[发明专利]半导体结构及其形成方法在审
申请号: | 202110795555.X | 申请日: | 2021-07-14 |
公开(公告)号: | CN115621249A | 公开(公告)日: | 2023-01-17 |
发明(设计)人: | 于海龙 | 申请(专利权)人: | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司;中芯国际集成电路制造(北京)有限公司 |
主分类号: | H01L23/538 | 分类号: | H01L23/538;H01L21/768 |
代理公司: | 上海知锦知识产权代理事务所(特殊普通合伙) 31327 | 代理人: | 高静 |
地址: | 201203 上海市浦东新*** | 国省代码: | 上海;31 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 半导体 结构 及其 形成 方法 | ||
1.一种半导体结构,其特征在于,包括
基底;
栅极结构,位于所述基底的顶部,所述栅极结构包括栅介质层、以及覆盖栅介质层的栅电极层;
源漏掺杂区,位于所述栅极结构两侧的基底中;
第一层间介质层,位于所述栅极结构露出的基底上,且所述第一层间介质层覆盖所述栅极结构的侧壁;
刻蚀停止层,位于所述栅极结构和第一层间介质层的顶部;
第二层间介质层,位于所述刻蚀停止层的顶部;
导电插塞,贯穿相邻所述栅极结构之间的所述第一层间介质层、刻蚀停止层和第二层间介质层,并与所述源漏掺杂区电连接,所述导电插塞包括位于所述第一层间介质层和刻蚀停止层中的第二导电插塞、以及位于所述第二层间介质层中的第一导电插塞,所述第二导电插塞的侧壁相对于所述第一导电插塞的侧壁凹进,所述第一导电插塞的底部和第二导电插塞的顶部相连,并延伸覆盖所述第二导电插塞侧部的刻蚀停止层的部分顶部。
2.如权利要求1所述的半导体结构,其特征在于,所述第二导电插塞的侧壁相对于所述第一导电插塞的侧壁凸出的距离为2纳米至6纳米。
3.如权利要求1所述的半导体结构,其特征在于,所述第一导电插塞的纵向厚度为30纳米至60纳米。
4.如权利要求1所述的半导体结构,其特征在于,所述导电插塞的材料包括钨、钴或钌。
5.如权利要求1所述的半导体结构,其特征在于,所述刻蚀停止层的材料包括氧化硅、氮化硅、碳化硅、碳氮化硅、碳氮氧化硅、氮氧化硅、氮化硼和碳氮化硼中的一种或多种。
6.如权利要求1所述的半导体结构,其特征在于,所述栅介质层的材料包括HfO2、ZrO2、HfSiO、HfSiON、HfTaO、HfTiO、HfZrO、Al2O3、SiO2和La2O3中的一种或多种;
所述栅电极层的材料包括TiN、TaN、Ta、Ti、TiAl、W、AL、TiSiN和TiAlC中的一种或多种。
7.一种半导体结构的形成方法,其特征在于,包括:
提供基底,所述基底的顶部形成有栅极结构,所述栅极结构两侧的基底中形成有源漏掺杂区,所述栅极结构露出的基底上形成有第一层间介质层,所述第一层间介质层覆盖所述栅极结构的侧壁,所述栅极结构和第一层间介质层的顶部形成有刻蚀停止层,所述刻蚀停止层的顶部有第二层间介质层;
在所述第二层间介质层中形成露出所述刻蚀停止层的第一开口,沿与所述栅极结构延伸方向相垂直的方向,所述第一开口位于相邻所述栅极结构之间的第一层间介质层上方;
在所述第一开口的侧壁形成阻挡层;
形成所述阻挡层后,形成贯穿所述第一开口底部的刻蚀停止层和第一层间介质层的第二开口,所述第二开口露出所述源漏掺杂区,所述第二开口的顶部与所述第一开口的底部相连通,且所述第二开口的侧壁相对于所述第一开口的侧壁凸出;
形成所述第二开口后,去除所述阻挡层;
去除所述阻挡层后,在所述第一开口和第二开口中形成导电插塞,所述导电插塞包括位于所述第一开口中的第一导电插塞、以及位于所述第二开口中的第二导电插塞。
8.如权利要求7所述的半导体结构的形成方法,其特征在于,所述提供基底的步骤中,所述第二层间介质层的顶部形成有具有掩膜开口的硬掩膜层,所述掩膜开口位于相邻所述栅极结构之间的第二层间介质层的顶部;
形成所述第一开口的步骤中,以所述硬掩膜层为掩膜,沿所述掩膜开口刻蚀相邻所述栅极结构之间的第二层间介质层,在所述第二层间介质层中形成露出所述刻蚀停止层的第一开口;
形成贯穿所述第一开口底部的刻蚀停止层和第一层间介质层的第二开口的步骤包括:以所述阻挡层和硬掩膜层为掩膜,沿所述第一开口,去除所述第一开口露出的所述刻蚀停止层和第一层间介质层;
形成所述第二开口之后,去除所述硬掩膜层。
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