專利名稱：具有金屬柵電極和硅化物觸點(diǎn)的fet柵極結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高級(jí)半導(dǎo)體器件的制造，尤其是其中使用金屬柵電極的高級(jí)CMOS集成器件。
背景技術(shù)：
隨著CMOS器件尺寸的持續(xù)縮小，這些器件的柵極電介質(zhì)已經(jīng)小到遠(yuǎn)低于20的厚度。這接著導(dǎo)致柵極泄漏電流的急劇增大和摻雜劑從多晶硅柵極結(jié)構(gòu)擴(kuò)散(通常稱為多晶硅柵極耗盡效應(yīng))。
現(xiàn)在，金屬柵極用于減輕多晶硅柵極耗盡效應(yīng)，并控制泄漏電流，從而確保高度集成的CMOS器件的電性能。金屬柵極通常由“替代柵極”工藝形成，其中首先形成假多晶硅柵極，然后去除，而在其位置形成金屬柵極。金屬柵極可以橫跨n+和p+柵極區(qū)域，且包含具有中能隙(midgap)功函數(shù)的單種金屬?；蛘?，替代柵極可包含兩個(gè)具有不同功函數(shù)的金屬，分別在以前被n+和p+多晶硅柵極所占據(jù)的空間內(nèi)。
作為本領(lǐng)域現(xiàn)有技術(shù)的示例，Lee等的美國(guó)專利申請(qǐng)No.2003/0119292，“雙功函數(shù)金屬柵極CMOS器件的集成”描述了一種用于形成金屬柵極的替代柵極工藝，其中形成摻雜的多晶硅柵極，然后去除，留下開口的溝槽；在所述溝槽內(nèi)淀積體式金屬層，然后平坦化而形成金屬柵極。這種方案可能帶來(lái)兩種方式的制造問(wèn)題。首先，非常窄的柵極結(jié)構(gòu)(對(duì)應(yīng)非常短的溝道長(zhǎng)度，可能小于70nm)導(dǎo)致產(chǎn)生高縱橫比的溝槽，該溝槽可能難以在金屬不產(chǎn)生空隙的情況下被填充。其次，金屬平坦化工藝(通常是化學(xué)-機(jī)械拋光或CMP)易受凹陷效應(yīng)影響，這導(dǎo)致金屬厚度的不均勻性(以及金屬柵極高度的不均勻性)。
還希望提供一種用于金屬柵電極的硅化物觸點(diǎn)。因此，需要一種具有硅化物觸點(diǎn)的金屬柵極CMOS器件，該器件易于制造，且適用于中能隙替代柵極和雙金屬替代柵極。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明通過(guò)提供一種用于制造具有在襯底上的柵極結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件的方法而解決了上述需求。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，所述方法開始于去除所述器件的柵極區(qū)域的材料(即，去除假柵極結(jié)構(gòu)和犧牲柵極電介質(zhì))，露出所述基底的一部分。在所述基底的暴露部分上形成柵極電介質(zhì)，且形成覆蓋所述柵極電介質(zhì)和所述電介質(zhì)材料的金屬層。該金屬層可以方便地是覆蓋器件晶片的覆蓋金屬層。然后形成覆蓋所述金屬層的硅層；該層也可以是覆蓋晶片(blanket wafer)。然后進(jìn)行平坦化或深腐蝕工藝，其中所述金屬層和所述硅層的一些部分被去除，而使所述電介質(zhì)材料的頂面暴露，而所述金屬層和所述硅層的另一些部分保留在柵極區(qū)域，且具有與所述電介質(zhì)材料的頂面共面的表面。然后形成硅化物觸點(diǎn)，該觸點(diǎn)接觸柵極區(qū)域的金屬層。
硅化物觸點(diǎn)可以通過(guò)在所述柵極區(qū)域上淀積一層硅化物形成金屬(Ni，Co，Ta，W或Mo)而形成；執(zhí)行硅化工藝而形成金屬硅化物，該硅化物包括來(lái)自保留在所述柵極區(qū)域的所述部分的硅和所述硅化物形成金屬；進(jìn)行平坦化工藝，露出所述電介質(zhì)材料的頂面。
去除所述假柵極材料可以看作形成溝槽，其中底部是所述襯底的暴露部分。形成柵極電介質(zhì)的步驟因此覆蓋了所述溝槽的底部，而形成金屬層的步驟因此形成了所述溝槽側(cè)壁的金屬；形成硅化物層的步驟填充了所述溝槽。然后，所述硅轉(zhuǎn)換成硅化物，而使所述溝槽填充有硅化物觸點(diǎn)，所述金屬柵極即為所述側(cè)壁上的層且覆蓋所述溝槽底部上的柵極電介質(zhì)。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，在柵極區(qū)域形成兩金屬層，從而形成雙金屬柵極結(jié)構(gòu)。在該方法中，從所述柵極區(qū)域的第一部分去除材料，然后從所述柵極區(qū)域的第二部分去除材料，露出所述襯底的一些部分。在所述襯底的暴露部分上形成柵極電介質(zhì)。形成第一金屬層和第一硅層，覆蓋所述柵極電介質(zhì)，然后平坦化。第一金屬層的一部分被氧化；該金屬氧化物層分開第一和第二金屬層。形成第二金屬層和第二硅化物層，然后平坦化。然后在柵極區(qū)域形成硅化物觸點(diǎn)，接觸第一和第二金屬層的兩平坦化部分。
所述硅化物觸點(diǎn)可以通過(guò)形成覆蓋所述柵極區(qū)域的兩部分的第三硅層而形成；在其上淀積一層硅化物形成金屬；進(jìn)行硅化工藝。硅化工藝形成金屬硅化物，該金屬硅化物包括來(lái)自第一和第二硅層和保留部分和來(lái)自第三硅層的硅，以及來(lái)自硅化物形成金屬層的金屬。然后進(jìn)行平坦化工藝，露出所述電介質(zhì)材料的頂面。所述金屬和金屬氧化物可以從柵極區(qū)域部分去除，而使金屬層和氧化物層相對(duì)于相鄰電介質(zhì)材料的頂面下凹。然后第三硅層填充所述下凹，而使硅化物隨后類似地填充所述下凹。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種具有在襯底上的柵極結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件。根據(jù)上述的方法，所述器件的柵極結(jié)構(gòu)制成單柵極或雙金屬替代柵極。


圖1A是具有n+和p+多晶硅區(qū)域的典型CMOS假柵極結(jié)構(gòu)的平面示意圖。
圖1B是圖1A的柵極區(qū)域的縱向剖面圖。
圖1C是圖1A的柵極區(qū)域的橫向剖面圖。
圖2A和2B分別是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例，在中能隙替代柵極工藝中的一步驟的縱向和橫向剖面圖。
圖3A和3B分別是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例，在中能隙替代柵極工藝中的另一步驟的縱向和橫向剖面圖。
圖4A和4B分別是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例，在中能隙替代柵極工藝中的另一步驟的縱向和橫向剖面圖。
圖5A和5B分別是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例，在中能隙替代柵極工藝中的附加步驟的縱向和橫向剖面圖。
圖6-9示意地示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例，在雙金屬替代柵極工藝中的步驟。
圖10A和10B示意地示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例，在雙金屬替代柵極工藝中的另一些步驟。
圖11A和11B分別是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例，在雙金屬替代柵極工藝中的另一步驟的縱向和橫向剖面圖。
圖12A和12B分別是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例，在雙金屬替代柵極工藝中的附加步驟的縱向和橫向剖面圖。
圖13示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例，在雙金屬替代柵極工藝中的另一步驟。
圖14A和14B分別是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例，在雙金屬替代柵極工藝中的另一步驟的縱向和橫向剖面圖。
圖15示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例，在雙金屬替代柵極工藝中的附加步驟。
圖16A和16B分別是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例，在雙金屬替代柵極工藝中的另一步驟的縱向和橫向剖面圖。
圖17A和17B分別是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例，在雙金屬替代柵極工藝中的另一步驟的縱向和橫向剖面圖。
圖18A-18C分別是雙金屬替代柵極工藝中的附加步驟的橫向剖面圖，作為圖17A和17B的步驟的替代。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將描述本發(fā)明的實(shí)施例，作為替代柵極工藝的一部分，其中在襯底上形成假多晶硅柵極疊層，且在形成源極和漏極區(qū)域之后被去除。圖1A-1C是假柵極結(jié)構(gòu)的示意圖，它是在此所述的本發(fā)明實(shí)施例的起始點(diǎn)。圖1A是結(jié)構(gòu)10的平面圖，該結(jié)構(gòu)包括p+多晶硅柵極11和n+多晶硅柵極12。如圖1A所示，n+和p+區(qū)域接觸；這種結(jié)構(gòu)通常在SRAM器件中出現(xiàn)。氮化物層13和HDP氧化物層4已經(jīng)淀積在所述柵極區(qū)域，并平坦化，而使柵極區(qū)域11，12暴露。(在本發(fā)明的這些實(shí)施例中，氧化物區(qū)域14優(yōu)選為HDP氧化物，而不是BPSG，以便可以在低溫下加工。)圖1B是縱向剖面圖，示出了在覆蓋襯底1的犧牲柵極氧化物層15上形成假柵極區(qū)域11，12。圖1C是橫向剖面圖，示出了在所述假多晶硅柵極兩側(cè)的氮化物13和HDP氧化物14。
在去除了假柵極和犧牲柵極氧化物之后，在所形成的溝槽中淀積一層金屬(厚度足以提供所需的功函數(shù))，且所述溝槽填充有適當(dāng)?shù)牟牧希热缥磽诫s的多晶硅。然后可以將多晶硅填料轉(zhuǎn)換成硅化物，而形成與金屬柵極接觸的觸點(diǎn)。
所述金屬柵極結(jié)構(gòu)可以是具有中能隙功函數(shù)的單金屬柵極或具有對(duì)于n+和p+柵極區(qū)域來(lái)說(shuō)不同功函數(shù)的雙金屬柵極，下面詳細(xì)描述。
第一實(shí)施例單金屬替代柵極在該實(shí)施例中，在相同工藝中去除假多晶硅柵極結(jié)構(gòu)11，12；可以使用任何對(duì)氮化物13和氧化物14有選擇性的方便工藝。該工藝暴露出犧牲氧化物層15，該層然后也去除。這樣形成具有氮化物側(cè)壁13a，13b和在底部上的襯底1暴露部分的溝槽20。通過(guò)淀積工藝或熱生長(zhǎng)工藝，在暴露的襯底上形成新的柵極電介質(zhì)25。然后淀積共形的金屬層26，作為覆蓋層，覆蓋所述溝槽的側(cè)壁和柵極電介質(zhì)25。選擇層26的成分和厚度，以提供所需的功函數(shù)，這是本領(lǐng)域的技術(shù)人員理解的。圖2A和2B分別是在淀積金屬層26之后所述結(jié)構(gòu)的縱向和橫向剖面圖。
然后未摻雜的多晶或非晶硅形成的覆蓋層31淀積在層26上，具有足以填充溝槽20的厚度。選擇層31的內(nèi)部成分，以便提供最佳的溝槽填充；例如，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)多晶硅和非晶硅混和物具有所需的填充性能。然后，層31和26平坦化，優(yōu)選通過(guò)CMP，而使氧化物區(qū)域14再次暴露，且所述溝槽的頂面31a與之共面。所形成的結(jié)構(gòu)在圖3A(縱向剖面)和圖3B(橫向剖面)中示出。
然后淀積適于形成硅化物的金屬覆蓋層41(圖4A，4B)。該金屬可以是Co，Ta，W，Mo或(優(yōu)選為)Ni。然后進(jìn)行硅化工藝(其細(xì)節(jié)為本領(lǐng)域所公知)，而使溝槽填充材料轉(zhuǎn)換成硅化物51。進(jìn)行另一種平坦化工藝，再次露出所述結(jié)構(gòu)的原始頂面(參見圖5A和5B)。這樣通過(guò)具有硅化物觸點(diǎn)的單金屬柵極替代假柵極結(jié)構(gòu)(比較圖1C和5B)。
應(yīng)當(dāng)理解，該工藝不需要任何層的掩模，因此易于實(shí)施。
第二實(shí)施例雙金屬替代柵極在該實(shí)施例中，分離地去除假p+和n+多晶硅柵極結(jié)構(gòu)，這需要將不被去除的多晶硅結(jié)構(gòu)掩蔽。圖6示出了在掩蔽p+假柵極11、去除n+假柵極12和下面的犧牲柵極氧化物15、并剝離掩模之后的結(jié)構(gòu)。從而露出所述襯底1的一部分。然后生長(zhǎng)或淀積覆蓋柵極電介質(zhì)層75，且在上面淀積覆蓋金屬層75(見圖7)。
然后未摻雜的多晶或非晶硅形成的覆蓋層81淀積在層26上。如在第一實(shí)施例中，選擇層81的內(nèi)部成分，以便提供最佳的溝槽填充。然后，所述結(jié)構(gòu)平坦化而再次露出假柵極11，使填充材料81的頂面81a與之共面。平坦化工藝可以在一個(gè)步驟中完成，例如多晶硅/非晶硅的CMP，隨后是在成為多晶硅柵極11的表面上終結(jié)的金屬層76的CMP。或者，平坦化工藝可以在兩個(gè)步驟中完成，例如在覆蓋多晶硅柵極11的金屬層76上終結(jié)的多晶硅/非晶硅的CMP，隨后是獨(dú)立的金屬去除工藝。在平坦化之后所形成的結(jié)構(gòu)在圖8中示出。
然后掩蔽所述結(jié)構(gòu)，從而可以去除假p+多晶硅柵極11。假p+多晶硅柵極11與剩余的犧牲柵極氧化物15一起去除。在犧牲氧化物去除的過(guò)程中，覆蓋金屬側(cè)壁76s的柵極電介質(zhì)層75的一部分也被去除。圖9示出了在這些步驟之后和去除掩模之后的所述結(jié)構(gòu)；應(yīng)當(dāng)指出，暴露了金屬側(cè)壁76s。
然后在暴露的硅表面上進(jìn)行氧化工藝，而在所述襯底的暴露部分上形成氧化物層85，且在多晶硅/非晶硅層81的表面上形成氧化物86。所述氧化工藝通常包括約900℃的快速熱退火(RTA)，從而在金屬層76的暴露表面上形成氧化物層95(見圖10A)。這樣由在單獨(dú)的步驟中形成的層75和85組成雙金屬柵極下方的柵極電介質(zhì)層88。
然后淀積第二覆蓋金屬層96，如圖10B所示。如在前面的步驟中，該覆蓋金屬層具有淀積在上面的未摻雜多晶或非晶硅形成的層91。然后所述結(jié)構(gòu)平坦化，形成圖11A(縱向剖面)和圖11B(橫向剖面)所示的結(jié)構(gòu)。圖11A和11B與圖1B和1C分別比較，示出了假柵極和犧牲柵極氧化物已經(jīng)被具有下面的柵極電介質(zhì)的雙金屬柵極所替代。
然后進(jìn)行深腐蝕工藝，這導(dǎo)致柵極區(qū)域相對(duì)于氮化物區(qū)域13和氧化物區(qū)域14下凹。具體而言，硅層81，91相對(duì)于氧化物14下凹，且金屬氧化物95和金屬層76，96相對(duì)于硅層81，91下凹?？梢允褂迷S多可能的蝕刻工藝，這是本領(lǐng)域技術(shù)人員理解的。深腐蝕工藝的結(jié)果在圖12A(縱向剖面)和圖12B(橫向剖面)中示出。
然后淀積多晶硅覆蓋層，而使連續(xù)的硅層98覆蓋雙金屬柵極(圖13)。該層通過(guò)RIE或CMP(或其組合)平坦化，而使氮化物層13和氧化物層14再次暴露。所形成的結(jié)構(gòu)在圖14A(縱向剖面)和圖14B(橫向剖面)中示出。此時(shí)，雙金屬柵極在其頂面與圍繞的電介質(zhì)材料共面的硅區(qū)域下面下凹(圖14B；與圖11B比較)。
然后在所述結(jié)構(gòu)上淀積硅化物形成金屬形成的覆蓋層101；該金屬可以是Co，Ni，Ta，W或Mo任一，但優(yōu)選為Ni。然進(jìn)行硅化工藝，其中層101中的金屬和層98中的硅一起形成覆蓋硅化物層110。然后硅化物層110平坦化，而使氮化物層13和氧化物層14再次暴露。所形成的結(jié)構(gòu)在圖16A(縱向剖面)和圖16B(橫向剖面)中示出。
應(yīng)當(dāng)理解，上述步驟的順序(覆蓋層淀積，隨后是平坦化或深蝕刻)對(duì)填充被所述柵極占據(jù)的溝槽(即，在相對(duì)的氮化物側(cè)壁13a，13b之間的空間)是有效的，即使當(dāng)溝槽寬度為70nm或更小時(shí)。
在該實(shí)施例中，形成具有硅化物觸點(diǎn)的雙金屬柵極結(jié)構(gòu)。有益的是還為所述結(jié)構(gòu)提供一種氮化物蓋層，蓋層允許退火而不影響所述金屬或硅化物。(在優(yōu)選實(shí)施例中，所述硅化物是NiSi2，在形成氣體中進(jìn)行退火。利用氮化物蓋，可以使用400℃下在形成氣體中的退火，從而去除金屬柵極和柵極氧化物之間的多余電荷，防止閾值電壓漂移。)氮化物蓋層120可以淀積為覆蓋層，如圖17A(縱向剖面)和圖17B(橫向剖面)中所示?；蛘?，硅化物層110可以下凹(圖18A；比較圖16B)，而使氮化物層120填充所述凹陷(圖18B)。然后，氮化物層120可以平坦化，而使其僅覆蓋所述硅化物觸點(diǎn)的所述部分保留(圖18C)。然后所述氮化物蓋與雙金屬柵極和硅化物觸點(diǎn)自對(duì)準(zhǔn)。
雖然已經(jīng)根據(jù)具體的實(shí)施例描述了本發(fā)明，但顯然在考慮了前述內(nèi)容的情況下，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)多種替代例，改進(jìn)和變化是顯然的。因此，本發(fā)明旨在包括所有落入本發(fā)明和下述權(quán)利要求的范圍和主旨內(nèi)的這些替代，改進(jìn)和變化。
權(quán)利要求
1.一種用于制造具有在襯底上的柵極結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件的方法，所述柵極結(jié)構(gòu)鄰近具有頂面的電介質(zhì)材料，所述方法包含步驟去除所述器件的柵極區(qū)域的材料，露出所述襯底的一部分；在所述襯底的暴露部分上形成柵極電介質(zhì)；形成覆蓋所述柵極電介質(zhì)和所述電介質(zhì)材料的金屬層；形成覆蓋所述金屬層的硅層；去除所述金屬層的第一部分和所述硅層的第一部分，而使所述電介質(zhì)材料的頂面暴露，而所述金屬層的第二部分和所述硅層的第二部分保留在柵極區(qū)域，且具有與所述頂面共面的表面；以及在所述柵極區(qū)域中形成硅化物觸點(diǎn)，接觸所述金屬層的所述第二部分。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于形成硅化物觸點(diǎn)的所述步驟包含在所述柵極區(qū)域上淀積一層硅化物形成金屬；執(zhí)行硅化工藝，而形成金屬硅化物，該硅化物包括來(lái)自所述硅層的第二部分的硅、和來(lái)自所述硅化物形成金屬層的金屬；執(zhí)行平坦化工藝，露出所述電介質(zhì)材料的頂面。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述硅化物形成金屬選自Ni，Co，Ta，W和Mo形成的組。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于去除所述柵極區(qū)域的材料的所述步驟形成具有側(cè)壁和底部的溝槽，所述底部是所述襯底的暴露部分，形成所述金屬層的所述步驟還包含在所述溝槽的側(cè)壁上形成金屬；和形成所述硅層的所述步驟包含填充所述溝槽。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述半導(dǎo)體器件在晶片上制造，形成所述金屬層的所述步驟包含在晶片上形成覆蓋金屬層，且形成所述硅層的所述步驟包含在所述晶片上形成覆蓋硅層。
6.一種制造具有在襯底上的柵極結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件的方法，所述柵極結(jié)構(gòu)鄰近具有頂面的電介質(zhì)材料，所述方法包含步驟去除所述器件的柵極區(qū)域的第一部分的材料，露出所述襯底的第一部分；在所述襯底的暴露的第一部分上形成第一柵極電介質(zhì)；形成覆蓋所述第一柵極電介質(zhì)的第一金屬層；形成覆蓋所述第一金屬層的第一硅層；去除所述第一金屬層的第一部分和所述第一硅層的第一部分，而使所述電介質(zhì)材料的頂面暴露，而所述第一金屬層的第二部分和所述第一硅層的第二部分保留在柵極區(qū)域，且具有與所述頂面共面的表面；去除所述柵極區(qū)域的第二部分的材料，露出所述襯底的第二部分，且露出所述第一金屬層的鄰近部分；在所述襯底的暴露的第二部分上形成第二柵極電介質(zhì)；在所述第一金屬層的所述暴露的鄰近部分上形成氧化物層；形成覆蓋所述第二柵極電介質(zhì)的第二金屬層；形成覆蓋第二金屬層的第二硅層；去除所述第二金屬層的第一部分和第二硅層的第一部分，而使所述電介質(zhì)材料的頂面暴露，而第二金屬層的第二部分和第二硅層的第二部分保留在柵極區(qū)域，且具有與所述頂面共面的表面；和在所述柵極區(qū)域中形成硅化物觸點(diǎn)，接觸所述第一金屬層的所述第二部分和所述第二金屬層的所述第二部分。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于形成硅化物觸點(diǎn)的所述步驟還包含形成覆蓋所述柵極區(qū)域的第一部分和所述柵極區(qū)域的第二部分的第三硅層；在所述第三硅層上淀積一層硅化物形成金屬；執(zhí)行硅化工藝，形成金屬硅化物，包括來(lái)自所述第一硅層的第二部分、第二硅層的第二部分和第三硅層的硅，和來(lái)自所述硅化物形成金屬層的金屬；和執(zhí)行平坦化工藝，露出所述電介質(zhì)材料的頂面。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于所述硅化物形成金屬選自Ni，Co，Ta，W和Mo構(gòu)成的組。
9.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于去除所述柵極區(qū)域的第一部分中的材料的所述步驟形成具有側(cè)壁和底部的第一溝槽，所述底部是所述襯底的暴露的第一部分，形成所述第一金屬層的所述步驟還包含在所述第一溝槽的側(cè)壁上形成金屬，形成第一硅層的所述步驟包含填充所述第一溝槽，去除所述柵極區(qū)域的第二部分中的材料的所述步驟形成具有側(cè)壁和底部的第二溝槽，所述底部是所述襯底的暴露的第二部分，形成所述第二金屬層的所述步驟還包含在所述第二溝槽的側(cè)壁上形成金屬，和形成第二硅層的所述步驟包含填充所述第二溝槽。
10.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于所述半導(dǎo)體器件是在晶片上制造的，形成所述第一金屬層的所述步驟包含在所述晶片上形成第一覆蓋金屬層，形成所述第一硅層的所述步驟包含在所述晶片上形成第二覆蓋硅層，形成所述第二金屬層的所述步驟包含在所述晶片上形成第二覆蓋金屬層，形成所述第二硅層的所述步驟包含在所述晶片上形成第二覆蓋硅層。
11.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于在形成硅化物觸點(diǎn)的所述步驟之前，去除金屬和金屬氧化物，而使所述第一金屬層的第二部分，所述氧化物層和所述第二金屬層的第二部分相對(duì)于所述頂面下凹。
12.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于還包含步驟在形成硅化物觸點(diǎn)的所述步驟之前，去除金屬和金屬氧化物，而使所述第一金屬層的第二部分、所述氧化物層和所述第二金屬層的第二部分相對(duì)于所述頂面下凹，從而在柵極區(qū)域形成凹槽；且形成第三硅層的所述步驟還包含填充所述凹槽。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于形成硅化物觸點(diǎn)的所述步驟致使硅化物填充所述凹槽。
14.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于還包含在形成所述硅化物觸點(diǎn)的所述步驟之后，形成覆蓋所述柵極區(qū)域的氮化物層。
15.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于所述硅化物觸點(diǎn)相對(duì)于所述頂面下凹，從而在柵極區(qū)域中形成凹槽，且還包含步驟形成覆蓋所述柵極區(qū)域且填充所述凹槽的氮化物層；執(zhí)行平坦化工藝而露出所述頂面，而使所述氮化物層的一部分保留在所述凹槽內(nèi)，且具有與所述頂面共面的表面。
16.一種半導(dǎo)體器件，具有在襯底上的柵極結(jié)構(gòu)，所述柵極結(jié)構(gòu)鄰近具有頂面的電介質(zhì)材料，所述器件包含在柵極區(qū)域覆蓋所述襯底的一部分且與之接觸的柵極電介質(zhì)；接觸所述柵極電介質(zhì)的金屬層；和具有接觸所述金屬層的底表面以及與所述頂面共面的上表面的硅化物觸點(diǎn)。
17.如權(quán)利要求16所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于所述柵極區(qū)域有具有底部和側(cè)壁的溝槽，所述柵極電介質(zhì)覆蓋所述溝槽的底部，所述金屬層接觸所述溝槽的側(cè)壁，且所述硅化物觸點(diǎn)填充所述溝槽。
18.如權(quán)利要求16所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于所述金屬層包含第一金屬層和第二金屬層，且還包含在所述第一金屬層和所述第二金屬層之間的金屬氧化物層。
19.如權(quán)利要求16所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于還包含覆蓋所述硅化物觸點(diǎn)的氮化物層。
20.如權(quán)利要求16所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于所述硅化物觸點(diǎn)包含具有相對(duì)于所述頂面下凹的上表面的硅化物部分；覆蓋所述硅化物部分且具有與所述頂面共面的上表面的氮化物蓋部分，和所述氮化物蓋部分與所述柵極區(qū)域自對(duì)準(zhǔn)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種制造半導(dǎo)體器件的單金屬或雙金屬替代柵極結(jié)構(gòu)的方法；所述結(jié)構(gòu)包括與柵極區(qū)域接觸的硅化物觸點(diǎn)。去除假柵極結(jié)構(gòu)和犧牲柵極電介質(zhì)，露出所述襯底的一部分；在上面形成柵極電介質(zhì)。形成覆蓋所述柵極電介質(zhì)和所述電介質(zhì)材料的金屬層。該金屬層可以方便地是覆蓋器件晶片的覆蓋金屬層。然后形成覆蓋所述金屬層的硅層；該層也可以是覆蓋晶片。然后進(jìn)行平坦化或深腐蝕工藝，而使所述電介質(zhì)材料的頂面暴露，而所述金屬層和所述硅層的其他部分保留在柵極區(qū)域，且具有與所述電介質(zhì)材料的頂面共面的表面。然后形成接觸柵極區(qū)域的金屬層的硅化物觸點(diǎn)。
文檔編號(hào)H01L21/3205GK1638049SQ20051000413
公開日2005年7月13日 申請(qǐng)日期2005年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月9日
發(fā)明者顧伯聰, 安·斯蒂根, 萬(wàn)幸仁 申請(qǐng)人:國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司