本發(fā)明實(shí)施例涉及鰭狀場(chǎng)效晶體管器件。

背景技術(shù)：

由于半導(dǎo)體器件的柵極寬度與溝道長(zhǎng)度持續(xù)縮減，非平面或三維的場(chǎng)效晶體管結(jié)構(gòu)(field effect transistor structure)，例如具有向上延伸的垂直鰭板的鰭狀場(chǎng)效晶體管(fin-type field effect transistor，F(xiàn)inFET)，已被發(fā)展用以提高晶體管的操作速度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

一種鰭狀場(chǎng)效晶體管器件包括襯底、至少一柵極堆疊結(jié)構(gòu)、多個(gè)間隔物、源極與漏極區(qū)域、介電層、至少一鞘結(jié)構(gòu)以及至少一金屬連接結(jié)構(gòu)。至少一柵極堆疊結(jié)構(gòu)配置在襯底上。多個(gè)間隔物配置在至少一柵極堆疊結(jié)構(gòu)的側(cè)壁上。源極與漏極區(qū)域配置于襯底內(nèi)，且分設(shè)在至少一柵極堆疊結(jié)構(gòu)的相對(duì)側(cè)。介電層配置在襯底的上方以及至少一柵極堆疊結(jié)構(gòu)上，其中介電層包括暴露出源極與漏極區(qū)域的至少一接觸開口。至少一鞘結(jié)構(gòu)配置于至少一接觸開口內(nèi)。至少一金屬連接結(jié)構(gòu)配置于至少一鞘結(jié)構(gòu)以及至少一接觸開口內(nèi)，其中至少一金屬連接結(jié)構(gòu)連接至源極與漏極區(qū)域。

附圖說明

根據(jù)以下的詳細(xì)說明并配合附圖以了解本發(fā)明實(shí)施例。應(yīng)注意的是，根據(jù)本產(chǎn)業(yè)的一般作業(yè)，各種特征并未按照比例繪制。事實(shí)上，為了清楚說明，可能任意的放大或縮小器件的尺寸。

圖1為依據(jù)一些本發(fā)明實(shí)施例的鰭狀場(chǎng)效晶體管器件的剖面示意圖。

圖2A到圖2G為依據(jù)一些本發(fā)明實(shí)施例的鰭狀場(chǎng)效晶體管器件的制造方法的各種階段所形成的鰭狀場(chǎng)效晶體管器件的剖面示意圖。

圖3為依據(jù)一些本發(fā)明實(shí)施例的鰭狀場(chǎng)效晶體管器件的制造方法的處理步驟的示例性流程圖。

附圖標(biāo)號(hào)說明：

10：鰭狀場(chǎng)效晶體管器件；

102：襯底；

104：溝道區(qū)；

110：柵極堆疊結(jié)構(gòu)；

110a：柵極堆疊結(jié)構(gòu)的頂表面；

112：側(cè)壁；

114：柵極介電條；

116：柵極電極條；

118：硬掩模條；

120：間隔物；

125：源極與漏極區(qū)域；

130：介電層；

130a：介電層的頂表面；

131：經(jīng)圖案化的介電層；

131a：經(jīng)圖案化的介電層的頂表面；

132：接觸開口；

132b：接觸開口的側(cè)壁；

134：黏著層；

135：鞘結(jié)構(gòu)；

140：金屬連接結(jié)構(gòu)；

140a：金屬連接結(jié)構(gòu)的頂表面；

142：頂蓋層；

150：掩模圖案；

152：孔洞；

D：頂部尺寸；

P：間距；

S300、S302、S304、S306、S308、S310：步驟。

具體實(shí)施方式

以下公開內(nèi)容提供了許多用于實(shí)現(xiàn)所提供主題的不同特征的不同實(shí)施例或?qū)嵗?。下面描述了組件和布置的具體實(shí)例以簡(jiǎn)化本發(fā)明實(shí)施例。當(dāng)然，這些僅僅是實(shí)例，而不旨在限制本發(fā)明實(shí)施例。例如，在以下描述中，在第二部件上方或者上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件形成為直接接觸的實(shí)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(shí)施例。此外，本發(fā)明實(shí)施例可在各個(gè)實(shí)例中重復(fù)參考標(biāo)號(hào)和/或字母。此重復(fù)是為了簡(jiǎn)單和清楚的目的，并且其本身不指示所討論的各個(gè)實(shí)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”、“上部”等的空間相對(duì)術(shù)語(yǔ)，以便于描述如圖所示的一個(gè)元件或部件與另一個(gè)(或另一些)元件或部件的關(guān)系。除了圖中所示的方位外，空間相對(duì)術(shù)語(yǔ)旨在包括器件在使用或操作中的不同方位。裝置可以以其他方式定向(旋轉(zhuǎn)90度或在其他方位上)，而在此使用的空間相對(duì)描述符可以同樣地作相應(yīng)的解釋。

本發(fā)明實(shí)施例描述一種鰭狀場(chǎng)效晶體管器件的示例性制造方法及由此方式所形成的鰭狀場(chǎng)效晶體管器件。鰭狀場(chǎng)效晶體管器件例如是形成在單晶體半導(dǎo)體襯底(monocrystalline semiconductor substrate)上，例如在一些實(shí)施方式中的基體硅襯底(bulk silicon substrate)。在一些實(shí)施方式中，做為替代，鰭狀場(chǎng)效晶體管器件例如形成在絕緣層上有硅(silicon-on-insulator，SOI)襯底或絕緣層上有鍺(Ge-on-insulator，GOI)襯底上。另外，依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，硅襯底例如包括其他導(dǎo)電層、摻雜區(qū)或其他半導(dǎo)體器件(諸如：晶體管、二極管或類似物等)。本發(fā)明實(shí)施例旨在提供進(jìn)一步的解釋，但不用于限制其范圍。

圖1為依據(jù)一些本發(fā)明實(shí)施例的鰭狀場(chǎng)效晶體管器件的剖面示意圖。在圖1中，鰭狀場(chǎng)效晶體管器件10包括形成在襯底102上的至少一柵極堆疊結(jié)構(gòu)110，形成在柵極堆疊結(jié)構(gòu)110的相對(duì)側(cè)壁112上的多個(gè)間隔物120，以及位于襯底102內(nèi)并分設(shè)在柵極堆疊結(jié)構(gòu)110的相對(duì)兩側(cè)的源極與漏極區(qū)域125。鰭狀場(chǎng)效晶體管器件10還包括位于間隔物120以及柵極堆疊結(jié)構(gòu)110上方并覆蓋間隔物120以及柵極堆疊結(jié)構(gòu)110的經(jīng)圖案化的介電層131、與源極與漏極區(qū)域125相連接的至少一金屬連接結(jié)構(gòu)140以及位于金屬連接結(jié)構(gòu)140與間隔物120之間和位于金屬連接結(jié)構(gòu)140與經(jīng)圖案化的介電層131之間的鞘結(jié)構(gòu)135。在一些實(shí)施方式中，柵極堆疊結(jié)構(gòu)110包含多晶硅柵極結(jié)構(gòu)或替換金屬柵極結(jié)構(gòu)(replacement metal gate structure)。在一些實(shí)施方式中，位在間隔物120與柵極堆疊結(jié)構(gòu)110旁邊的源極與漏極區(qū)域125包含應(yīng)變?cè)礃O與漏極區(qū)域(strained source and drain regions)。鰭狀場(chǎng)效晶體管器件10將設(shè)置于襯底102的隔離結(jié)構(gòu)(未示出)之間。在一些實(shí)施方式中，鰭狀場(chǎng)效晶體管器件10為P型的鰭狀場(chǎng)效晶體管器件(p-type FinFET device)。在一些實(shí)施方式中，鰭狀場(chǎng)效晶體管器件10為N型的鰭狀場(chǎng)效晶體管器件(n-type FinFET device)。

圖2A到圖2G為依據(jù)一些本發(fā)明實(shí)施例的鰭狀場(chǎng)效晶體管器件的制造方法的各種階段所形成的鰭狀場(chǎng)效晶體管器件的剖面示意圖。請(qǐng)參照?qǐng)D2A，提供形成有至少一柵極堆疊結(jié)構(gòu)110與源極與漏極區(qū)域125的襯底102。在一些實(shí)施方式中，襯底102例如是單晶體半導(dǎo)體襯底或SOI襯底。在一些實(shí)施方式中，襯底102例如是硅襯底。在一些實(shí)施方式中，在襯底102上形成一個(gè)或多個(gè)柵極堆疊結(jié)構(gòu)110，且柵極堆疊結(jié)構(gòu)110為排列成彼此平行的條狀結(jié)構(gòu)(strip-shaped structures)。圖2A僅示出兩個(gè)柵極堆疊結(jié)構(gòu)110用以說明本發(fā)明實(shí)施例，然其并非旨在限制本發(fā)明實(shí)施例中柵極堆疊結(jié)構(gòu)110的數(shù)量。在一些實(shí)施方式中，柵極堆疊結(jié)構(gòu)110包括多晶硅柵極結(jié)構(gòu)或替換金屬柵極結(jié)構(gòu)。在一些實(shí)施方式中，柵極堆疊結(jié)構(gòu)110包括柵極介電條(gate dielectric strip)114、位于柵極介電條114上的柵極電極條(gate electrode strip)116以及位于柵極電極條116上的硬掩模條(hard mask strip)118。此外，還有位在柵極堆疊結(jié)構(gòu)110的相對(duì)側(cè)壁112上的多個(gè)間隔物120。在一些實(shí)施方式中，形成柵極堆疊結(jié)構(gòu)110的方式包括先形成柵極介電層(未示出)，在其上方依序地沉積柵極電極層(未示出)與硬掩模層(未示出)，再圖案化硬掩模層、柵極電極層以及柵極介電層，以形成柵極介電條114、柵極電極條116以及硬掩模條118。柵極電極條116的材料包括經(jīng)摻雜或未經(jīng)摻雜的多晶硅或含金屬的導(dǎo)電材料。含金屬的導(dǎo)電材料包括鋁(aluminum，Al)、銅(copper，Cu)、鎢(tungsten，W)、鈷(cobalt，Co)、鈦(titanium，Ti)、鉭(tantalum，Ta)、銥(ruthenium，Ru)、氮化鈦(TiN)、鋁鈦合金(TiAl)d、氮化鋁鈦(TiAlN)、氮化鉭(TaN)、碳化鉭(TaC)、硅化鎳(NiSi)、硅化鈷(CoSi)或其組合。在一些實(shí)施方式中，柵極介電條114的材料包括氧化硅(silicon oxide)、氮氧化硅(silicon oxynitride)、氮化硅(silicon nitride)或其組合。在一些實(shí)施方式中，柵極介電條114的材料包括高介電常數(shù)(high-k)的介電材料，并且高介電常數(shù)的介電材料具有大于約7.0的介電常數(shù)并包括金屬氧化物或鉿(hafnium，Hf)、鋁(Al)、鋯(zirconium，Zr)、鑭(lanthanum，La)、鎂(magnesium，Mg)、鋇(barium，Ba)、鈦(Ti)、鉛(lead，Pb)的硅酸鹽或其組合。取決于鰭狀場(chǎng)效晶體管器件10為P型的鰭狀場(chǎng)效晶體管器件或N型的鰭狀場(chǎng)效晶體管器件，柵極介電條114和/或柵極電極條116的材料是根據(jù)產(chǎn)品要求來選擇。在一個(gè)實(shí)施方式中，硬掩模條118例如是由氮化硅、氧化硅或其組合所形成。在一些實(shí)施方式中，間隔物120為單層或多層結(jié)構(gòu)。在特定實(shí)施方式中，間隔物120的材料包括氮化硅、氮氧化硅、上述的組合或其他合適的材料。在一些實(shí)施方式中，形成間隔物120的方式包括沉積一層介電材料的毯式層(a blanket layer of a dielectric material)(未示出)后對(duì)其執(zhí)行各向異性刻蝕工藝，以在柵極堆疊結(jié)構(gòu)110的相對(duì)側(cè)壁112上形成間隔物120。

在圖2A中，在襯底102內(nèi)形成源極與漏極區(qū)域125，且源極與漏極區(qū)域125位在間隔物120與柵極堆疊結(jié)構(gòu)110旁邊。在一些實(shí)施方式中，源極與漏極區(qū)域125包含應(yīng)變?cè)礃O與漏極區(qū)域或升起式外延源極與漏極區(qū)域(raised epitaxial source and drain regions)。在一些實(shí)施方式中，形成源極與漏極區(qū)域125的方式包括以一種或多種各向同性刻蝕與各向異性刻蝕工藝對(duì)將做為源極與漏極區(qū)域所在的位置的部分襯底102進(jìn)行圖案化(向下刻蝕，例如挖出凹槽)，再將應(yīng)變材料(未示出)填入襯底102的凹槽部分。當(dāng)溝道區(qū)104位于分設(shè)在柵極堆疊結(jié)構(gòu)110的相對(duì)側(cè)的源極與漏極區(qū)域125之間，溝道區(qū)104可以是受應(yīng)力的(strained)或是受壓力的(stressed)，以增加器件的載流子遷移率并提高器件的性能。在一些實(shí)施方式中，一些源極與漏極區(qū)域125與襯底表面基本上共平面(substantially coplanar)或是從襯底表面稍微突出。在一些特定實(shí)施方式中，當(dāng)鰭狀場(chǎng)效晶體管器件10為P型的鰭狀場(chǎng)效晶體管器件，應(yīng)變材料包括硅鍺(silicon germanium，SiGe)；或者，當(dāng)鰭狀場(chǎng)效晶體管器件10為N型的鰭狀場(chǎng)效晶體管器件，應(yīng)變材料包括碳化硅(silicon carbide，SiC)。在一些實(shí)施方式中，利用循環(huán)沉積刻蝕外延生長(zhǎng)工藝(cyclic deposition-etch(CDE)epitaxy process)或選擇性地外延生長(zhǎng)工藝(selective epitaxial growth(SEG)process)來形成源極與漏極區(qū)域125，以使源極與漏極區(qū)域125形成具有高晶體質(zhì)量的應(yīng)變材料。在一些實(shí)施方式中，源極與漏極區(qū)域125是應(yīng)變?cè)礃O與漏極區(qū)域，且源極與漏極區(qū)域125的材料包括通過選擇性地外延生長(zhǎng)工藝以臨場(chǎng)摻雜(in-situ doping)形成的摻雜硼的硅鍺(boron-doped silicon germanium)。在一些實(shí)施方式中，源極與漏極區(qū)域125可選地以金屬硅化物(silicidation)工藝而形成的金屬硅化物層(未示出)。

在圖2B中，在襯底102上方形成介電層130，且介電層130覆蓋柵極堆疊結(jié)構(gòu)110、間隔物120以及源極與漏極區(qū)域125。在一些實(shí)施方式中，介電層130是層間介電層(inter-layer dielectric(ILD)layer)。在一些實(shí)施方式中，形成介電層130以填充柵極堆疊結(jié)構(gòu)110之間的間隙，直至介電層130的頂表面130a高于柵極堆疊結(jié)構(gòu)110的頂表面110a。在一些實(shí)施方式中，介電層130包括選自氧化硅、氮化硅、碳化硅、氮碳化硅(silicon carbonitride，SiCN)或低介電常數(shù)(low-k)的介電材料中的至少一介電材料，且低介電常數(shù)的介電材料具有小于約4.0的介電常數(shù)并包括以等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(plasma-enhanced chemical vapor deposition，PECVD)或旋涂法(spin-on method)所形成的含碳氧化物或硅酸鹽玻璃(silicate glass)。在形成介電層130后，在介電層130上形成具有多個(gè)孔洞152的掩模圖案150。在后續(xù)工藝中，掩模圖案150是用于作為刻蝕掩模，用于刻蝕位于下方的介電層130。在一些實(shí)施方式中，掩模圖案150包括光刻膠材料(photoresist material)?？锥?52的位置對(duì)應(yīng)于后續(xù)形成的接觸開口的預(yù)定位置。

請(qǐng)參照?qǐng)D2C，通過刻蝕介電層130(圖2B)，介電層130被部分移除，以在源極與漏極區(qū)域125的上方形成多個(gè)接觸開口132。在一些實(shí)施方式中，介電層130被刻蝕直至暴露出源極與漏極區(qū)域125，且經(jīng)圖案化的介電層131仍覆蓋柵極堆疊結(jié)構(gòu)110。在一些實(shí)施方式中，掩模圖案150(圖2B)在刻蝕介電層130的過程中被移除，或是在刻蝕完介電層130后被移除。在一些特定實(shí)施方式中，接觸開口132的形成(即：介電層130的刻蝕)包括一個(gè)或多個(gè)各向異性刻蝕工藝、反應(yīng)性離子刻蝕(reactive ion etching，RIE)工藝或其組合。依據(jù)介電層130、硬掩模條118和/或間隔物120所選定的材料來調(diào)整刻蝕速率及刻蝕選擇性，使介電層130被向下刻蝕，以暴露出源極與漏極區(qū)域125及間隔物120，并最小化被移除的間隔物120與硬掩模條118。在一些實(shí)施方式中，由于接觸開口132的高深寬比(high aspect ratio)，使得其刻蝕工藝窗口較小，而于介電層130和/或間隔物120發(fā)生過度刻蝕(over-etching)，使得接觸開口132的頂部分變得較寬。在一些實(shí)施方式中，接觸開口132的頂部尺寸D稍大于柵極堆疊結(jié)構(gòu)110間的間距P。在一些實(shí)施方式中，接觸開口132位于兩個(gè)最相鄰的柵極堆疊結(jié)構(gòu)110之間，且部分的源極與漏極區(qū)域125及間隔物120被接觸開口132暴露出來。在一些特定實(shí)施方式中，接觸開口132的形狀(以俯視角度看來)可由掩模圖案的設(shè)計(jì)來決定，且根據(jù)產(chǎn)品要求，其可以是圓形、橢圓形、四邊形或任何多邊形形狀。這里所描述的接觸開口可以是圓形或多邊形孔，或是在襯底102上沿著長(zhǎng)度方向延伸的溝槽。

在一些實(shí)施方式中，如圖2D所示，在介電層130的刻蝕之后，于襯底102上形成毯式的黏著層134，且黏著層134是基本上共形于上方描述結(jié)構(gòu)的構(gòu)形(topology)，即：被暴露出的源極與漏極區(qū)域125、間隔物120以及位于柵極堆疊結(jié)構(gòu)110上方的經(jīng)圖案化的介電層131。在一些特定實(shí)施方式中，黏著層134是基本上共形于接觸開口132的外型輪廓(profiles)，并平均地覆蓋接觸開口132的側(cè)壁132以及源極與漏極區(qū)域125。在一些實(shí)施方式中，黏著層134的材料可以是相同或不同于間隔物120的材料，且黏著層134的材料包括氮化硅、氮氧化硅、氮碳化硅或其組合。在一些實(shí)施方式中，黏著層134的形成包括原子層沉積法(atomic layer deposition，ALD)或等離子體增強(qiáng)原子層沉積法(plasma-enhanced atomic layer deposition，PEALD)，且黏著層134的具有約5埃(angstrom，)至10埃范圍內(nèi)的厚度。

圖2E為部分鰭狀場(chǎng)效晶體管器件10的剖面示意圖，且圖2E’為依據(jù)一些特定實(shí)施方式中的部分鰭狀場(chǎng)效晶體管器件10的剖面示意圖。在圖2E中，刻蝕上述共形的黏著層134(圖2D)，通過移除位于源極與漏極區(qū)域125上方的黏著層134和位于經(jīng)圖案化的介電層131上方的黏著層134，以形成位在接觸開口132的側(cè)壁132B上的鞘結(jié)構(gòu)135。在一些特定實(shí)施方式中，位于接觸開口132的側(cè)壁132B上的鞘結(jié)構(gòu)135(即：剩余的黏著層134)覆蓋間隔物120以及部分的經(jīng)圖案化的介電層131，但暴露出源極與漏極區(qū)域125。如圖2E'所示，在一個(gè)實(shí)施方式中，以圓形的接觸開口為例，鞘結(jié)構(gòu)135看似一個(gè)中空的圓圈(a hollow circle)且形狀類似沿著接觸開口132布置的封閉墻壁結(jié)構(gòu)(a circled wall structure)，以暴露出源極與漏極區(qū)域125。在一些實(shí)施方式中，鞘結(jié)構(gòu)135的形成(即：共形的黏著層134的刻蝕)包括一個(gè)或多個(gè)各向異性刻蝕工藝。在一些特定實(shí)施方式中，通過調(diào)整一個(gè)或多個(gè)各向異性刻蝕工藝中的刻蝕氣體流率、壓力和/或刻蝕溫度，共形的黏著層134的刻蝕可被控制，以最小損傷(least damages)來選擇性移除位于源極與漏極區(qū)域125和經(jīng)圖案化的介電層131上方的黏著層134，使得經(jīng)圖案化的介電層131的頂表面131a以及源極與漏極區(qū)域125被暴露出來。通過粘著層134覆蓋間隔物120以及經(jīng)圖案化的介電層131所提供的更好保護(hù)，刻蝕工藝窗口變大。在一個(gè)實(shí)施方式中，是基于執(zhí)行各向異性刻蝕工藝來選擇黏著層134的材料，使得位于源極與漏極區(qū)域125上方的黏著層134可被選擇性地刻蝕直至暴露出源極與漏極區(qū)域125，而位于間隔物120以及經(jīng)圖案化的介電層131上的黏著層134依舊被保留，用以提供更好絕緣(better insulation)。也就是說，位于接觸開口132內(nèi)的鞘結(jié)構(gòu)135(即：剩余的黏著層134)加強(qiáng)柵極堆疊結(jié)構(gòu)110與后續(xù)形成的金屬連接結(jié)構(gòu)或接點(diǎn)之間的隔離(isolation)與絕緣(insulation)。如上述，在一些實(shí)施方式中，在接觸開口132的形成過程中，介電層130和/或間隔物120可被過度刻蝕或甚至被下拉(pulled down)，且后續(xù)形成的黏著層134進(jìn)一步覆蓋介電層130及間隔物120來加強(qiáng)柵極堆疊結(jié)構(gòu)110的隔離。因此，形成接觸開口132的在線控制(in-line control)變得較佳，且形成金屬連接結(jié)構(gòu)或接點(diǎn)的工藝窗口也變大。

在一些實(shí)施方式中，在形成鞘結(jié)構(gòu)135之后，在接觸開口132內(nèi)形成金屬連接結(jié)構(gòu)140，如圖2F所示。在一些實(shí)施方式中，形成金屬材料(未示出)以填充接觸開口132并覆蓋經(jīng)圖案化的介電層131，執(zhí)行諸如化學(xué)機(jī)械研磨(chemical mechanical polishing，CMP)工藝等的平坦化工藝以移除在經(jīng)圖案化的介電層131上方的部分金屬材料，而位于接觸開口132內(nèi)與源極與漏極區(qū)域125上方的金屬材料則作為金屬連接結(jié)構(gòu)140。在平坦化工藝后，金屬連接結(jié)構(gòu)140的頂表面140a與經(jīng)圖案化的介電層131的頂表面131a基本上共平面。在一些實(shí)施方式中，金屬連接結(jié)構(gòu)140的材料包括鎢(W)、銅(Cu)、其組合或其他具有合適電阻與間隙填充能力(gap-fill capability)的金屬材料。在一個(gè)實(shí)施方式中，金屬連接結(jié)構(gòu)140包括鎢，并且是通過濺射(sputtering)、化學(xué)氣相沉積法(chemical vapor deposition，CVD)、電化學(xué)電鍍法(electrochemical plating，ECP)等工藝而形成。在圖2F中，鞘結(jié)構(gòu)135位在金屬連接結(jié)構(gòu)140與間隔物120之間以及金屬連接結(jié)構(gòu)140與經(jīng)圖案化的介電層131之間；且通過鞘結(jié)構(gòu)135、間隔物120以及經(jīng)圖案化的介電層131，金屬連接結(jié)構(gòu)140與柵極堆疊結(jié)構(gòu)110彼此隔離。金屬連接結(jié)構(gòu)140電性連接至源極與漏極區(qū)域125，并至少通過鞘結(jié)構(gòu)135、間隔物120以及經(jīng)圖案化的介電層131，與柵極堆疊結(jié)構(gòu)110電性絕緣。在一些特定實(shí)施方式中，通過介電層134與鞘結(jié)構(gòu)135的形成而提供的較佳隔離，使得鰭狀場(chǎng)效晶體管器件的可靠性與產(chǎn)率獲得改善，并提升芯片的測(cè)試結(jié)果諸如電路探針測(cè)試結(jié)果(circuit probe testing results)。此外，透過黏著層的形成，能夠允許得到更小的金屬連接結(jié)構(gòu)的臨界尺寸(critical dimension，CD)。

在圖2G中，選擇性地在金屬連接結(jié)構(gòu)140及經(jīng)圖案化的介電層131的上方形成頂蓋層142。在一些實(shí)施方式中，頂蓋層142作為刻蝕停止層，且頂蓋層142的材料包括氮化物。

在上述本發(fā)明實(shí)施例中，控制接觸開口132的刻蝕輪廓以避免損失過多的間隔物120和/或介電層130，且黏著層更進(jìn)一步地將金屬堆疊結(jié)構(gòu)從金屬連接結(jié)構(gòu)隔離開來。因此，對(duì)于小尺寸的器件來說，可以形成具有較好隔離性且具有較小特征尺寸的金屬連接結(jié)構(gòu)，使得器件的可靠性獲得改善且提升器件的性能。此外，依據(jù)上述本發(fā)明實(shí)施例，由于刻蝕工藝窗口變大，金屬連接結(jié)構(gòu)可精確地對(duì)準(zhǔn)連接至源極與漏極區(qū)域。

圖3為依據(jù)一些本發(fā)明實(shí)施例的鰭狀場(chǎng)效晶體管器件的制造方法的處理步驟的示例性流程圖。

雖然上述的方法的處理步驟是以一系列的動(dòng)作或事件做為示例以進(jìn)行說明，但應(yīng)當(dāng)理解的是，這些動(dòng)作與事件的說明順序不應(yīng)解釋為具備任何限制性的意義。此外，并非所有經(jīng)說明的工藝或步驟皆需于一個(gè)或多個(gè)的本發(fā)明實(shí)施例中具以實(shí)行。

在步驟S300中，提供具有至少一柵極堆疊結(jié)構(gòu)以及源極與漏極區(qū)域的襯底，其中于上方形成有多個(gè)側(cè)壁間隔物的至少一柵極堆疊結(jié)構(gòu)是形成在襯底上以及源極與漏極區(qū)域是形成于襯底內(nèi)。襯底是硅襯底或SOI襯底。在步驟S302中，形成介電層于襯底上方，且介電層覆蓋柵極堆疊結(jié)構(gòu)、側(cè)壁間隔物以及源極與漏極區(qū)域。在步驟S304中，圖案化介電層，以形成位于源極與漏極區(qū)域上方的多個(gè)接觸開口。在步驟S306中，形成黏著層于襯底上，且黏著層是共形地(conformally)覆蓋多個(gè)接觸開口以及經(jīng)圖案化的介電層。在步驟S308中，形成多個(gè)鞘結(jié)構(gòu)于多個(gè)接觸開口內(nèi)。在一些實(shí)施方式中，通過刻蝕粘著層直至暴露出源極與漏極區(qū)域來形成鞘結(jié)構(gòu)，其中刻蝕粘著層包括一個(gè)或多個(gè)各向異性刻蝕工藝、RIE工藝或其組合。在一些實(shí)施方式中，鞘結(jié)構(gòu)與接觸開口的側(cè)壁相接觸(in contact with)，但暴露出源極與漏極區(qū)域。在步驟S310中，形成多個(gè)金屬連接結(jié)構(gòu)于多個(gè)鞘結(jié)構(gòu)內(nèi)，且鞘結(jié)構(gòu)位在金屬連接結(jié)構(gòu)與接觸開口之間。

在上述本發(fā)明實(shí)施例中，通過黏著層的形成，不但刻蝕工藝的窗口變大且可對(duì)金屬堆疊結(jié)構(gòu)提供更好的隔離性。對(duì)于具有以緊密間距或間隔排列的柵極堆疊結(jié)構(gòu)的器件來說，形成于多個(gè)接觸開口內(nèi)的鞘結(jié)構(gòu)可以協(xié)助形成具有良好可靠性與較小特征尺寸的金屬連接結(jié)構(gòu)。由于金屬連接結(jié)構(gòu)良好精準(zhǔn)地連接至源極與漏極區(qū)域，器件的可靠性與電性性能可獲得提升。

一種鰭狀場(chǎng)效晶體管器件包括襯底、至少一柵極堆疊結(jié)構(gòu)、多個(gè)間隔物、源極與漏極區(qū)域、介電層、至少一鞘結(jié)構(gòu)以及至少一金屬連接結(jié)構(gòu)。至少一柵極堆疊結(jié)構(gòu)配置在襯底上。多個(gè)間隔物配置在至少一柵極堆疊結(jié)構(gòu)的側(cè)壁上。源極與漏極區(qū)域配置于襯底內(nèi)，且分設(shè)在至少一柵極堆疊結(jié)構(gòu)的相對(duì)側(cè)。介電層配置在襯底的上方以及至少一柵極堆疊結(jié)構(gòu)上，其中介電層包括暴露出源極與漏極區(qū)域的至少一接觸開口。至少一鞘結(jié)構(gòu)配置于至少一接觸開口內(nèi)。至少一金屬連接結(jié)構(gòu)配置于至少一鞘結(jié)構(gòu)以及至少一接觸開口內(nèi)，其中至少一金屬連接結(jié)構(gòu)連接至源極與漏極區(qū)域。

在一些實(shí)施方式中，至少一金屬連接結(jié)構(gòu)電性連接至源極與漏極區(qū)域，并通過至少一鞘結(jié)構(gòu)以及多個(gè)間隔物，與至少一柵極堆疊結(jié)構(gòu)電性絕緣。在一些實(shí)施方式中，至少一鞘結(jié)構(gòu)與被至少一接觸開口所暴露出的間隔物相接觸，且至少一鞘結(jié)構(gòu)位于至少一金屬連接結(jié)構(gòu)與至少一接觸開口之間。在一些實(shí)施方式中，至少一鞘結(jié)構(gòu)的材料包括氮化硅、氮氧化硅、氮碳化硅或其組合。在一些實(shí)施方式中，至少一金屬連接結(jié)構(gòu)的材料包括鎢、銅或其組合。在一些實(shí)施方式中，源極與漏極區(qū)域包含應(yīng)變?cè)礃O與漏極區(qū)域，且源極與漏極區(qū)域的材料包括硅鍺或碳化硅。在一些實(shí)施方式中，至少一柵極堆疊結(jié)構(gòu)的材料包括多晶硅柵極結(jié)構(gòu)或替換金屬柵極結(jié)構(gòu)。

一種鰭狀場(chǎng)效晶體管器件包括襯底、多個(gè)柵極堆疊結(jié)構(gòu)、多個(gè)間隔物、源極與漏極區(qū)域、介電層、多個(gè)金屬連接結(jié)構(gòu)。多個(gè)柵極堆疊結(jié)構(gòu)配置在襯底上。多個(gè)間隔物配置在多個(gè)柵極堆疊結(jié)構(gòu)的相對(duì)側(cè)壁上。源極與漏極區(qū)域配置于襯底內(nèi)，且分設(shè)在多個(gè)柵極堆疊結(jié)構(gòu)的相對(duì)側(cè)。介電層配置在襯底的上方以及覆蓋多個(gè)柵極堆疊結(jié)構(gòu)，其中介電層包括貫穿介電層以暴露出源極與漏極區(qū)域的多個(gè)接觸開口。至少一鞘結(jié)構(gòu)配置于至少一接觸開口內(nèi)。多個(gè)金屬連接結(jié)構(gòu)配置于多個(gè)接觸開口內(nèi)并連接結(jié)構(gòu)連接至源極與漏極區(qū)域，其中多個(gè)黏著層被夾置于多個(gè)接觸開口以及位于多個(gè)接觸開口內(nèi)的多個(gè)金屬連接結(jié)構(gòu)之間。

在一些實(shí)施方式中，通過多個(gè)間隔物以及位于多個(gè)接觸開口內(nèi)的多個(gè)黏著層，多個(gè)金屬連接結(jié)構(gòu)與多個(gè)柵極堆疊結(jié)構(gòu)電性絕緣，且多個(gè)金屬連接結(jié)構(gòu)電性連接至源極與漏極區(qū)域。在一些實(shí)施方式中，多個(gè)黏著層的材料包括氮化硅、氮氧化硅、氮碳化硅或其組合，且多個(gè)間隔物的材料包括氮化硅、氮氧化硅或其組合。在一些實(shí)施方式中，多個(gè)金屬連接結(jié)構(gòu)的材料包括鎢、銅或其組合。在一些實(shí)施方式中，多個(gè)金屬連接結(jié)構(gòu)的頂表面與介電層的頂表面基本上共平面。在一些實(shí)施方式中，源極與漏極區(qū)域包含應(yīng)變?cè)礃O與漏極區(qū)域，且源極與漏極區(qū)域的材料包括硅鍺或碳化硅。

一種鰭狀場(chǎng)效晶體管器件的制造方法。提供具有多個(gè)柵極堆疊結(jié)構(gòu)以及源極與漏極區(qū)域的襯底，其中在襯底上形成于上方形成有多個(gè)側(cè)壁間隔物的多個(gè)柵極堆疊結(jié)構(gòu)以及在襯底內(nèi)形成源極與漏極區(qū)域。形成介電層于襯底上方，且介電層覆蓋多個(gè)柵極堆疊結(jié)構(gòu)、多個(gè)側(cè)壁間隔物以及源極與漏極區(qū)域。圖案化介電層以形成位于源極與漏極區(qū)域上方的多個(gè)接觸開口。形成多個(gè)鞘結(jié)構(gòu)于暴處出源極與漏極區(qū)域的多個(gè)接觸開口內(nèi)。形成多個(gè)金屬連接結(jié)構(gòu)于多個(gè)鞘結(jié)構(gòu)內(nèi)，其中多個(gè)鞘結(jié)構(gòu)位在多個(gè)金屬連接結(jié)構(gòu)與多個(gè)接觸開口之間。

在一些實(shí)施方式中，形成多個(gè)鞘結(jié)構(gòu)于多個(gè)接觸開口內(nèi)包括共形地(conformally)形成覆蓋多個(gè)接觸開口以及經(jīng)圖案化的介電層的粘著層于襯底上，且移除位于源極與漏極區(qū)域和經(jīng)圖案化的介電層上方的粘著層。在一些實(shí)施方式中，粘著層的材料包括氮化硅、氮氧化硅、氮碳化硅或其組合，且形成粘著層包括執(zhí)行原子層沉積法或等離子體增強(qiáng)原子層沉積法。在一些實(shí)施方式中，移除位于源極與漏極區(qū)域和經(jīng)圖案化的介電層上方的黏著層包括執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)各向異性刻蝕工藝、反應(yīng)性離子刻蝕工藝或其組合。在一些實(shí)施方式中，形成多個(gè)金屬連接結(jié)構(gòu)包括通過執(zhí)行濺射、化學(xué)氣相沉積法、電化學(xué)電鍍法于多個(gè)接觸開口內(nèi)形成鎢。在一些實(shí)施方式中，圖案化介電層以形成多個(gè)接觸開口包括執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)各向異性刻蝕工藝、反應(yīng)性離子刻蝕工藝或其組合。在一些實(shí)施方式中，鰭狀場(chǎng)效晶體管器件的制造方法還包括形成頂蓋層在多個(gè)金屬連接結(jié)構(gòu)及經(jīng)圖案化的介電層上。

上面概述了若干實(shí)施例的部件、使得本領(lǐng)域技術(shù)人員可以更好地理解本發(fā)明實(shí)施例的方面。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，他們可以容易地使用本發(fā)明實(shí)施例作為基礎(chǔ)來設(shè)計(jì)或修改用于實(shí)現(xiàn)與在此所介紹實(shí)施例相同的目的和/或?qū)崿F(xiàn)相同優(yōu)勢(shì)的其他工藝和結(jié)構(gòu)。本領(lǐng)域技術(shù)人員也應(yīng)該意識(shí)到，這種等同構(gòu)造并不背離本發(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，在此他們可以做出多種變化、替換以及改變。