半导体元件及其制造方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114864500A(43)申请公布日2022.08.05(21)申请号202210275753.8H01L27/092(2006.01)(22)申请日2022.03.21(30)优先权数据63/167,9392021.03.30US17/358,6062021.06.25US(71)申请人台湾积体电路制造股份有限公司地址中国台湾新竹市新竹科学工业园区力行六路八号(72)发明人潘昇良陈泳字李中傑徐永昌洪嘉阳王柏荃陈冠亘林焕哲(74)专利代理机构北京律诚同业知识产权代理有限公司11006专利代理师徐金国(51)Int.Cl.H01L21/8238(2006.01)权利要求书2页说明书17页附图21页(54)发明名称半导体元件及其制造方法(57)摘要一种半导体元件及其制造方法，制造方法包含形成栅极结构于半导体基板上；沉积含碳密封层于栅极结构之上；沉积含氮密封层于含碳密封层之上；引入含氧前驱物于含氮密封层上；加热基板使含氧前驱物解离成氧自由基，以将氧自由基掺杂至含氮密封层中；于加热基板后，蚀刻含氮密封层及含碳密封层，使得含氮密封层及含碳密封层的剩余物留在栅极结构的侧壁上作为栅极间隙壁。CN114864500ACN114864500A权利要求书1/2页1.一种半导体元件的制造方法，其特征在于，该方法包含：形成一栅极结构于一半导体基板上；沉积一含碳密封层于该栅极结构之上；沉积一含氮密封层于该含碳密封层之上；引入一含氧前驱物于该含氮密封层上；加热该半导体基板，以使该含氧前驱物解离成一氧自由基，借以将该氧自由基掺杂至该含氮密封层中；以及于加热该半导体基板后，蚀刻该含氮密封层及该含碳密封层，使得该含氮密封层及该含碳密封层的一剩余物留在该栅极结构的一侧壁上作为一栅极间隙壁。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，引入该含氧前驱物于该含氮密封层上是在一非电浆状态。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该含氧前驱物包含臭氧。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该含碳密封层具有比该含氮密封层更低的一介电常数。5.一种半导体元件的制造方法，其特征在于，该方法包含：形成一半导体鳍片自一基板向上延伸；形成一浅沟渠隔离(STI)结构侧向围绕该半导体鳍片的一下部分；形成一栅极堆叠于该半导体鳍片的一上部分上；沉积一碳氧化硅层于该栅极堆叠之上；沉积一氮化硅层于该碳氧化硅层之上；使用臭氧作为一前驱物，对该氮化硅层进行一非电浆处理，以对该碳氧化硅层掺杂氧；以及于进行该非电浆处理后，蚀刻该氮化硅层及该碳氧化硅层，使得该氮化硅层及该碳氧化硅层的一剩余物留在该栅极堆叠的一侧壁上作为一栅极间隙壁。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，该氮化硅层的一上部分具有比该氮化硅层的一下部分更高的一氧原子百分比。7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，该氮化硅层的一下部分不含氧。8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，该方法还包含：于沉积该碳氧化硅层前，沉积一氮氧碳化硅层于该栅极堆叠之上。9.一种半导体元件，其特征在于，该半导体元件包含：一半导体基板；一栅极结构，位于该半导体基板上；一氮氧碳化硅间隙壁，位于该栅极结构的一侧壁上；一碳氧化硅间隙壁，位于该氮氧碳化硅间隙壁的一侧壁上；一氮化硅间隙壁，位于该碳氧化硅间隙壁的一侧壁上，其中该氮化硅间隙壁具有复数个氧掺质，该些氧掺质自该氮化硅间隙壁的一外表面朝该碳氧化硅间隙壁延伸，且在到达该碳氧化硅间隙壁前终止；以及一源极/漏极结构，位于该半导体基板上，且邻接该栅极结构。10.根据权利要求9所述的半导体元件，其特征在于，该氮化硅间隙壁的一上部分具有2CN114864500A权利要求书2/2页比该氮化硅间隙壁的一下部分更低的一氮原子百分比。3CN114864500A说明书1/17页半导体元件及其制造方法技术领域[0001]本揭露的实施方式是关于一种半导体元件及其制造方法。背景技术[0002]半导体集成电路(integratedcircuit，IC)产业已经历了快速成长。IC材料及设计的技术进步产生了数个世代的IC。每一世代具有比前一世代更小且更复杂的电路。[0003]在IC演进过程中，功能密度(即，每一晶片面积之内互连装置的数目)通常有所增大，而几何尺寸(即，可使用制造技术产生的最小组件(或线路))则有所减小。这种规模减缩的过程通常通过提高生产效率及降低相关成本来提供益处。[0004]然而，这些进步增加了集成电路处理及制造的复杂性。由于特征尺寸继续减小，制造制程继续变得更加难以执行。因此，以越来越小的尺寸形成可靠的半导体元件是一个挑战。发明内容[0005]在一些实施方式中，一种半导体元件的制造方法包含形成栅极结构于半导体基板上；沉积含碳密封层于栅极结构之上；沉积含氮密