[发明专利]具有金属栅极切口和凹陷的电力轨的晶体管装置

说明书

本文描述的是通过在去除栅极电极材料和周围的电介质两者的蚀刻工艺中将金属栅极切口形成为对栅极侧壁没有选择性的沟槽来制造的晶体管装置。与形成金属栅极切口的常规方法相比，这种蚀刻工艺可以在准确性、成本高效和设备性能方面提供改进。另外，如果金属栅极切口的沟槽至少部分地填充有导电材料，则可以使用这种工艺来提供电力轨。因为导电材料在沟槽中并且可以在鳍状物之间，而不是被设置在鳍状物之上，所以这种电力轨可以被称为“凹陷的”。提供凹陷的电力轨可以在减小金属线电阻和减小电压降方面提供改进。

技术领域

本公开总体上涉及半导体设备的领域，并且更具体地，涉及场效应晶体管(FET)。

背景技术

FET(例如，金属氧化物半导体(MOS)FET(MOSFET))是一种三端子设备，包括源极端子、漏极端子和栅极端子，并使用电场来控制流过该设备的电流。FET典型地包括半导体沟道材料、设置在沟道材料中的源极和漏极区域、以及包括至少栅极电极材料并且还可以包括栅极电介质材料的栅极堆叠体，该栅极堆叠体设置在源极和漏极区域之间的沟道材料的一部分的之上。由于栅极电极材料往往包括金属，所以晶体管的栅极通常被称为“金属栅极”。

近来，已广泛地探索了具有非平面架构的FET，例如FinFET(有时也称为“环绕栅极晶体管”或“三栅极晶体管”)和纳米带/纳米线晶体管(有时也称为“全环栅晶体管”)，以作为具有平面架构的晶体管的替代物。

附图说明

通过以下具体实施方式并结合附图，将容易理解实施例。为了促进该描述，类似的附图标记指代类似的结构元件。在附图的图中，通过示例而非限制的方式示出了实施例。

图1是根据本公开的一些实施例的示例性FinFET的透视图。

图2是实施晶体管装置的示例性集成电路(IC)设备的俯视图，其中可以实施根据本公开的各种实施例的金属栅极切口和凹陷的电力轨。

图3是根据本公开的一些实施例的具有跨晶体管装置的一些金属栅极线的金属栅极切口的图2的IC设备的俯视图。

图4A提供根据本公开的一个实施例的图3的晶体管装置的横截面侧视图，其横截面沿着示例性金属栅极线截取。

图4B提供了根据本公开的另一实施例的图3的晶体管装置的横截面侧视图，其横截面沿着示例性金属栅极线截取。

图4C提供了根据本公开的又一实施例的图3的晶体管装置的横截面侧视图，其横截面沿着示例性金属栅极线截取。

图4D提供了具有多晶硅栅极切口的晶体管装置的横截面侧视图。

图5A-图5E提供了根据本公开的各种实施例的图3的晶体管装置的横截面侧视图，其横截面沿着源极/漏极(S/D)区域截取。

图6是根据本公开的各种实施例的制造具有一个或多个金属栅极切口或电力轨的晶体管装置的示例性方法的流程图。

图7A-图7D是示出根据本公开的一些实施例的使用图6的方法制造具有一个或多个金属栅极切口或电力轨的晶体管装置的不同示例性阶段的各种视图。

图8A和图8B分别是晶片和管芯的俯视图，该晶片和管芯可以包括根据本文公开的任何实施例的具有一个或多个金属栅极切口和/或凹陷的电力轨的一个或多个晶体管装置。

图9是IC封装的横截面侧视图，该IC封装可以包括根据本文公开的任何实施例的具有一个或多个金属栅极切口和/或凹陷的电力轨的一个或多个晶体管装置。

图10是IC设备组件的横截面侧视图，该IC设备组件可以包括根据本文公开的任何实施例的具有一个或多个金属栅极切口和/或凹陷的电力轨的一个或多个晶体管装置。

图11是示例性计算设备的框图，该示例性计算设备可以包括根据本文公开的任何实施例的具有一个或多个金属栅极切口和/或凹陷的电力轨的一个或多个晶体管装置。