TW201203384A - Self-aligned contacts for field effect transistor devices - Google Patents

Description

201203384 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明涉及半導體場效電晶體。 【先前技術】 半導體場效電晶體（FETs)包含源極、汲極及閘極，其 常常電性地接觸至金屬接點。如果在製造程序中金屬接 點錯位’金屬接點之製造可能導致接點間之短路。 【發明内容】 在本發明之一第一態樣中’形成一場效電晶體之方法 包含：在一基板上形成一閘極堆疊、在該基板上鄰接於 該閘極堆疊之相對側面處，形成一間隙物 '在該基板上 鄰接該閘極堆疊之一第一面上之該間隙物處，形成一矽 化物源極、在該基板上鄰接該閘極堆疊之一第二面之該 間隙物處，形成一矽化物汲極、在該暴露之矽化物源極 區域及該暴露之矽化物汲極區域上，磊晶成長矽、在該 閘極堆疊之一硬遮罩層和該間隙物上，形成—襯墊層、 移除該襯墊層之一部分，以暴露該硬遮罩層之一部分、 移除該硬遮罩層之該等暴露部分，以暴露該閘極堆疊之 一矽層、移除暴露之矽，以暴露該閘極堆疊之一金屬層 之一部份、該矽化物源極區域及該矽化物汲極區域，以 及在該閘極堆疊之該暴露金屬、該暴露之矽化物源極區 201203384 域及該暴露之矽化物汲極區域層之上沉積一導電材料。 在本發明之另一態樣中，一場效電晶體裝置包含：沉 積在一基板上之閘極堆疊、沉積在該閘極堆疊之第一末 端上之第接點部分，沉積在該閘極堆疊之第二末端之 上之第二接點部分，該第一接點部分沉積在離該第二接 點部分之距離d處，而寬度為…之一第三接點部分沉積 在該設備之一源極區域中，該距離（1大於該寬度W。 本發明之該等技術實現額外之諸特徵以及諸優點。本 發明之其他諸實施例以及諸態樣將在此細述，並視為本 所請發明之-部分。為了更加了解本發明之該諸優點及 該諸特徵，可參照該描述及該諸圖示。 【實施方式】 第1A圓和第1B圖分別以剖視圖和上視圖圖示形成場 效電晶體之方法。帛iA 冑示多個沉積在石夕基板ι〇2 上之閘極堆疊100,該基板可包含矽部分及絕緣層上矽 晶（silic0n_on_insulat〇r; s〇I)溝槽部分5〇1 (如下述之第 5A圖所示）。閘極堆疊100順著縱軸X平行排列（如圖 1B所示）。閘極堆疊1〇〇包含介電層1〇4(諸如沉積在基 板102上之高介電值材料）。金屬層1〇6(諸如沉積在介電 層上之氮化鉅）。沉積在金屬層1〇6上之矽層丄⑽及 硬遮罩層11G(諸如沉基在㈣刚上之氮化妙材料間 隙物112在基板102上沿著閘極堆疊1〇〇之側邊形成。 201203384 間隙物112可由如氮化物形成，並可包含任何層數及層 中之任何材料組合。在所圖示之實施例中，間隙物1 i 2 包含兩層間隙金屬。源極區域（S)和汲極區域（D)係形成 在基板1 02上鄰接間隙物112處。源極區域和汲極區域 包含矽化物114(諸如在源極區域和没極區域上形成之二 矽化鎢或二矽化鎳）。 第2A圖和第2B圖圖示後續在源極區域和汲極區域之 暴露之石夕化物114上’矽磊晶成長之所得構造。磊晶成 長產生由矽化物114所延伸之暴露矽區域2〇2。 第3A圖和第3B圖圖示後續在閘極堆疊1 00、矽區域 202及間隙物112上，沉積襯墊層3 02之所得構造。襯 墊層3 02可包含如氧化層者。 第4A圖和第4B圖圖示後續將襯墊層3 02之一部分移 除’以暴露石夕區域202之部分後的所得構造。襯整層302 之該0戸刀可藉由（諸如化學機械拋光（chemical mechanical polishing; CMP)或其他合適之機械或化學程 序所移除）。 第5A圖和第5B圖圖示後續將襯墊層3 〇2之多部分移 除，以暴露硬遮罩層11〇之部分後的所得構造。移除襯 墊層302之一部分，形成由硬遮罩層110及襯墊層3 02 所定義之之空腔502。 第6A圖和第6B圖圖示後續將硬遮罩層11〇之暴露部 分移除，而暴露矽層1 〇8之部分後的所得構造。硬遮罩 層之暴露部分可藉由蝕刻程序（諸如反應性離子蝕 201203384 刻（咖Uve ion etching;腿）或其他用以触刻硬遮罩層 11 〇材料之合適蝕刻程序）所移除。 第7A圖、第7B圖和第7C圖圖示後續將（圖6A之） 矽層（圖6B之）108之暴露部分和矽區域2〇2移除之所 得構造。暴露之矽可藉由(諸如用以移除矽之應程序或 任何其他合適之）蝕刻程序所移除。矽層108之多個暴露 部分之移除，暴露金屬層1〇6之部分，且增加空腔5〇2 之深度，使空腔502由襯墊層302、間隙物u 2及金屬 層1〇6所定義。而石夕區域2〇2之移除，暴露石夕化物ιΐ4 源極區域和汲極區域，並在襯墊層3〇2中形成空腔7〇2。 空腔702係由襯墊層302及矽化物114所定義。 第8A圖、第8B圖和第8C圖圖示後續在（第7a圖 和第7C圖之）空腔5〇2及空腔7〇2内形成導電接點8〇2 及8〇2a之所得構造。導電接點802及802a可藉由在空 腔502及空腔702内並在暴露之襯墊層3〇2上，沉積一 層金屬材料（諸如銀、金或鋁）所形成。拋光程序（諸如 CMP或其他合適程序）可用來由襯墊層3〇2移除金屬材 料’且在其他實施例中’可用來自襯墊層302之一部分 移除金屬材料’以定義接點802及802a。接點802及802a 和裝置之源極、汲極及閘極（G)區域電性地接觸。 參閱第8B圖，源極及汲極區域接點802沿著如線8C 所示之橫軸排列，線8C係與（第1B圖之）閘極堆疊1〇〇 縱軸X相垂直’且和閘極堆疊1 〇〇之中間相交。閘極區 域接點802g沿如直線8A及直線y所示之平行轴排列， 201203384 該等直線和平行閘極堆疊100之縱軸χ相垂直。閘極區 域接點802g在㈣堆疊之末端以距離d相隔。源極及沒 極區域接點802之寬度。在所圖示之實施例中，該 距離d大於該寬度w。閘極區域接點叫距離源極由淡 極區域接點802之偏移量，減少製造程序中接點謝及 802g間短路之發生。 本文之用語僅用來描述特定實施例，而並非意欲限制 本發明。本文所使用單數形「―」及「該」亦意欲包含 複數形，除非上下文有清楚地指出。應理解，在此說明 書中所使用之術語「包含」及/或「包括」指明所具有之 特徵、整體、步驟、操作、要素及/或元件，但非排除一 或多個其他特徵、整體、步驟、操作、要素元件及/或其 群體之呈現或添加。 以下請求項中之所有手段或步驟功能用語元件之相應 結構、材料、動作、及均等物，意欲包含任何用於執行 該功能之相應結構、材料、動作與其他㈣所請求元件 之組合。本發明所揭示内容之目的係在於圖示及描述， 並非意欲為詳錢底之“或將本發明侷隨所揭示之 形式。許多^偏離本發明之料及精神之修改及變化對 於熟習此項技藝者乃基昏％且a 者乃顯而易見。所選擇描述之實施例係 為能最佳地解釋發明原理及實際應用者，且為使其他熟 習此項技藝者能理解本發明具有適於所_之特殊用途 之各式變化之各式實施例。 本文為綠之流程圖僅為—示例。本文描述之流程圖或 201203384 '驟（或操作）可有許多*偏離該發明 變化。例如’可依不同順序執行步驟：可；、？ 或修改步驟。所有此等變…增加刪除 案已描述該發明之較佳實施例，應理解熟習此 可在現在及未來進行各式以以下請求項之範 卩進及增強。此等請求項應被轉成，得以為被 首-人描述之發明維持適當的保護。 圖式簡單說明】 在本說明書最後之諸請求項中，特別指出並明確地請 求被視為本發明之標的。根據以上結合附圖之詳細描 述’本案之前述與其他諸特徵和諸優點將更加顯而易 見，其中： 第1A圖至第8C圖圖示形成一場效電晶體裝置之一方 法和一所得構造。 【主要元件符號說明】 100 閘極堆疊 102 矽基板/基板 104 介電層 106 金屬層 108 矽層 110 硬遮罩層 112 間隙物 114 矽化物 202 石夕區域 302 襯墊層 501 絕緣層上矽晶溝槽 部分 502 空腔 201203384 702 8〇2g 空腔 802 導電接點 導電接點 10

Claims (1)

1. 201203384 七、申請專利範圍·· 1. 一種形成一場效電晶體之方法，該方法包含以下步 驟： 在一基板上形成一閘極堆疊； 在該基板上鄰接該閘極堆疊之相對侧面處，形成一 間隙物； 在該基板上鄰接在該閘極堆疊之一第一面上的該間 隙物處，形成一矽化物源極； 在該基板上鄰接該閘極堆疊之一第二面上的該間隙 物處，形成一矽化物汲極； 在該暴露之矽化物源極區域及該暴露之矽化物汲極 區域上，遙晶成長珍； 在該閘極堆疊之一硬遮罩層和該間隙物上，形成一 襯墊層； 移除該襯墊層之一部分，以暴露該硬遮罩層之一部 分； 移除該硬遮罩層之該等暴露部分，以暴露該閘極堆 疊之一矽層； 移除暴露之矽，以暴露該閘極堆疊之一金屬層之一 部份、該矽化物源極區域及該矽化物汲極區域丨以及 在該閘極堆疊之該暴露金屬層、該暴露之矽化物源 極區域及該暴露之矽化物汲極區域上，沉積一導電材 料。 201203384 * 2.如呀求項1所述之方法，其中該矽化物源極區域及 . 該矽化物汲極區域與一第一軸對準，該第一軸垂直 對準於該閘極堆疊。 如吻求項2所述之方法，其中該閘極堆疊之該硬遮 罩層之該暴露部分與一第二轴對準，該第二轴平行 對準於該第一軸。 4. 如請求項丨所述之方法，其中該閘極堆疊包含：沉 積在該基板上之一介電層、沉積在該介電層上之該 金屬層、沉積在該金屬層上之該矽層，以及沉積在 該係層上之該硬遮罩層。 5. 如請求項i所述之方法，其中該間隙物包含一氮化 物材料；或其中該間隙物包含一第一氮化物層及一 第一氮化物層。 6·如請求項丨所述之方法，其中移除該襯墊層之該部 分以暴露該硬遮罩層之一部分之步驟，形成由該襯 墊層及該硬遮罩層之該暴露部分所定義之一空腔； 或其中移除該暴露之矽之步驟，形成由該襯墊層及 該石夕化物沒極所定義之一空腔。 7.如請求項1所述之方法，其中該基板包含一矽區域 和一絕緣層上石夕晶（silicon-on-insulator; SOI)溝槽區 ：» 域’或其中該源極區域及該没極區域係在該基板之 一石夕區域上，且該閘極堆疊之該暴露金屬區域係在 12 201203384 該基板之一 SOI區域上。 8.如請求項1所述之方法，其中該襯墊層係在該磊晶 成長之矽之上形成，且該方法更進一步包含以下步 驟.在移除該襯墊層之一部分以暴露該硬遮罩層之 一部分前，移除該襯墊層之一部分和該磊晶成長之 矽之—部分；或其中該襯墊層之該部分及該磊晶成 長之矽之該部分係由一化學機械拋光程序所移除。 •如凊求項1所述之方法，其中該暴露之矽係以一反 應性離子蝕刻所移除；或其中該硬遮罩層之該等暴 露部分係以一反應性離子蝕刻所移除。 10.-種場效電晶體裝置，該裝置包含： 沉積在—基板上之一閘極堆疊； 沉積在該閘極堆疊上之一第一末端上之一第一接 點部分； 儿積在該閘極堆疊上之一第二末端上之一第二接 點部分，該第一接部分沉積在離該第二接點部分之— 距離d處；以及 沉積在該裝置之一源極區域中、寬度為…之一第三 接點部分，該距離d大於該寬度w。 如請求項U)所述之裝置，其中該第一接點部分及 該第二接點部分與該閘極堆疊之一金屬層接觸。 12·如請求項1〇所述之裝置，其中該裝置包含沉積在 13 201203384 該裝置之一汲極區域中、寬度為W的一第四接點部 分。 13. 如請求項10所述之裝置，其中該源極區域包含一 石夕化物材料。 14. 如請求項10所述之裝置，其中該第三接點部分係 沿一橫軸排列，該橫軸對準該閘極堆疊之一中間橫 截軸。 15. 如請求項10所述之裝置，其中該閘極堆疊包含： 沉積該在基板上之一介電層、沉積該在介電層上之 一金屬層、沉積在該金屬層上之該矽層，以及沉積 在該係層上之該硬遮罩層。 14