具有取代栅极结构的场效应晶体管及其制造方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102428549A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102428549A(43)申请公布日2012.04.25(21)申请号201080021331.3代理人邱军(22)申请日2010.06.02(51)Int.Cl.(30)优先权数据H01L21/336(2006.01)12/491,6492009.06.25USH01L29/78(2006.01)(85)PCT申请进入国家阶段日2011.11.15(86)PCT申请的申请数据PCT/US2010/0369802010.06.02(87)PCT申请的公布数据WO2010/151400EN2010.12.29(71)申请人国际商业机器公司地址美国纽约阿芒克(72)发明人B.A.安德森E.J.诺瓦克(74)专利代理机构北京市柳沈律师事务所11105权利要求书2页说明书5页附图4页(54)发明名称具有取代栅极结构的场效应晶体管及其制造方法(57)摘要显示了一种多栅极场效应晶体管以及制造多栅极场效应晶体管的方法。制造该多栅极场效应晶体管的方法包括：在多个有源区域附近形成暂时间隙壁栅极(图6的16)，并在这些暂时间隙壁栅极之上沉积介电材料(18a且在空间20中)，包括沉积于多个有源区域之间。该方法还包括：蚀刻该介电材料(20)的部分，以暴露暂时间隙壁栅极(16)，以及移除这些暂时间隙壁栅极，而在有源区域以及介电材料(18a)的余部分之间留下一空间。该方法还包括：用栅极材料填充位于有源区域之间以及介电材料(18a)的剩余部分上方的空间。CN1024859ACCNN110242854902428556A权利要求书1/2页1.一种制造结构的方法，包括：在多个有源区域附近形成暂时间隙壁栅极；沉积一电材料于所述暂时间隙壁栅极之上，包括位于所述多个有源区域之间；蚀刻该介电材料的部分以暴露所述暂时间隙壁栅极；移除所述暂时间隙壁栅极，在所述有源区域与该介电材料的剩余部分之间留下空间；以及用栅极材料填充位于所述有源区域之间以及位于该介电材料的剩余部分之上的空间。2.如权利要求1所述的方法，其中通过在该多个有源区域的周围沉积多晶硅、并移除下面的基板上的多余材料，形成所述暂时间隙壁栅极。3.如权利要求1所述的方法，其中通过对于所述暂时间隙壁栅极进行选择性蚀刻，移除所述暂时间隙壁栅极。4.如权利要求1所述的方法，其中填充该空间使用双金属镶嵌沉积工艺。5.如权利要求1所述的方法，其中该栅极材料为金属。6.如权利要求1所述的方法，其中该蚀刻该介电材料的部分以暴露所述暂时间隙壁栅极的步骤，在位于该多个有源区域之上的该介电材料中形成开口，所述开口在双金属镶嵌工艺中用该栅极金属填充。7.如权利要求1所述的方法，其中通过在所述有源区域的侧壁上沉积厚度为约10纳米至约20纳米之间的多晶硅，形成所述暂时间隙壁栅极。8.如权利要求1所述的方法，还包括：在形成所述暂时栅极间隔之前，沉积介电层于该多个有源区域的侧壁上。9.如权利要求1所述的方法，还包括：平面化该栅极材料的上表面。10.如权利要求1所述的方法，其中该栅极材料包箍所述有源区域，并提供于该介电材料的剩余部分之上。11.一种制造多栅极场效应晶体管的方法，包括：在基板上形成多个有源区域；在每一该有源区域附近形成牺牲间隙壁栅极；沉积介电材料于该牺牲间隙壁栅极之上；过度蚀刻该介电材料以在该介电材料中形成开口，并暴露该牺牲间隙壁栅极；蚀刻该牺牲间隙壁栅极以在该多个有源区域的每一个与该介电材料之间形成空间，且在该过度蚀刻之后，该介电材料保留于该多个有源区域的每一个之间；以及沉积栅极材料于所述空间以及所述开口中。12.如权利要求11所述的方法，还包括沉积材料于该牺牲间隙壁栅极与该多个有源区域的每一个之间。13.如权利要求11所述的方法，其中沉积该栅极材料使用双金属镶嵌沉积工艺。14.如权利要求11所述的方法，其中沉积于该空间中的该栅极材料的厚度约小于相邻的有源区域之间的距离的30％。15.如权利要求14所述的方法，其中该栅极材料包箍所述相邻有源区域。16.如权利要求11所述的方法，其中所述有源区域为多栅极场效应晶体管的鳍。17.如权利要求11所述的方法，其中该牺牲间隙壁栅极为多晶硅，且该蚀刻为对该多2CCNN110242854902428556A权利要求书2/2页晶硅的选择性蚀刻。18.一种多栅极场效应晶体管结构，包括：双金属镶嵌取代栅极结构，其具有下部与上部，该下部的栅极厚度为相邻有源元件之间的距离的约30％以下，且该上部包箍所述相邻有源元件。19.如权利要求18所述的结构，还包括：位于所述相邻有源元件与该双金属镶嵌取代栅极结构的下部之间的介电材料。20.如权利要求18所述的结构，其中围绕每一该有源区域的该双金属镶嵌取代栅极结