本發(fā)明實(shí)施例是涉及鰭式場效應(yīng)晶體管(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)歷了快速的成長。在ic材料和設(shè)計(jì)技術(shù)方面的技術(shù)精進(jìn)使ic有世代的演進(jìn)，相較于前一世代，下一世代的ic體積更小且電路更為復(fù)雜。在集成電路進(jìn)化的過程中，功能密度(亦即，每芯片面積的互連器件的數(shù)量)不斷地增加，而幾何尺寸(即，可使用制造過程所產(chǎn)生的最小器件或線)不斷地縮小。這樣的按比例縮小工藝通常通過提高生產(chǎn)效率以及降低相關(guān)成本來提供益處。

這種按比例縮小增加了處理和制造ic的復(fù)雜性，并且為了實(shí)現(xiàn)這些進(jìn)步，需要ic處理和制造中的類似發(fā)展。舉例來說，引進(jìn)例如鰭式場效應(yīng)晶體管的三維晶體管來代替平面晶體管。盡管現(xiàn)有的鰭式場效應(yīng)晶體管器件及其形成方法對(duì)于它們的預(yù)期目的通常已經(jīng)足夠，然而它們不是在所有方面都令人完全滿意。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，一種鰭式場效應(yīng)晶體管器件包括具有至少一個(gè)鰭片的襯底、第一柵堆疊以及第二柵堆疊、第一應(yīng)變層以及第二應(yīng)變層、遮蔽層、第一連接件以及第二連接件。第一柵堆疊以及第二柵堆疊橫跨至少一個(gè)鰭片。第一應(yīng)變層以及第二應(yīng)變層分別在第一柵堆疊以及第二柵堆疊側(cè)邊。遮蔽層在第二柵堆疊上方以及在第一柵堆疊的頂表面及側(cè)壁上方，且在第一柵堆疊的頂角周圍不連續(xù)。第一連接件通過遮蔽層且電連接到第一應(yīng)變層。第二連接件通過遮蔽層且電連接到第二應(yīng)變層。此外，第二連接件的寬度大于第一連接件的寬度。

附圖說明

當(dāng)結(jié)合附圖進(jìn)行閱讀時(shí)，從以下詳細(xì)描述可最佳理解本發(fā)明實(shí)施例的各個(gè)方面。請(qǐng)注意，根據(jù)產(chǎn)業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)務(wù)，各種特征未按比例繪制。實(shí)際上，為了清楚地討論，各種特征的尺寸可以任意地增大或減小。

圖1a到圖1g為根據(jù)一些實(shí)施例的鰭式場效應(yīng)晶體管器件的形成方法的示意性橫截面圖。

圖2為根據(jù)替代性實(shí)施例的鰭式場效應(yīng)晶體管器件的示意性橫截面圖。

圖3為根據(jù)一些實(shí)施例的鰭式場效應(yīng)晶體管器件的形成方法的流程圖。

圖4為根據(jù)又一些替代性實(shí)施例的鰭式場效應(yīng)晶體管器件的示意性橫截面圖。

具體實(shí)施方式

以下公開內(nèi)容提供用于實(shí)施所提供的標(biāo)的物的不同特征的許多不同實(shí)施例或?qū)嵗?。下文描述?gòu)件以及布置的特定實(shí)例以簡化本發(fā)明。當(dāng)然，這些構(gòu)件以及布置僅為實(shí)例且并不意圖進(jìn)行限制。舉例來說，在以下描述中，第二特征在第一特征上方或上的形成可包括第二特征與第一特征直接接觸地形成的實(shí)施例，且還可包括額外特征可在第二特征與第一特征之間形成使得第二特征與第一特征可不直接接觸的實(shí)施例。另外，本發(fā)明可在各種實(shí)例中重復(fù)參考數(shù)字及/或字母。此重復(fù)是出于簡單以及清楚的目的，且本身并不指示所論述的各種實(shí)施例及/或配置之間的關(guān)系。

另外，空間相對(duì)術(shù)語(例如“在...之下”、“在...下方”、“下部”、“在...上”、“在...上方”、“在...之上”、“上部”以及類似者)可在本文中使用以易于描述圖中所說明的一個(gè)構(gòu)件或特征與另一構(gòu)件或特征的關(guān)系。除圖中所描繪的定向以外，空間相對(duì)術(shù)語意圖涵蓋在使用或操作中的器件的不同定向。設(shè)備可以其它方式定向(旋轉(zhuǎn)90度或處于其它定向)，且本文中所使用的空間相對(duì)描述詞同樣可相應(yīng)地進(jìn)行解釋。

圖1a到圖1g為根據(jù)一些實(shí)施例的鰭式場效應(yīng)晶體管器件的形成方法的示意性橫截面圖。

參看圖1a，提供具有一或多個(gè)鰭片102的襯底100。在一些實(shí)施例中，襯底100包括含硅襯底、絕緣體上硅(silicon-on-insulator；soi)襯底或由其它合適的半導(dǎo)體材料形成的襯底。取決于設(shè)計(jì)要求，襯底100可為p型襯底或n型襯底且其中可具有摻雜區(qū)。摻雜區(qū)可經(jīng)配置以用于n型鰭式場效應(yīng)晶體管器件或p型鰭式場效應(yīng)晶體管器件。在一些實(shí)施例中，襯底100上形成有隔離層。具體來說，隔離層覆蓋鰭片102的下部且暴露鰭片102的上部。在一些實(shí)施例中，隔離層為淺溝槽隔離(shallowtrenchisolation；sti)結(jié)構(gòu)。

此外，襯底100具有彼此相鄰的第一區(qū)10以及第二區(qū)20。在一些實(shí)施例中，第一區(qū)10以及第二區(qū)20具有不同圖案密度。在一些實(shí)施例中，第一區(qū)10中的圖案密度大于第二區(qū)20中的圖案密度。在一些實(shí)施例中，第一區(qū)10中的間距(pitch)p1小于第二區(qū)20中的間距p2。在一些實(shí)施例中，間距為特征線寬加上特征線之間的中間空間，或定義為重復(fù)構(gòu)件之間的距離。在一些實(shí)施例中，間距定義為從一個(gè)柵堆疊的第一側(cè)(例如，左側(cè))到下一個(gè)柵堆疊的第一側(cè)(例如，左側(cè))的距離。在一些實(shí)施例中，第二區(qū)20中的間距p2為第一區(qū)10中的間距p1的至少約1.5倍、2倍或20倍。在一些實(shí)施例中，舉例來說，間距p1不超過約14nm或不超過約10nm。

在一些實(shí)施例中，在第一區(qū)10中，襯底100具有形成于其上的至少兩個(gè)第一柵堆疊111、形成于其中的第一應(yīng)變層106，以及形成在第一柵堆疊111側(cè)邊及第一應(yīng)變層106上方的第一介電層108。在一些實(shí)施例中，在第二區(qū)20中，襯底100具有形成于其上的至少兩個(gè)第二柵堆疊211、形成于其中的第二應(yīng)變層206，以及形成在第二柵堆疊211側(cè)邊及第二應(yīng)變層206上方的第二介電層208。

在一些實(shí)施例中，第一柵堆疊111中的每一者定義為包括第一金屬柵極112、在第一金屬柵極112與襯底100之間的第一柵介電層110，以及在第一金屬柵極112的側(cè)壁上的第一間隙壁104。在一些實(shí)施例中，第二柵堆疊211中的每一者定義為包括第二金屬柵極212、在第二金屬柵極212與襯底100之間的第二柵介電層210，以及在第二金屬柵極212的側(cè)壁上的第二間隙壁204。

在一些實(shí)施例中，形成圖1a的第一區(qū)10的中間結(jié)構(gòu)的方法包括：形成橫跨鰭片102的至少兩個(gè)第一虛擬柵堆疊；在第一虛擬柵堆疊的側(cè)壁上形成第一間隙壁104；在每一鰭片102的兩側(cè)處形成第一應(yīng)變層106；在第一虛擬柵堆疊側(cè)邊以及第一應(yīng)變層106上方形成第一介電層108；以及用第一金屬柵堆疊替換第一虛擬柵堆疊。在一些實(shí)施例中，形成圖1a的第二區(qū)20的中間結(jié)構(gòu)的方法包括：形成橫跨鰭片102的至少兩個(gè)第二虛擬柵堆疊；在第二虛擬柵堆疊的側(cè)壁上形成第二間隙壁204；在每一鰭片102的兩側(cè)處形成第二應(yīng)變層206；在第二虛擬柵堆疊側(cè)邊以及第二應(yīng)變層206上方形成第二介電層208；以及用第二金屬柵堆疊替換第二虛擬柵堆疊。

在一些實(shí)施例中，第一虛擬柵堆疊以及第二虛擬柵堆疊包括含硅材料，例如多晶硅、非晶硅或其組合。在一些實(shí)施例中，第一虛擬柵堆疊以及第二虛擬柵堆疊的延伸方向不同于(例如，垂直于)鰭片102的延伸方向。在一些實(shí)施例中，形成第一虛擬柵堆疊以及第二虛擬柵堆疊的方法包括在襯底100上形成堆疊層，并用光刻以及蝕刻工藝來圖案化堆疊層。

在一些實(shí)施例中，第一間隙壁104以及第二間隙壁204包括含氮介電材料、含碳介電材料或兩者，且第一間隙壁104以及第二間隙壁204具有小于約10或甚至小于約5的介電常數(shù)。在一些實(shí)施例中，第一間隙壁104以及第二間隙壁204包括sin、sicn、siocn、sior(其中r為例如ch3、c2h5或c3h7的烷基)、sic、sioc、sion、其組合或其類似者。在一些實(shí)施例中，形成第一間隙壁104以及第二間隙壁204的方法包括在襯底100上形成間隙壁材料層，并通過各向異性蝕刻工藝來部分移除間隙壁材料層。

在一些實(shí)施例中，兩個(gè)第一應(yīng)變層106形成在第一虛擬柵堆疊中的每一者側(cè)邊，且第一應(yīng)變層106中的一者在相鄰第一虛擬柵堆疊之間。在一些實(shí)施例中，兩個(gè)第二應(yīng)變層206形成在第二虛擬柵堆疊中的每一者側(cè)邊，且第二應(yīng)變層206中的一者在相鄰第二虛擬柵堆疊之間。在一些實(shí)施例中，第一應(yīng)變層106以及第二應(yīng)變層206包括硅鍺(sige)以用于p型鰭式場效應(yīng)晶體管器件。在替代性實(shí)施例中，第一應(yīng)變層106以及第二應(yīng)變層206包括碳化硅(sic)、磷酸硅(sip)、sicp或sic/sip多層結(jié)構(gòu)以用于n型鰭式場效應(yīng)晶體管器件。在形成第一應(yīng)變層106以及第二應(yīng)變層206之后，可通過硅化第一應(yīng)變層106以及第二應(yīng)變層206的頂部來形成硅化物區(qū)。在一些實(shí)施例中，可按需要使第一應(yīng)變層106以及第二應(yīng)變層206任選地植入p型摻雜劑或n型摻雜劑。在一些實(shí)施例中，形成第一應(yīng)變層106以及第二應(yīng)變層206的方法包括在鰭片102中形成凹陷并從凹陷生長外延層。在一些實(shí)施例中，第一應(yīng)變層106以及第二應(yīng)變層206可被稱作“源極/漏極區(qū)”。

在一些實(shí)施例中，第一介電層108以及第二介電層208包括：氮化物，例如氮化硅；氧化物，例如氧化硅、磷硅酸鹽玻璃(psg)、硼硅玻璃(bsg)、硼摻雜型磷硅酸鹽玻璃(bpsg)；其組合或其類似者。在一些實(shí)施例中，在形成第一應(yīng)變層106的步驟之后且在形成第一介電層108的步驟之前形成第一終止層107，且在形成第二應(yīng)變層206的步驟之后且在形成第二介電層208的步驟之前形成第二終止層207。在一些實(shí)施例中，第一終止層107以及第二終止層207包括sin、sic或其類似者。在一些實(shí)施例中，第一終止層107以及第二終止層207被稱作“接觸蝕刻終止層(contactetchstoplayer；cesl)”。在一些實(shí)施例中，在形成第一應(yīng)變層106以及第二應(yīng)變層206的步驟之后，通過合適沉積技術(shù)(例如旋轉(zhuǎn)涂布、cvd、流動(dòng)式cvd、pecvd、ald、其組合或其類似者)將終止材料層以及介電材料層形成于襯底100上，所述終止材料層以及介電材料層填充第一虛擬柵堆疊之間的間隙以及第二虛擬柵堆疊之間的間隙。此后，通過例如cmp的合適技術(shù)來平坦化終止材料層以及介電材料層，直至暴露第一虛擬柵堆疊以及第二虛擬柵堆疊的頂部為止。在一些實(shí)施例中，第一介電層108以及第二介電層208的頂表面實(shí)質(zhì)上與第一虛擬柵堆疊以及第二虛擬柵堆疊的頂表面齊平。

在一些實(shí)施例中，用第一金屬柵堆疊以及第二金屬柵堆疊替換第一虛擬柵堆疊以及第二虛擬柵堆疊。在一些實(shí)施例中，移除第一虛擬柵堆疊以及第二虛擬柵堆疊以在第一介電層108以及第二介電層208中形成第一柵溝槽以及第二柵溝槽，接著，于第一柵溝槽以及第二柵溝槽中形成第一金屬柵堆疊以及第二金屬柵堆疊。在一些實(shí)施例中，形成第一金屬柵堆疊以及第二金屬柵堆疊的方法包括用cvd、pvd、電鍍或合適工藝形成堆疊層，接著，執(zhí)行cmp工藝以移除第一柵溝槽以及第二柵溝槽外部的堆疊層。在一些實(shí)施例中，第一介電層108以及第二介電層208的頂表面實(shí)質(zhì)上與第一以及第二金屬柵堆疊或第一柵堆疊111以及第二柵堆疊211的頂表面齊平。

在一些實(shí)施例中，第一金屬柵堆疊中的每一者包括第一柵介電層110以及在第一柵介電層110上的第一金屬柵極112(或稱為“替換柵極”)，且第二金屬柵堆疊中的每一者包括第二柵介電層210以及在第二柵介電層210上的第二金屬柵極212(或稱為“替換柵極”)。在一些實(shí)施例中，第一以及第二金屬柵堆疊的延伸方向不同于(例如，垂直于)鰭片102的延伸方向。在一些實(shí)施例中，第一柵介電層110中的每一者環(huán)繞對(duì)應(yīng)的第一金屬柵極112的側(cè)壁以及底部且在每一鰭片102的頂部以及側(cè)壁上，且第二柵介電層210中的每一者環(huán)繞對(duì)應(yīng)的第二金屬柵極212的側(cè)壁以及底部且在每一鰭片102的頂部以及側(cè)壁上，如圖1a中所示。在一些實(shí)施例中，例如氧化硅層的界面層形成于鰭片102與第一柵介電層110之間以及鰭片102與第二柵介電層210之間。

在一些實(shí)施例中，第一柵介電層110以及第二柵介電層210中的每一者包括具有大于約10的介電常數(shù)的高k材料。在一些實(shí)施例中，高k材料包括金屬氧化物，例如，zro2、gd2o3、hfo2、batio3、al2o3、lao2、tio2、ta2o5、y2o3、sto、bto、bazro、hfzro、hflao、hftao、hftio、其組合或合適的材料。在替代性實(shí)施例中，第一柵介電層110以及第二柵介電層210可任選地包括硅酸鹽(silicate)，例如hfsio、lasio、alsio、其組合或合適材料。

在一些實(shí)施例中，第一金屬柵極112以及第二金屬柵極212中的每一者包括適于形成金屬柵極或其部分的金屬材料。在一些實(shí)施例中，第一金屬柵極112以及第二金屬柵極212中的每一者包括功函數(shù)金屬層以及在功函數(shù)金屬層上的填充金屬層。在一些實(shí)施例中，功函數(shù)金屬層為p型功函數(shù)金屬層，其提供適當(dāng)?shù)貓?zhí)行p型鰭式場效應(yīng)晶體管器件的柵電極。p型功函數(shù)金屬層包括tin、wn、tan、導(dǎo)電金屬氧化物及/或合適材料。在替代性實(shí)施例中，功函數(shù)金屬層為n型功函數(shù)金屬層，其提供適當(dāng)?shù)貓?zhí)行n型鰭式場效應(yīng)晶體管器件的柵電極。n型功函數(shù)金屬層包括tial、tialn或tacn、導(dǎo)電金屬氧化物及/或合適材料。填充金屬層包括銅(cu)、鋁(al)、鎢(w)或合適材料。在一些實(shí)施例中，第一金屬柵極112以及第二金屬柵極212中的每一者可還包括襯層、界面層、晶種層、粘附層、阻擋層、其組合或其類似者。

上文實(shí)施例中，第一區(qū)10以及第二區(qū)20中的類似構(gòu)件/層均為同時(shí)形成，其是出于說明的目的提供，且不應(yīng)理解為限制本發(fā)明實(shí)施例。在替代性實(shí)施例中，根據(jù)工藝要求，第一區(qū)10以及第二區(qū)20中的類似構(gòu)件/層為各自單獨(dú)地形成。換句話說，第一區(qū)10以及第二區(qū)20中的類似構(gòu)件/層可形成有不同材料、厚度、大小、形狀及/或性質(zhì)。

參看圖1b，形成掩模層114以覆蓋非目標(biāo)區(qū)域(例如，第二介電層208)并暴露目標(biāo)區(qū)域(例如，第一介電層108)。在一些實(shí)施例中，掩模層114覆蓋第二區(qū)20并暴露第一區(qū)10。在一些實(shí)施例中，掩模層114經(jīng)配置以覆蓋隨后形成的較大開口的預(yù)期位置，并暴露隨后形成的較小開口的預(yù)期位置。舉例來說，掩模層114覆蓋第二介電層208并暴露第一介電層108。在一些實(shí)施例中，掩模層114包括光刻膠層且是通過光刻工藝形成。

此后，使用掩模層114作為掩模來部分移除第一介電層108，使得剩余第一介電層108a的頂表面低于第二介電層208的頂表面。在一些實(shí)施例中，第一介電層108的部分移除步驟包括執(zhí)行回蝕刻工藝。在一些實(shí)施例中，在回蝕刻工藝期間，以相比第一金屬柵極112、第一間隙壁104以及第一終止層107快得多的速率蝕刻第一介電層108。具體來說，回蝕刻工藝移除部分第一介電層108，而使第一金屬柵極112、第一間隙壁104以及第一終止層107實(shí)質(zhì)上完好。在一些實(shí)施例中，回蝕刻工藝移除第一介電層108的厚度的約20％到約60％。在對(duì)第一介電層108進(jìn)行部分移除步驟之后，凹陷105形成于相鄰第一柵堆疊111之間，并由相鄰第一間隙壁104以及第一介電層108a環(huán)繞。在一些實(shí)施例中，凹陷105暴露出第一終止層107的上部。接著，移除掩模層114。

參看圖1c，遮蔽層116形成于襯底100上的第一區(qū)10以及第二區(qū)20中，從而覆蓋凹陷105的表面。在一些實(shí)施例中，遮蔽層116經(jīng)配置以在以下接觸孔定義步驟期間保護(hù)第一金屬柵極112以及第二金屬柵極212免于受損。在一些實(shí)施例中，遮蔽層116充當(dāng)柵極保護(hù)層，因此，第一柵堆疊111以及第二柵堆疊211中的每一者并不包括常規(guī)的頂蓋層或硬掩模層。在一些實(shí)施例中，遮蔽層116毯覆式形成于第一柵堆疊111以及第二柵堆疊211上，以及第一介電層108a以及第二介電層208上。具體來說，遮蔽層116形成為與第一金屬柵極112、第二金屬柵極212、第一間隙壁104、第二間隙壁204、第一介電層108a以及第二介電層208實(shí)體接觸(physicalcontact)。在一些實(shí)施例中，遮蔽層116與第一柵介電層110以及第二柵介電層210實(shí)體接觸，如圖1b中所示。在替代性實(shí)施例中，遮蔽層116未與第一柵介電層110以及第二柵介電層210實(shí)體接觸。

在一些實(shí)施例中，遮蔽層116包括sin、sic、sicn、sion、sicon、其組合或其類似者，且是通過合適沉積技術(shù)形成，例如化學(xué)氣相沉積(cvd)、等離子增強(qiáng)型cvd(pecvd)、原子層沉積(ald)、遠(yuǎn)程等離子ald(rpald)、等離子增強(qiáng)型ald(peald)、其組合或其類似者。在一些實(shí)施例中，遮蔽層116具有約5埃到100埃的厚度。

參看圖1d，形成掩模層118以覆蓋非目標(biāo)區(qū)域(例如，第二柵堆疊211的頂角(topcorners)tc2)并暴露目標(biāo)區(qū)域(例如，第一柵堆疊111的頂角tc1)。在一些實(shí)施例中，掩模層118覆蓋第二區(qū)20并暴露第一區(qū)10。在一些實(shí)施例中，掩模層114包括光刻膠層且是通過光刻工藝形成。

此后，使用掩模層118作為掩模，在第一柵堆疊111的頂角tc1周圍對(duì)遮蔽層116執(zhí)行削減工藝(trimmingprocess)。具體來說，執(zhí)行削減工藝以對(duì)第一柵堆疊111的頂角tc1上方以及周圍的薄膜進(jìn)行圓化(round)。在一些實(shí)施例中，削減工藝包括執(zhí)行例如干式蝕刻的蝕刻工藝。在一些實(shí)施例中，在削減工藝之后，遮蔽層116在第一柵堆疊111的頂角tc1周圍不連續(xù)。具體來說，第一區(qū)10中的遮蔽層116斷裂成彼此分離的第一遮蔽部分116a以及第二遮蔽部分116b。在一些實(shí)施例中，第一遮蔽部分116a在第一柵堆疊111的表面上，且第二遮蔽部分116b在凹陷105的表面上。具體來說，第一遮蔽部分116a與第一柵堆疊111的第一金屬柵極112實(shí)體接觸，且第二遮蔽部分116b在介電層108a的表面上。在一些實(shí)施例中，在削減工藝之后，第一終止層107的頂部經(jīng)圓化且由遮蔽層116暴露出。換句話說，削減工藝同時(shí)削減第一終止層107的頂部，使得第一終止層107在第一柵堆疊111的頂角tc1周圍具有傾斜頂部(inclinedtop)。

應(yīng)注意，在削減工藝之后，在第一柵堆疊111的頂角tc1上方以及周圍的薄膜經(jīng)圓化(rounded)，而在第二柵堆疊211的頂角tc2上方以及周圍的薄膜實(shí)質(zhì)上完好(substantiallyintact)。在一些實(shí)施例中，在削減工藝之后，遮蔽層106在第一柵堆疊111的頂角tc1周圍不連續(xù)，而在第二柵堆疊211的頂角tc2周圍是連續(xù)的。接著，移除掩模層118。

參看圖1e，第三介電層120形成于遮蔽層116上。在一些實(shí)施例中，第三介電層120毯覆式形成于第一區(qū)10以及第二區(qū)20中的遮蔽層116上。具體來說，第三介電層120覆蓋第一區(qū)10中的第一遮蔽部分116a、第二遮蔽部分116b以及第一終止層107的傾斜頂部，且覆蓋第二區(qū)20中的遮蔽層116。在一些實(shí)施例中，第三介電層120包括相同于第一介電層108a以及第二介電層208的材料。在替代性實(shí)施例中，第一介電層108a、第二介電層208以及第三介電層120由不同材料制成。在一些實(shí)施例中，第三介電層120包括：氮化物，例如氮化硅；氧化物，例如氧化硅、psg、bsg、bpsg；其組合或其類似者，且其通過合適沉積技術(shù)形成，例如旋轉(zhuǎn)涂布、cvd、流動(dòng)式cvd、pecvd、ald、其組合或其類似者。

參看圖1f，圖案化或部分移除第三介電層120、遮蔽層116、第一介電層108a、第二介電層208、第一終止層107以及第二終止層207，以便形成對(duì)應(yīng)于第一區(qū)10中的第一應(yīng)變層106的第一開口122(或稱為“接觸孔”)，以及形成對(duì)應(yīng)于第二區(qū)20中的第二應(yīng)變層206的第二開口222(或稱為“接觸孔”)。在一些實(shí)施例中，圖案化步驟包括執(zhí)行蝕刻工藝。

在一些實(shí)施例中，在形成第三介電層120之后，在第三介電層120上形成具有多個(gè)不同大小開口的硬掩模層。在一些實(shí)施例中，硬掩模層的開口對(duì)應(yīng)于隨后形成的接觸孔的預(yù)期位置。在一些實(shí)施例中，硬掩模層包括光刻膠材料、介電材料或其組合，且是通過cvd、ald、旋轉(zhuǎn)涂布、其組合或其類似者形成。此后，使用硬掩模層作為蝕刻掩模，移除部分第三介電層120、部分遮蔽層116、部分第一介電層108a、部分第二介電層208、部分第一終止層107以及部分第二終止層207。

在一些實(shí)施例中，第一開口122中的每一者穿過第三介電層120、遮蔽層116的第二遮蔽部分116b、第一介電層108a以及第一終止層107，并暴露對(duì)應(yīng)的第一應(yīng)變層106，且第二開口222中的每一者穿過第三介電層120、遮蔽層116、第二介電層208以及第二終止層207，并暴露對(duì)應(yīng)的第二應(yīng)變層206。在一些實(shí)施例中，第一開口122以及第二開口222具有傾斜側(cè)壁，如圖1f中所示。在替代性實(shí)施例中，第一開口122以及第二開口222中的至少一些具有實(shí)質(zhì)上垂直側(cè)壁。此外，第一開口122以及第二開口222的形狀可按需要為圓形、橢圓形、正方形、矩形、條形、多邊形或任何形狀。

在一些實(shí)施例中，第一開口122的高寬比(aspectratio)大于第二開口222的高寬比。在一些實(shí)施例中，開口的高寬比定義為最長側(cè)與最短側(cè)的比率。舉例來說，開口的高寬比定義為高度與寬度的比率。在一些實(shí)施例中，第一開口122的高寬比(高度h1/寬度w1)介于約1到20的范圍內(nèi)。

在一些實(shí)施例中，第二開口222的尺寸(例如，寬度)大于第一開口122的尺寸(例如，寬度)。在一些實(shí)施例中，第二開口222的寬度w2為第一開口122的寬度w1的至少約1.5倍、2倍或甚至20倍。

參看圖1g，第一連接件124形成于第一開口122中，且第二連接件224形成于第二開口222中。在一些實(shí)施例中，第一連接件124以及第二連接件224意圖表示電連接到第一應(yīng)變層106以及第二應(yīng)變層206的任何類型的導(dǎo)電材料以及結(jié)構(gòu)。在一些實(shí)施例中，第一連接件124形成為通過第三介電層120、遮蔽層116、第一介電層108a以及第一終止層107并電連接到第一應(yīng)變層106，且第二連接件224形成為通過第三介電層120、遮蔽層116、第二介電層208以及第二終止層207并電連接到第二應(yīng)變層206。

在一些實(shí)施例中，第一連接件124以及第二連接件224包括金屬，例如鎢、銅、其合金或具有合適電阻以及間隙填充能力的任何金屬材料。在一些實(shí)施例中，通過濺鍍、cvd、電化學(xué)鍍(ecp)、其組合或其類似者將金屬材料層形成于襯底100上，所述金屬材料層填充于第一開口122以及第二開口222中。本文中，在第一柵堆疊111的頂角tc1周圍的經(jīng)圓化薄膜確保在金屬材料層的形成步驟中進(jìn)行較好填充以及步階覆蓋(stepcoverage)。接著，執(zhí)行例如cmp的平坦化步驟以移除部分金屬材料層，直至暴露第三介電層120的頂部為止。在一些實(shí)施例中，第一連接件124以及第二連接件224的頂部實(shí)質(zhì)上與第三介電層120的頂部共平面。因此，完成鰭式場效應(yīng)晶體管器件1。

當(dāng)器件具備較小接觸件以及較大接觸件時(shí)，歸因于微負(fù)載效應(yīng)(micro-loadingeffect)或高寬比相依性蝕刻(aspect-ratiodependentetching；arde)效應(yīng)，用于較小接觸件的工藝裕度通常比用于較大接觸件的工藝裕度窄。因此，當(dāng)通過常規(guī)方法定義具有不同大小的接觸孔時(shí)，通常發(fā)生較大接觸孔的過度蝕刻及/或較小接觸孔的不佳輪廓(profile)。然而，在本發(fā)明中觀察不到此種問題。具體來說，在一些實(shí)施例中，在較小接觸區(qū)(而不在較大接觸區(qū))中部分蝕刻一個(gè)介電層，接著，在所述一個(gè)介電層上方形成遮蔽層以及另一個(gè)介電層，然后，對(duì)薄膜堆疊進(jìn)行接觸孔蝕刻步驟。通過此種方式，在較小接觸區(qū)中的薄膜堆疊的蝕刻速率可實(shí)質(zhì)上相同于在較大接觸區(qū)中的薄膜堆疊的蝕刻速率，因此較小以及較大接觸孔兩者都可具備較好的蝕刻輪廓，且因此較小以及較大接觸件兩者都可形成有經(jīng)改良的性質(zhì)。

此外，在本發(fā)明實(shí)施例中，在接觸孔蝕刻步驟之前執(zhí)行削減工藝以對(duì)隨后形成的接觸孔的預(yù)期位置周圍的尖銳轉(zhuǎn)角(sharpcorners)進(jìn)行圓化。此削減工藝有益于加寬蝕刻工藝裕度，這是因?yàn)檩^少聚合物累積于經(jīng)圓化轉(zhuǎn)角上，且因此獲得較好的蝕刻輪廓。

在一些實(shí)施例中，在削減工藝之后，第一柵堆疊111的頂角tc1上方以及周圍的薄膜(例如，遮蔽層116以及第一終止層107)經(jīng)圓化，而第一柵堆疊111的頂角tc1自身仍保持為與第二柵堆疊211的頂角tc2一樣尖銳，如圖1d到圖1g中所示。然而，本發(fā)明不限于此。在替代性實(shí)施例中，在削減工藝期間還圓化并暴露第一柵堆疊111的第一間隙壁104的頂部，如圖2中所示。在圖2的鰭式場效應(yīng)晶體管器件2中，第一柵堆疊111的頂角tc1比第二柵堆疊211的頂角tc2更加圓化。在一些實(shí)施例中，第一柵堆疊111的頂角tc1經(jīng)圓化，而第二柵堆疊211的頂角tc2保持尖銳。

可參考圖3的流程圖簡明地說明圖1a到1g中的上文所提及工藝步驟。

在步驟300處，提供具有第一區(qū)10以及第二區(qū)20的襯底100，其中在第一區(qū)10中，襯底100具有形成于其上的第一柵堆疊111、形成于其中的第一應(yīng)變層106，以及形成在第一柵堆疊111側(cè)邊及第一應(yīng)變層106上方的第一介電層108a，且在第二區(qū)20中，襯底100具有形成于其上的第二柵堆疊211、形成于其中的第二應(yīng)變層206，以及形成在第二柵堆疊211側(cè)邊及第二應(yīng)變層206上方的第二介電層208，如圖1a中所示。在一些實(shí)施例中，第一區(qū)10中的間距p1小于第二區(qū)20中的間距p2。

在步驟302處，對(duì)第一介電層108執(zhí)行回蝕刻工藝，如圖1b中所示。在一些實(shí)施例中，在回蝕刻工藝之后，剩余第一介電層108a的頂表面低于第二介電層208的頂表面。

在步驟304處，在第一柵堆疊111、第一介電層108a、第二柵堆疊211以及第二介電層208上方形成遮蔽層116，如圖1c中所示。

在步驟306處，在第一柵堆疊111的頂角tc1周圍對(duì)遮蔽層116執(zhí)行削減工藝，如圖1d中所示。在一些實(shí)施例中，在削減工藝之前形成掩模層118以覆蓋第二區(qū)20并暴露第一區(qū)10。在一些實(shí)施例中，在削減工藝之后，遮蔽層116在第一柵堆疊的頂角tc1周圍不連續(xù)。接著，在削減工藝之后移除掩模層118。在一些實(shí)施例中，在削減工藝之后，僅對(duì)第一柵堆疊111的頂角tc1上方以及周圍的薄膜進(jìn)行圓化，如圖1d中所示。在替代性實(shí)施例中，不僅對(duì)第一柵堆疊111的頂角tc1上方以及周圍的薄膜進(jìn)行圓化，且還對(duì)第一柵堆疊111的頂角tc1自身進(jìn)行圓化，如圖2中所示。在此情況下，第一柵堆疊111的頂角tc1比第二柵堆疊211的頂角tc2更加圓化。

在步驟308處，在遮蔽層116上方形成第三介電層120，如圖1e中所示。

在步驟310處，形成通過第三介電層120、遮蔽層116以及第一介電層108a且電連接到第一應(yīng)變層106的第一連接件124，并形成通過第三介電層120、遮蔽層116以及第二介電層208且電連接到第二應(yīng)變層206的第二連接件224，其中第二連接件224的寬度w2大于第一連接件124的寬度w1，如圖1f以及圖1g中所示。因此，以所描述工藝步驟完成本發(fā)明的鰭式場效應(yīng)晶體管器件。然而，不限于在用于制造鰭式場效應(yīng)晶體管器件的上文步驟當(dāng)中添加一或多個(gè)額外步驟。

在一些實(shí)施例中，本發(fā)明的鰭式場效應(yīng)晶體管器件包括具有至少一個(gè)鰭片102的襯底100、第一柵堆疊111以及第二柵堆疊211、第一應(yīng)變層106以及第二應(yīng)變層206、第一介電層108a以及第二介電層208，以及第一連接件124以及第二連接件224。第一柵堆疊111以及第二柵堆疊211橫跨至少一個(gè)鰭片102。第一應(yīng)變層106以及第二應(yīng)變層206分別在第一柵堆疊111以及第二柵堆疊211側(cè)邊。第一介電層108a以及第二介電層208分別在第一應(yīng)變層106以及第二應(yīng)變層206上方。此外，第一介電層108a的頂表面低于第二介電層208的頂表面。在一些實(shí)施例中，第二介電層208、第二柵堆疊211以及第一柵堆疊111的頂表面實(shí)質(zhì)上共平面且處于高于第一介電層108a的頂表面的水平(level)。第一連接件124通過第一介電層108a且電連接到第一應(yīng)變層106。第二連接件224通過第二介電層208且電連接到第二應(yīng)變層206。此外，第二連接件224的寬度w2大于第一連接件124的寬度w1。在一些實(shí)施例中，第二連接件224的寬度w2為第一連接件124的寬度w1的至少約1.5倍。在一些實(shí)施例中，第一連接件124的高寬比大于約3。

在一些實(shí)施例中，本發(fā)明的鰭式場效應(yīng)晶體管器件還包括遮蔽層116以及第三介電層120。遮蔽層116在第一柵堆疊111以及第二柵堆疊211上方，且在第一介電層108a以及第二介電層208上方。在一些實(shí)施例中，第一區(qū)10中的遮蔽層116在第一柵堆疊111的頂表面以及側(cè)壁上方，且在第一柵堆疊111的頂角tc1周圍不連續(xù)，如圖1g以及圖2中所示。第三介電層120在遮蔽層116上方。第一連接件124以及第二連接件224還通過遮蔽層116以及第三介電層120。在一些實(shí)施例中，遮蔽層116包括sin、sic、sicn、sion、sicon或其組合。在一些實(shí)施例中，遮蔽層116包括具有不同于第一介電層108a、第二介電層208或第三介電層120的蝕刻速率的材料。

在一些實(shí)施例中，第一區(qū)10中的遮蔽層116包括在第一柵堆疊111的頂角tc1處彼此分離的第一遮蔽部分116a以及第二遮蔽部分116b，其中第一遮蔽部分116a接觸第一柵堆疊111的第一金屬柵極112，且第二遮蔽部分116b接觸相鄰第一連接件124，如圖1g以及圖2中所示。具體來說，第二遮蔽部分116b形成為第一柵堆疊111與第一連接件124之間的間隙壁，且環(huán)繞相鄰第一連接件124的部分側(cè)壁。在第一區(qū)10中的遮蔽層116的第一遮蔽部分116a以及第二遮蔽部分116b一起充當(dāng)柵極保護(hù)掩模，以在接觸孔定義步驟期間保護(hù)第二金屬柵極212免于受損。

在一些實(shí)施例中，本發(fā)明的鰭式場效應(yīng)晶體管器件還包括第一終止層107。第一終止層107在第一連接件124與第一柵堆疊111的第一間隙壁104之間，且遮蔽層106在第一柵堆疊111的頂角tc1周圍暴露第一終止層107的傾斜頂部，如圖1g以及圖2中所示。

在一些實(shí)施例中，第一柵堆疊111的頂角tc1實(shí)質(zhì)上與第二柵堆疊211的頂角tc2一樣尖銳，但在第一柵堆疊111的頂角tc1上方以及周圍的薄膜(例如，第一終止層107以及遮蔽層106)經(jīng)圓化，如圖1g中所示。

在替代性實(shí)施例中，第一柵堆疊111的頂角tc1比第二柵堆疊211的頂角tc2更加圓化，如圖2中所示。具體來說，不僅對(duì)第一柵堆疊111的頂角tc1上方以及周圍的薄膜(例如，第一終止層107以及遮蔽層106)進(jìn)行圓化，且還對(duì)第一柵堆疊111的頂角tc1(例如，第一間隙壁104的頂部)自身進(jìn)行圓化。

在一些實(shí)施例中，第二區(qū)20中的遮蔽層116橫向地延伸且接觸第二連接件224。第二區(qū)20中的遮蔽層116充當(dāng)柵極保護(hù)掩模，以在接觸孔定義步驟期間保護(hù)第二金屬柵極212免于受損。

在一些實(shí)施例中，遮蔽層116與第一連接件124“面接觸(surfacecontact)”，而與第二連接件224“點(diǎn)接觸(pointcontact)”，如圖1g以及圖2中所示。具體來說，遮蔽層116與第一連接件124之間的接觸面積大于遮蔽層116與第二連接件224之間的接觸面積。然而，本發(fā)明不限于此。在替代性實(shí)施例中，遮蔽層116與第一連接件124以及第二連接件224中的每一者“點(diǎn)接觸”，如圖4中所示。

上文實(shí)施例中，柵介電層、金屬柵極、間隙壁、第一到第三介電層、遮蔽層以及連接件中的每一者均為單層，其是出于說明的目的提供，且不應(yīng)理解為限制本發(fā)明實(shí)施例。在一些實(shí)施例中，這些所描述構(gòu)件中的至少一者可按需要為多層結(jié)構(gòu)。

在上文所提及實(shí)施例中，實(shí)施“后柵極(gatelast)”工藝以形成鰭式場效應(yīng)晶體管器件。然而，如本文中所描述的類似工藝可應(yīng)用于例如“先柵極(gatefirst)”工藝的另一工藝或另一類型的器件(例如，平面器件)。本文中所公開的方法可容易地與cmos工藝流程整合，且并不要求額外復(fù)雜步驟以實(shí)現(xiàn)所要結(jié)果。應(yīng)理解，本文中所公開的實(shí)施例提供不同優(yōu)勢，且并非所有實(shí)施例必須要求特定優(yōu)勢。

鑒于上文內(nèi)容，在一些實(shí)施例中，在高圖案密度區(qū)(例如，較小接觸區(qū))而不在低圖案密度區(qū)(例如，較大接觸區(qū))中部分蝕刻一個(gè)介電層時(shí)，在所述一個(gè)介電層上方形成遮蔽層以及另一個(gè)介電層，并對(duì)所得薄膜堆疊進(jìn)行接觸孔蝕刻步驟。通過此種方式，可降低常規(guī)的微負(fù)載效應(yīng)或高寬比相依性蝕刻(arde)效應(yīng)，因此，在較小接觸區(qū)中的薄膜堆疊的蝕刻速率可實(shí)質(zhì)上相同于在較大接觸區(qū)中的薄膜堆疊的蝕刻速率。因此，不同大小的接觸孔且因此不同大小的接觸件可具備經(jīng)改良的蝕刻輪廓以及性質(zhì)。

此外，在本發(fā)明實(shí)施例中，在接觸孔蝕刻步驟之前對(duì)較小接觸區(qū)周圍以及相鄰于較小接觸區(qū)的轉(zhuǎn)角進(jìn)行圓化。此種經(jīng)圓化轉(zhuǎn)角的薄膜在接觸孔蝕刻步驟期間抑制聚合物累積于薄膜上，且因此相應(yīng)地改良蝕刻輪廓。此外，較小接觸孔周圍的此種經(jīng)圓化轉(zhuǎn)角薄膜確保在金屬連接件的形成步驟中進(jìn)行較好的填充以及步階覆蓋，且因此可容易地獲得無空隙(void-free)接觸件/連接件。

此外，在高圖案密度區(qū)中，遮蔽層與較小接觸件/連接件“面接觸”(而非“點(diǎn)接觸”)，因此獲得更寬的光刻/蝕刻工藝裕度、較少的光刻重疊要求、較好的溝道隔離以及較大的接觸件到柵極的距離。因此，不會(huì)發(fā)生常規(guī)的金屬柵極受損，并相應(yīng)地改良器件的性能以及可靠性。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，一種鰭式場效應(yīng)晶體管器件包括具有至少一個(gè)鰭片的襯底、第一柵堆疊以及第二柵堆疊、第一應(yīng)變層以及第二應(yīng)變層、遮蔽層，以及第一連接件以及第二連接件。第一柵堆疊以及第二柵堆疊橫跨至少一個(gè)鰭片。第一應(yīng)變層以及第二應(yīng)變層分別在第一柵堆疊以及第二柵堆疊側(cè)邊。遮蔽層在第二柵堆疊上方以及在第一柵堆疊的頂表面及側(cè)壁上方，且在第一柵堆疊的頂角周圍不連續(xù)。第一連接件通過遮蔽層且電連接到第一應(yīng)變層。第二連接件通過遮蔽層且電連接到第二應(yīng)變層。此外，第二連接件的寬度大于第一連接件的寬度。

在上述鰭式場效應(yīng)晶體管器件中，所述遮蔽層與所述第一連接件以及所述第二連接件實(shí)體接觸。

在上述鰭式場效應(yīng)晶體管器件中，所述遮蔽層與所述第一柵堆疊的第一金屬柵極以及所述第二柵堆疊的第二金屬柵極實(shí)體接觸。

在上述鰭式場效應(yīng)晶體管器件中，還包括在所述第一連接件與所述第一柵堆疊的第一間隙壁之間的第一終止層，其中所述遮蔽層在所述第一柵堆疊的所述頂角周圍暴露所述第一終止層的傾斜頂部。

在上述鰭式場效應(yīng)晶體管器件中，所述第一柵堆疊的所述頂角比所述第二柵堆疊的頂角更加圓化。

在上述鰭式場效應(yīng)晶體管器件中，所述第二連接件的寬度為所述第一連接件的寬度的至少約1.5倍。

在上述鰭式場效應(yīng)晶體管器件中，還包括：第一介電層，在所述第一柵堆疊與所述第一連接件之間；以及第二介電層，在所述第一柵堆疊與所述第一連接件之間，其中所述第一介電層的頂表面低于所述第二介電層的頂表面，且其中所述第一連接件還通過所述第一介電層且所述第二連接件還通過所述第二介電層。

在上述鰭式場效應(yīng)晶體管器件中，所述遮蔽層與所述第一連接件之間的接觸面積大于所述遮蔽層與所述第二連接件之間的接觸面積。

根據(jù)本發(fā)明的替代性實(shí)施例，一種鰭式場效應(yīng)晶體管器件包括具有至少一個(gè)鰭片的襯底、第一柵堆疊以及第二柵堆疊、第一應(yīng)變層以及第二應(yīng)變層，以及第一連接件以及第二連接件。第一柵堆疊以及第二柵堆疊橫跨至少一個(gè)鰭片，且第一柵堆疊的頂角比第二柵堆疊的頂角更加圓化。第一應(yīng)變層以及第二應(yīng)變層分別在第一柵堆疊以及第二柵堆疊側(cè)邊。第一連接件以及第二連接件分別電連接到第一應(yīng)變層以及第二應(yīng)變層。此外，第二連接件的寬度大于第一連接件的寬度。

在上述鰭式場效應(yīng)晶體管器件中，還包括在所述第一連接件與所述第一柵堆疊的第一間隙壁之間的第一終止層，其中所述第一終止層在所述第一柵堆疊的所述頂角周圍具有傾斜頂部。

在上述鰭式場效應(yīng)晶體管器件中，所述第二連接件的寬度為所述第一連接件的寬度的至少約1.5倍。

在上述鰭式場效應(yīng)晶體管器件中，還包括遮蔽層，所述遮蔽層在所述第一柵堆疊以及所述第二柵堆疊上方，與所述第一連接件以及所述第二連接件實(shí)體接觸，且在所述第一柵堆疊的所述頂角周圍不連續(xù)。

在上述鰭式場效應(yīng)晶體管器件中，所述遮蔽層包括sin、sic、sicn、sion、sicon或其組合。

在上述鰭式場效應(yīng)晶體管器件中，還包括：第一介電層，在所述第一柵堆疊與所述第一連接件之間；以及第二介電層，在所述第一柵堆疊與所述第一連接件之間，其中所述第一介電層的頂表面低于所述第二介電層的頂表面，且其中所述第一連接件通過所述第一介電層且所述第二連接件通過所述第二介電層。

根據(jù)本發(fā)明的又一些替代性實(shí)施例，一種形成鰭式場效應(yīng)晶體管器件的方法包括以下步驟。提供具有第一區(qū)以及第二區(qū)的襯底，其中在第一區(qū)中，襯底具有形成于其上的第一柵堆疊、形成于其中的第一應(yīng)變層以及形成在第一柵堆疊側(cè)邊及第一應(yīng)變層上方的第一介電層，且在第二區(qū)中，襯底具有形成于其上的第二柵堆疊、形成于其中的第二應(yīng)變層以及形成在第二柵堆疊側(cè)邊及第二應(yīng)變層上方的第二介電層。對(duì)第一介電層執(zhí)行回蝕刻工藝。在第一柵堆疊、第一介電層、第二柵堆疊以及第二介電層上方形成遮蔽層。在第一柵堆疊的頂角周圍對(duì)遮蔽層執(zhí)行削減工藝。形成通過遮蔽層以及第一介電層且電連接到第一應(yīng)變層的第一連接件，并形成通過遮蔽層以及第二介電層且電連接到第二應(yīng)變層的第二連接件。

在上述方法中，在形成所述遮蔽層之后且在所述削減工藝之前，還包括形成覆蓋所述第二區(qū)并暴露所述第一區(qū)的掩模層。

在上述方法中，在所述削減工藝之后，所述遮蔽層在所述第一柵堆疊的所述頂角周圍不連續(xù)。

在上述方法中，所述第二連接件的寬度大于所述第一連接件的寬度。

在上述方法中，所述第一柵堆疊的所述頂角比所述第二柵堆疊的頂角更加圓化。

在上述方法中，在所述回蝕刻工藝之后，所述第一介電層的頂表面低于所述第二介電層的頂表面。

前文概述若干實(shí)施例的特征使得所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以更好地理解本發(fā)明的各方面。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)了解，其可易于使用本發(fā)明作為用于設(shè)計(jì)或修改用于進(jìn)行本文中所引入的實(shí)施例的相同目的及/或獲得相同優(yōu)勢的其它工藝以及結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還應(yīng)認(rèn)識(shí)到，此種等效構(gòu)造并不脫離本發(fā)明的精神以及范圍，且其可在不脫離本發(fā)明的精神以及范圍的情況下在本文中進(jìn)行各種改變、替代以及更改。