场效应晶体管及间隙壁结构的制作方法技术

本发明专利技术有关一种场效应晶体管及间隙壁结构的制作方法，一场效应晶体管示范性的结构包括一基底；一位于基底上包括侧壁的栅极结构；一位于基底中栅极结构的一侧的硅化区，硅化区具有一最靠近栅极结构的内部边缘；一邻接栅极结构的侧壁的第一氧密封层；一邻接侧壁上第一氧密封层的含氧层，且含氧层还包括延伸至基底上方的部分；一第二氧密封层，邻接含氧层且延伸至基底上方的部分含氧层上方，其中第二氧密封层的外部边缘与硅化层的内部边缘偏移。本发明专利技术形成改善的元件和形成间隙壁的方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种集成电路的制造，尤其涉及一种具有间隙壁结构的场效应晶体管。
技术介绍
随着技术的演进，在一些集成电路设计中，需要将传统的多晶硅栅电极以金属栅电极取代，以改进缩小图样尺寸的元件表现。一称为“后栅极”工艺的形成金属栅极工艺的最终栅极结构是在较后阶段制作，以减少后续的工艺(包括在形成栅极后必须进行的高温工艺)。因此，随着晶体管尺寸的减少，栅极氧化层的厚度必须减少，使元件即使在栅极长度缩小时，仍能维持元件表现。为了减少栅极漏电流，业界也使用高介电常数介电层，其允许较大的物理厚度，而维持使用于较大技术节点的较薄厚度氧化层般的相同有效厚度。然而，在CMOS制作中形成此图样和相关的工艺时，会遭遇到挑战。随着栅极长度和元件间的间距缩小，上述的问题会更加恶化。举例来说，在“后栅极”工艺中，在进行层间介电层填入间隙时，可能会产生孔洞。图1显示一以具有传统间隙壁结构118的“后栅极”工艺制作的场效应晶体管 (FET) 100的剖面图。场效应晶体管(FET) 100可形成于邻近隔离区104的基底102的有源区103上方。场效应晶体管(FET) 100包括形成于基底102的有源区103中的轻掺杂区 122、源极/漏极区IM和硅化区126、栅极结构109和栅极间隙壁118。栅极结构109包括一栅极介电层122和一后续形成于基底102上方的虚设栅电极108。栅极间隙壁118包括分别形成于栅极结构109两侧壁上的密封层112和氧化硅层116。此外，一接触蚀刻停止层 (contact etch stop layer，CESL) 1；34 和一层间介电层(ILD) 136 可形成于基底 102 上方。 由于栅极间隙壁118间的开口具有高的深宽比，常会在层间介电层136中形成一孔洞138， 而孔洞138会产生问题。例如，任何层间介电层136的孔洞138在后续工艺中，可变成金属的贮藏所，增加元件的不稳定性及/或元件的失效。因此，业界需要一改善的元件和形成间隙壁的方法。
技术实现思路
为了解决现有技术的问题，本专利技术提供一种场效应晶体管，包括一基底；一位于基底上包括侧壁的栅极结构；一位于基底中栅极结构的一侧的硅化区，硅化区具有一最靠近栅极结构的内部边缘；一邻接栅极结构的侧壁的第一氧密封层；一邻接侧壁上第一氧密封层的含氧层，且含氧层还包括延伸至基底上方的部分；一第二氧密封层，邻接含氧层且延伸至基底上方的部分含氧层上方，其中第二氧密封层的外部边缘与硅化层的内部边缘偏移。本专利技术提供一种间隙壁结构的制作方法，包括提供一虚设栅极结构，包括一顶部表面和一位于邻接要形成间隙壁结构的基底上方的侧壁表面；形成间隙壁结构，包括以下步骤沉积一第一氧密封层于虚设栅极结构上；移除虚设栅极结构顶部表面的部分第一氧密封层，侧壁表面的部分第一氧密封层保留；沉积一含氧层于第一氧密封层和虚设栅极结构的顶部表面上；沉积一第二氧密封层于含氧层上；移除虚设栅极结构顶部表面上方的部分第二氧密封层；及薄化第二氧密封层。本专利技术形成改善的元件和形成间隙壁的方法。为让本专利技术的上述目的、特征及优点能更明显易懂，下文特举一优选实施例，并配合所附附图，作详细说明如下附图说明图1显示一以具有传统间隙壁结构场效应晶体管(FET)的剖面图。图2显示本专利技术制作间隙壁结构方法的流程图。图3A-图;3H显示根据本专利技术图2实施例方法制作间隙壁结构各阶段的剖面图。图4揭示一使用图3A-图;3H方法步骤制作的场效应晶体管的剖面图。其中，附图标记说明如下100 场效应晶体管；102 基底；103 有源区；104 隔离区；106 栅极介电层；108 虚设栅电极；109 栅极结构；112 密封层；116 氧化硅层；118 间隙壁结构；122 轻掺杂区；IM 源极/漏极区；126 硅化区；1；34 接触蚀刻停止层；136 层间介电层；138 孔洞；200 制作方法；202 步骤；204 步骤；206 步骤；208 步骤；210 步骤；212 步骤；214 步骤；216 步骤；300 场效应晶体管；302 基底；303 有源区；304 隔离区；306 栅极介电层；308 虚设栅电极层；309 虚设栅极结构；309a 顶部表面；309b 侧壁表面；310 硬式掩模层；312 第一氧密封层；314 含氧层；314a 最大厚度；314e 外部边缘；316 第二氧密封层；316b 距离；316e 外部边缘；318 间隙壁结构；318a 厚度；322 轻掺杂源/漏极区；3M 重掺杂源/漏极区；326 硅化区；326a 最大厚度； 326e 内部边缘；332 衬氧化层；332a 厚度；3；34 接触蚀刻停止层；334a 厚度；336 层间介电层；340a 开口； 340b 开口；340c 开口 ；400 场效应晶体管；408 金属栅电极；409 栅极结构。具体实施例方式以下提供许多不同实施例或范例，以实行本专利技术各种不同实施例的特征。以下将针对特定实施例的构成与排列方式作简要描述，当然，以下的描述仅是范例，但非用来限定本专利技术。举例来说，于第一元件“上方”或“之上”形成第二元件的叙述，可包括第一元件和第二元件直接接触的实施例，但也包括一额外的元件形成于第一元件和第二元件间的实施例，而使第一元件和第二元件没有直接接触。此外，本专利技术在各范例中可能会出现重复的元件标号，但上述的重复仅是用来简要和清楚的描述本专利技术，并不代表各实施范例和结构之间有必然的关联性。以下将参照图2 图3H描述场效应晶体管的制作方法200和一场效应晶体管 300。图2是一流程图，揭示本专利技术制作间隙壁结构318的方法200。图3A-图3H显示根据本专利技术图2实施例方法制作间隙壁结构318各阶段的剖面图。图2的方法并没有制作出一完成的场效应晶体管。根据本专利技术的精神，还可使用互补式金属氧化物半导体(CM0Q技术制作完成的场效应晶体管。因此，可理解的是，可于图2的方法200之前、之中或之后提供额外的工艺，且一些其它的工艺在此仅简要的描述。另外，图2至图3H经过简化，以更容易了解本专利技术的概念。举例来说，虽然附图中揭示场效应晶体管300的间隙壁结构318，可理解的是，集成电路(IC)可包括一些其它的元件，包括电阻、电容、电感、熔丝等。请参照图2和图3A，首先，方法200进行步骤202，提供一于基底302上方包括一顶部表面309a和一侧壁表面309b的虚设栅极结构309。基底302可包括硅基底，在其它的实施例中，基底302可包括硅锗、镓砷或其它适合的半导体材料。基底302可还包括其它元件， 例如各种掺杂区、埋藏层及/或外延层。另外，基底302还可以是例如绝缘层上有硅(SOI) 的绝缘层上有半导体。在其它的实施例中，基底302可包括掺杂外延层、梯度(gradient) 半导体层，及/或可还包括一半导体层位于不同形态的半导体层上的结构，例如硅层位于一硅锗层上。在其它的范例中，化合物半导体基底可包括多层硅结构，或硅基底可包括多层化合物半导体结构。基底302可包括一有源区303和一隔离区304。有源区303可依本
熟知的设计需求包括各种的掺杂形态。在一些实施例中，有源区303可掺杂P型或N型的掺杂物。例如，有源区303可掺杂例如硼或BF2的P型掺杂物、例如磷或砷的N型本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种场效应晶体管，包括：一基底；一栅极结构，包括位于该基底上的侧壁；一硅化区，位于该基底中和该栅极结构的一侧，该硅化区具有一最靠近该栅极结构的内部边缘；一第一氧密封层，邻接该栅极结构的侧壁；一含氧层，邻接该侧壁上的第一氧密封层，且还包括延伸至该基底上方的部分；一第二氧密封层，邻接该含氧层且延伸至该基底上方的部分含氧层上方，其中该第二氧密封层的外部边缘从该硅化层的内部边缘偏移。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：黄仁安，杨宝如，庄学理，陈嘉仁，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[]