和/或有源區(qū)域蓋(350)從而允許線(760)僅連接到柵極觸點(diǎn)(560)和/或有源區(qū)觸點(diǎn)(650)。

在本發(fā)明的各實(shí)施例中，由一個(gè)或多個(gè)電絕緣層(710、720、730)來覆蓋該結(jié)構(gòu)可包括施加低κ層(low-κlayer)(720)。

低κ介電層(720)有利地提供良好的電絕緣。

在第二方面，本發(fā)明還涉及一種半導(dǎo)體器件，包括：

具有包括柵極介電層(420)和柵極電極(550)的至少一個(gè)柵極堆疊(520)(其在襯底(100)中或襯底(100)上的有源區(qū)上方)以及涂覆該至少一個(gè)柵極堆疊(520)的側(cè)邊緣的間隔體材料(320)的襯底(100)；

在至少一個(gè)柵極堆疊(520)的頂部上的介電材料柵極蓋(340)；

在穿過介電材料柵極蓋(340)的通孔(920)中的至少一個(gè)柵極觸點(diǎn)(560)，該至少一個(gè)柵極觸點(diǎn)(560)借助間隔體材料(320)相對(duì)于至少一個(gè)柵極堆疊(520)自對(duì)準(zhǔn)。

在本發(fā)明的各實(shí)施例中，半導(dǎo)體器件還可包括在至少一個(gè)被涂覆的柵極堆疊(520)旁邊的至少一個(gè)有源區(qū)電極(620)。

在本發(fā)明的各實(shí)施例中，半導(dǎo)體器件還可以包括在穿過有源區(qū)電極(620)的頂部上的介電材料(350)的通孔(920)中的有源區(qū)觸點(diǎn)(650)，該有源區(qū)觸點(diǎn)(650)借助間隔體材料(320)相對(duì)于有源區(qū)電極(620)自對(duì)準(zhǔn)。

在本發(fā)明的各實(shí)施例中，半導(dǎo)體器件可包括多個(gè)相鄰的柵極堆疊(520)，其中至少一個(gè)有源區(qū)電極(620)位于兩個(gè)相鄰的柵極堆疊(520)之間。

在本發(fā)明的各實(shí)施例中，半導(dǎo)體器件還可包括在其長(zhǎng)度的部分上切割至少一個(gè)柵極堆疊(520)的介電材料(330)。

在本發(fā)明的各實(shí)施例中，半導(dǎo)體器件還可包括與至少一個(gè)柵極觸點(diǎn)(560)電接觸的導(dǎo)電材料(740、750)的至少一條第一線(760)。

在本發(fā)明的各實(shí)施例中，半導(dǎo)體器件還可包括與有源區(qū)觸點(diǎn)(650)電接觸的導(dǎo)電材料(740、750)的至少一條第二線(760)。

現(xiàn)在將通過本發(fā)明的若干實(shí)施例的詳細(xì)描述來描述本發(fā)明。顯然，根據(jù)本領(lǐng)域技術(shù)人員的知識(shí)能夠配置本發(fā)明的其他實(shí)施例而不背離本發(fā)明的真正精神和技術(shù)示教，本發(fā)明僅受限于所附權(quán)利要求書的各條款。

將對(duì)晶體管作出參考。這些是具有第一主電極(諸如漏極)、第二主電極(諸如源極)和控制電極(諸如用于控制第一和第二主電極之間的電荷流動(dòng)的柵極)的三端子器件。

示例：在finfet中的自對(duì)準(zhǔn)柵極觸點(diǎn)和有源觸點(diǎn)的形成

襯底(100)被提供，包括具有翅片(fin)(200)的si層、淺溝槽隔離層(sti；310)、覆蓋這些翅片(200)和該sti層的虛設(shè)柵極堆疊氧化物(410)，以及垂直設(shè)置在翅片(200)上的多晶硅虛設(shè)柵極堆疊(510)(參見圖3)。虛設(shè)柵極堆疊(510)由si3n4間隔體材料(320)加蓋。

現(xiàn)在對(duì)圖4作出參考。虛設(shè)柵極堆疊(510)和翅片(200)進(jìn)一步用si3n4間隔體材料(320)來涂覆。

參考圖5，被si3n4涂覆的(320)虛設(shè)柵極堆疊(510)之間的空間用sio2介電材料(610)來填充，并且該結(jié)構(gòu)隨后被平坦化，在虛設(shè)柵極堆疊(510)的頂部停止。隨后相對(duì)于間隔體材料選擇性地切割虛設(shè)柵極堆疊(510)，以便確保線(760)能夠連接到切割式柵極，而沒有短路到相鄰柵極的風(fēng)險(xiǎn)。為此，掩模層(未示出)被施加在結(jié)構(gòu)上，并且切割設(shè)計(jì)被光刻地限定在掩模層中。虛設(shè)柵極堆疊(510)隨后被蝕刻，其中切割式掩模是打開的。相對(duì)于sio2介電材料(610)和si3n4間隔體材料(320)，蝕刻工藝(例如溴基蝕刻)被設(shè)計(jì)成對(duì)于多晶硅虛設(shè)柵極堆疊材料(510)具有選擇性；這種增加的選擇性允許臨界尺寸和覆蓋要求被減少，進(jìn)而允許超過實(shí)際虛設(shè)柵極堆疊(510)尺寸的掩模被使用。切口用碳氧化硅(sioc)介電材料(330)來填充，并且sio2介電材料(610)和虛設(shè)柵極堆疊(510)層上方的覆蓋層在平坦化步驟中被移除。

現(xiàn)在對(duì)圖6作出參考。虛設(shè)柵極堆疊(510)在多個(gè)步驟中由替代柵極堆疊(520)來替代。首先，虛設(shè)柵極堆疊(510)和虛設(shè)柵極堆疊氧化物(410)(例如使用基于四甲基氫氧化銨(tmah)的濕蝕刻)相對(duì)于si3n4間隔體材料(320)和sio2介電材料(610)被選擇性地蝕刻掉。隨后，高κ柵極介電層(420)(例如hfo2)，以及功函數(shù)調(diào)節(jié)金屬(例如tin)層(530)被沉積。最后，用填充金屬(540)(例如w)來填充剩余的溝槽，形成柵極電極(550)，并且任何覆蓋層通過化學(xué)－機(jī)械平坦化(cmp)被移除。

在圖7的方法步驟中，柵極堆疊(520)的所有導(dǎo)電部分(即功函數(shù)調(diào)節(jié)金屬(530)和填充金屬(540))通過干法或濕法蝕刻工藝(例如基于sf6的等離子體蝕刻)相對(duì)于sio2介電材料(610)和si3n4間隔體材料(320)被選擇性地凹陷。在功函數(shù)調(diào)節(jié)金屬(530)與填充金屬(540)之間存在類似的蝕刻率(etchrate)。

在圖8的方法步驟中，用sioc介電柵極蓋(340)來填充凹陷腔，并且覆蓋層被移除。

在圖9的方法步驟中，sio2介電材料(610)和虛設(shè)柵極堆疊氧化物(410)(例如使用高聚合速率基于碳氟化合物的等離子體蝕刻)相對(duì)于si3n4間隔體材料(320)、hfo2高κ柵極介電層(420)和sioc介電蓋(330、340)被選擇性地蝕刻，形成溝槽并且暴露源極和漏極有源區(qū)域(600)。為了將不相關(guān)的有源區(qū)域(600)(例如，n-p或鄰接的單元)彼此隔離，通過用合適的溝槽觸點(diǎn)圖案執(zhí)行穿過中間掩模層(未示出)的蝕刻，僅在sio2介電材料(610)的子部分上執(zhí)行蝕刻。中間掩模層中的圖案可通過光刻工藝(其可在單次曝光(例如電子束或極uv光刻)中印刷所需的特征尺寸)，或者通過多次圖案化工藝(例如雙光刻－雙蝕刻、光刻－光刻凍結(jié)(lithography-lithography-freeze)、自對(duì)準(zhǔn)雙圖案化或四重圖案化)來獲得。通過蝕刻工藝的選擇性，中間圖像在這種情況下再次不限于有源區(qū)域(600)的尺寸，并且圖像可替代地在柵極區(qū)上延伸；柵極電極(550)和有源區(qū)電極(620)之間的隔離將由si3n4間隔體材料(320)保證。

在圖10所示的方法步驟中，與源極和漏極有源區(qū)域(600)進(jìn)行電接觸的有源區(qū)電極(620)通過硅化物、直接接觸或mis接觸方法來形成。金屬阻擋層(630)(諸如tin或wn)被沉積，并且溝槽隨后用鎢(640)來填充。覆蓋層在cmp步驟中被移除。

在圖11所示的方法步驟中，有源區(qū)電極(620)被凹陷，所得到的腔用sioc有源區(qū)域蓋(350)來填充，并且覆蓋層被移除。

在圖12所示的方法步驟中，中間金屬層(700)將通過溝槽優(yōu)先－金屬－硬掩模(trench-first-metal-hardmask)雙鑲嵌(dual-damascene)工藝形成。至此，蝕刻停止層(710)(諸如碳氮化硅(sicn))、低κ電介質(zhì)(720)(諸如sioc或多孔有機(jī)硅酸鹽玻璃)以及氧化物層(730)(諸如sio2)被沉積。隨后，硬掩模(800)(諸如tin硬掩模)被沉積在頂部上，并且對(duì)應(yīng)于中間金屬層(700)的溝槽(910)被圖案化成硬掩模(800)。

在圖13所示的方法步驟中，通孔(920)被蝕刻穿過氧化物(730)、低κ電介質(zhì)(720)和蝕刻停止層(710)蝕刻，同時(shí)最小化對(duì)間隔體材料(320)的侵蝕。這可通過選擇可相對(duì)于間隔體材料(320)被選擇性地蝕刻的蝕刻停止層(710)或者更簡(jiǎn)單地通過將蝕刻停止層(710)被打開之后的過蝕刻時(shí)間(overetchtime)最小化來實(shí)現(xiàn)。

在圖14所示的方法步驟中，硬掩模(800)中的溝槽(910)被向下蝕刻到蝕刻停止層(710)，將蝕刻停止層(710)保留在位。通孔(920)被蝕刻穿過sioc柵極蓋(340)和有源區(qū)域蓋(350)，從而暴露柵極堆疊(520)和有源區(qū)電極(620)。通孔(920)的蝕刻相對(duì)于間隔體材料(320)和蝕刻停止層(710)被選擇性地執(zhí)行；其中對(duì)間隔體材料(320)的選擇性確保了柵極與有源區(qū)觸點(diǎn)(650)之間的隔離距離，而對(duì)蝕刻停止層(710)的選擇性確保了一方面的中間金屬層(700)與另一方面的柵極堆疊(520)和有源區(qū)電極(620)之間的隔離距離。

在圖15所示的方法步驟中，用于形成中間金屬層(700)的溝槽優(yōu)先－金屬－硬掩模雙鑲嵌工藝通過沉積金屬阻擋層(740)并用cu填充金屬(750)填充通孔(920)和溝槽(910)來完成，從而分別獲得柵極和有源區(qū)觸點(diǎn)(560、650)和線(760)。硬掩模可在填充步驟之前或之后被移除。在填充步驟之前將其移除對(duì)于實(shí)際填充而言是更好的，但是找到合適的蝕刻化學(xué)品可能證明是困難的。在填充之后將其移除可例如借助典型的cmp來完成。

可以理解，盡管本文針對(duì)根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備討論了優(yōu)選實(shí)施例、具體結(jié)構(gòu)和配置以及材料，但是可做出形式和細(xì)節(jié)上的各種改變或修改而不背離本發(fā)明的范圍和精神。例如，上面給出的任何分子式僅代表可被使用的步驟。可從框圖中增刪功能，且可在功能框之間互換操作。在本發(fā)明范圍內(nèi)可對(duì)所述方法增刪步驟。