[发明专利]形成晶体管的方法

权利要求书

1.一种形成晶体管的方法，包括：

在半导体衬底上形成多个晶体管结构，所述多个晶体管结构具有多个伪栅极；每个伪栅极由高度小于所述伪栅极的高度的侧壁间隔件围绕；所述伪栅极和侧壁间隔件被嵌入在一个或更多个电介质层内；所述侧壁间隔件的所述高度对于不同的晶体管结构而不同，对于不同的晶体管结构在所述侧壁间隔件之上在所述伪栅极和所述一个或更多个电介质层之间得到不同深度的凹坑；

在所述伪栅极之上、在所述多个晶体管结构的所述凹坑内以及在高度高于所述伪栅极的顶表面的所述一个或更多个电介质层之上沉积保形的电介质层，所述保形的电介质层的厚度为所述凹坑的宽度的至少一半并且所述保形的电介质层在所述伪栅极之上的厚度与所述保形的电介质层在所述一个或更多个电介质层之上的厚度相同，其中所述保形的电介质层由与所述一个或更多个电介质层不同的材料形成并且相对于所述一个或更多个电介质层具有足够的刻蚀选择性；

去除所述保形的电介质层的在所述伪栅极之上的部分以便暴露所述多个晶体管结构的所述伪栅极；以及

用多个高k金属栅替换所述多个晶体管结构的所述伪栅极。

2.根据权利要求1所述的方法，其中去除所述保形的电介质层的在所述伪栅极之上的所述部分包括：应用各向同性回刻处理以去除所述保形的电介质层的所述部分；所述各向同性回刻处理留下所述保形的电介质层的沉积在所述凹坑内的部分完整无缺。

3.根据权利要求2所述的方法，还包括：在去除所述保形的电介质层的在所述伪栅极之上的所述部分之后，通过化学机械抛光(CMP)处理来抛光所述一个或更多个电介质层，以便产生与所述多个晶体管结构的所述伪栅极的各自的顶表面共面的顶表面。

4.根据权利要求3所述的方法，其中用所述多个高k金属栅替换所述伪栅极包括：

选择性地去除所述多个晶体管结构的所述伪栅极，以便暴露所述伪栅极下面的所述半导体衬底以及所述侧壁间隔件；

用一个或更多个功函数金属层装衬所述半导体衬底和所述侧壁间隔件；以及

在所述一个或更多个功函数金属层之上沉积导电材料以便形成所述多个高k金属栅。

5.根据权利要求4所述的方法，还包括在所述多个高k金属栅中产生凹进部并且用绝缘材料填充所述凹进部。

6.根据权利要求5所述的方法，还包括：

通过选择性刻蚀处理在所述一个或更多个电介质层内产生接触开口，所述选择性刻蚀处理对于所述保形的电介质层的在所述凹坑内留下的所述部分是选择性的，所述接触开口对于所述侧壁间隔件是自对准的；以及

用导电材料填充所述接触开口来形成源极/漏极接触件。

7.根据权利要求1所述的方法，其中在所述多个晶体管结构的所述凹坑内沉积所述保形的电介质层包括：在所述多个晶体管结构的各自的侧壁间隔件之上在所述凹坑内沉积铪氧化物或硅氮化物材料。

8.一种形成晶体管的方法，包括：

在公共衬底上形成第一和第二伪栅极结构，所述第一和第二伪栅极结构分别具有高度相同的第一伪栅极和第二伪栅极，所述第一和第二伪栅极分别由具有不同高度的第一组侧壁间隔件和第二组侧壁间隔件围绕，所述高度比所述第一和第二伪栅极结构的相应的伪栅极的所述相同高度小，从而在所述第一和第二伪栅极结构的各自的伪栅极的角落周围得到不同深度的凹坑，其中所述第一和第二伪栅极以及所述第一组和第二组侧壁间隔件被嵌入在一个或更多个电介质层内；

在所述第一和第二伪栅极之上、在所述第一和第二伪栅极的所述角落周围的所述凹坑内以及在高度高于所述伪栅极的顶表面的一个或更多个电介质层之上沉积保形的电介质层，所述保形的电介质层的厚度为所述凹坑的宽度的至少一半，并且所述保形的电介质层在所述第一和第二伪栅极之上的厚度与所述保形的电介质层在所述一个或更多个电介质层之上的厚度相同，其中所述保形的电介质层由与所述一个或更多个电介质层不同的材料形成并且相对于所述一个或更多个电介质层具有足够的刻蚀选择性；

去除所述保形的电介质层的部分来暴露所述部分下面的所述第一和第二伪栅极；以及

用第一和第二高k金属栅替换所述第一和第二伪栅极。

9.根据权利要求8所述的方法，其中去除所述保形的电介质层的所述部分包括：应用各向同性回刻处理以便去除所述保形的电介质层的所述部分，而同时留下所述保形的电介质层的在所述凹坑内的其余部分。