[发明专利]用于形成半导体器件的方法以及半导体器件

说明书

本公开涉及用于形成半导体器件的方法以及半导体器件。一种方法包括：跨半导体区域上方形成第一和第二虚设栅极堆叠；形成ILD以将第一和第二虚设栅极堆叠嵌入其中；分别用第一和第二替换栅极堆叠替换第一和第二虚设栅极堆叠；执行第一刻蚀工艺以形成第一开口。移除第一替换栅极堆叠的一部分和第二替换栅极堆叠的一部分。该方法还包括：填充第一开口以形成电介质隔离区域；执行第二刻蚀工艺以形成第二开口，其中，ILD被刻蚀，并且电介质隔离区域暴露于第二开口；在第二开口中形成接触间隔件；并且在第二开口中填充接触插塞。接触插塞在接触间隔件的相对部分之间。

技术领域

本公开一般地涉及用于形成半导体器件的方法以及半导体器件。

背景技术

金属氧化物半导体(MOS)器件是集成电路中的基本构建元件。现有的MOS器件通常具有栅极电极，该栅极电极具有使用诸如离子注入或热扩散之类的掺杂操作掺杂有p型或n型杂质的多晶硅。栅极电极的功函数被调整到硅的带边缘。对于n型金属氧化物半导体(NMOS)器件，可以将功函数调节到接近硅的导带。对于p型金属氧化物半导体(PMOS)器件，可以将功函数调节到接近硅的价带。调整多晶硅栅极电极的功函数可以通过选择适当的杂质来实现。

具有多晶硅栅极电极的MOS器件表现出载流子耗尽效应，其也被称为多晶硅耗尽效应。当施加的电场从靠近栅极电介质的栅极区域扫除载流子从而形成耗尽层时，发生多晶硅耗尽效应。在n掺杂多晶硅层中，耗尽层包括被电离的非移动供体位点，其中，在p掺杂多晶硅层中，耗尽层包括被电离的非移动受体位点。耗尽效应导致有效栅极电介质厚度增加，使得在半导体的表面处创建反型层更加困难。

可以通过形成金属栅极电极或金属硅化物栅极电极来解决多晶硅耗尽问题，其中，在NMOS器件和PMOS器件中使用的金属栅极也可以具有带边功函数。由于NMOS器件和PMOS器件对于功函数具有不同的要求，因此使用双栅极CMOS器件。

在金属栅极电极的形成中，首先形成长虚设栅极，然后对其进行刻蚀，以使得长虚设栅极的部分彼此分离。然后将电介质材料填充到由长虚设栅极的刻蚀部分留下的开口中。然后抛光电介质材料，在虚设栅极的剩余部分之间留下一部分电介质材料。然后用金属栅极代替虚设栅极的分离部分。

发明内容

本公开的实施例提供了一种用于形成半导体器件的方法，包括：跨半导体区域上方形成第一虚设栅极堆叠和第二虚设栅极堆叠；形成层间电介质(ILD)以将所述第一虚设栅极堆叠和所述第二虚设栅极堆叠嵌入其中；分别用第一替换栅极堆叠和第二替换栅极堆叠替换所述第一虚设栅极堆叠和所述第二虚设栅极堆叠；执行第一刻蚀工艺以形成第一开口，其中，移除所述第一替换栅极堆叠的一部分和所述第二替换栅极堆叠的一部分；填充所述第一开口以形成电介质隔离区域；执行第二刻蚀工艺以形成第二开口，其中，所述ILD被刻蚀，并且所述电介质隔离区域暴露于所述第二开口；在所述第二开口中形成接触间隔件；以及在所述第二开口中填充接触插塞，其中，所述接触插塞位于所述接触间隔件的相对部分之间。

本公开的实施例还提供了一种用于形成半导体器件的方法，包括：形成刻蚀掩模，其中，第一金属栅极的一部分、在所述第一金属栅极的相对侧上的栅极间隔件、以及在所述栅极间隔件的一侧上的层间电介质(ILD)通过所述刻蚀掩模被露出；执行第一刻蚀工艺以在所述ILD中形成第一开口，其中，所述第一金属栅极、所述栅极间隔件和所述ILD的暴露部分被移除；用电介质隔离区域填充所述第一开口；执行第二刻蚀工艺以在所述ILD中形成第二开口，其中，所述第一金属栅极的一侧上的源极/漏极区域通过所述第二开口被露出；沉积电介质层，其中，所述电介质层延伸到所述第二开口中；以及移除所述第二开口的底部处的所述电介质层的底部部分，其中所述第二开口的侧壁上的所述电介质层的剩余部分形成接触间隔件，并且所述接触间隔件具有与所述电介质隔离区域的侧壁接触的侧壁。