[发明专利]半导体元件及其形成方法

说明书

一种半导体元件及其形成方法。半导体元件的形成方法包含：形成至少一栅极结构于基材上。栅极结构包含栅电极。栅极结构的栅电极包含第一导电材料；以及沿着栅极结构的栅极结构的侧壁而形成第一介电材料的第一介电层。第一介电材料的第一介电层包含具有一掺杂浓度的氟的氟掺杂氮碳氧化硅或氟掺杂碳氧化硅。

技术领域

本揭露是关于一种半导体元件，特别是关于一种半导体元件的形成方法。

背景技术

本揭示案是关于半导体元件及其制造方法。更特定而言，本揭示标的是关于用于半导体元件元件之的制造方法，此方法包含邻近于栅极结构形成介电层以及后续所形成的元件。

随着互补金属氧化物半导体(complementary metal oxide semiconductor,CMOS)元件缩小至更小尺寸，正在考虑新材料及概念以满足进阶效能目标。CMOS技术包含N型金属氧化物半导体(N-type metal oxide semiconductor,NMOS)及P型金属氧化物半导体(P-type metal oxide semiconductor,PMOS)。例如，金氧氧化物半导体场效应晶体管(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor,MOSFET)为用于放大或切换电子信号的晶体管。N型金属氧化物半导体、P型金属氧化物半导体、金氧氧化物半导体场效应电晶、及各种其他元件的一个效能标准为元件切换频率。接触到晶体管的栅电极，及源极及漏极区两者。

诸如氧化物侧壁的薄介电层有时设置在栅电极与层间介电(interlayerdielectric；ILD)层之间。然而，氧化物侧壁的介电常数(dielectric constant,k)值一般为固定的且一旦形成不能改变。

发明内容

依据本揭露的一些实施方式，半导体元件的形成方法包含：形成至少一栅极结构于基材上。栅极结构包含栅电极。栅极结构的栅电极包含第一导电材料；以及沿着栅极结构的栅极结构的侧壁而形成第一介电材料的第一介电层。第一介电材料的第一介电层包含具有一掺杂浓度的氟的氟掺杂氮碳氧化硅(fluorine doped silicon oxycarbonitride)或氟掺杂碳氧化硅(fluorine doped silicon oxycarbide)。

依据本揭露的另一些实施方式，半导体元件的形成方法包含：形成至少一栅极结构于基材上。栅极结构包含栅电极。栅电极包含第一导电材料；沿着栅极结构的侧壁形成第一介电层。第一介电层包含具有一掺杂浓度的氟的氟掺杂氮碳氧化硅(fluorine dopedsilicon oxycarbonitride)；以及形成第二介电层。第二介电层包含氮化硅，横跨于第一介电层上，且接触第一介电层。

依据本揭露的再一些实施方式，半导体元件包含至少一栅极结构以及第一介电层。栅极结构于基材上方包含栅电极。栅电极包含导电材料。第一介电层沿着栅极结构的一或多个侧壁设置。第一介电层包含具有一掺杂浓度的氟的氟掺杂氮碳氧化硅(fluorinedoped silicon oxycarbonitride)或氟掺杂碳氧化硅(fluorine doped siliconoxycarbide)。

附图说明

当结合附图阅读时，自以下详细描述很好地理解本揭示案的态样。应当注意，依据工业中标准实务，各特征未按比例绘制。事实上，为论述清楚，各特征的大小可任意地增加或缩小。在整个说明书和附图中，相同元件符号表示相同特征。

图1A绘示依据一些实施例的用于形成半导体元件的示范性方法的流程图；

图1B绘示依据一些实施例的用于形成第一介电层的示范性方法的流程图；

图2绘示在制造期间的示范性元件的部分的立体图，其中至少一个栅极结构依据一些实施例设置在基材上方；

图3绘示在第一介电层的基底层在图2的示范性元件上方形成之后的元件结构的立体图；