专利名称：具有短路保护区域的镶嵌栅极的利记博彩app
技术领域：
本发明的实施例一般地涉及半导体器件，更具体地说，涉及具有短路保护区域的镶嵌栅极及其制造方法。
背景技术：
现在的集成电路(IC)设计经常使用具有非故意接触蚀刻和/或接触至栅极短路风险的接触尺寸、栅极尺寸和操作电压。栅极拐角特别容易发生接触至栅极短路。此问题的一种解决方案是增加接触和栅极拐角之间的距离。然而，这样的解决方法不能令人满意，因为通过这样的距离增加必然增加栅极尺寸并且伴随着器件性能的下降。
发明内容
本发明提供具有短路保护区域的镶嵌栅极及其制造方法。 本发明的第一方面提供一种形成具有短路保护区域的镶嵌栅极的方法，该方法包括形成镶嵌栅极，该栅极具有栅极电介质，在衬底顶上；栅极导体，在所述栅极电介质顶上；导电衬里，横向邻近所述栅极导体；隔离物，在所述导电衬里和所述衬底之间；以及第一电介质，在所述栅极导体顶上；移除所述导电衬里的一部分；以及在所述导电衬里的剩余部分顶上沉积第二电介质，以便所述第二电介质横向邻近所述第一电介质和所述栅极。本发明的第二方面提供一种形成具有短路保护区域的镶嵌栅极的方法，该方法包括形成镶嵌栅极，该栅极具有栅极电介质，在衬底顶上；栅极导体，在所述栅极电介质顶上；导电衬里，横向邻近所述栅极导体；隔离物，在所述导电衬里和所述衬底之间；以及第一电介质，在所述栅极导体顶上；以及在所述衬底的一部分、所述栅极电介质、所述导电衬里和所述隔离物顶上沉积第二电介质，其中所述第二电介质在所述栅极导体的至少一个上拐角之上形成短路保护区域。本发明的第三方面提供一种镶嵌栅极，该栅极包括栅极电介质，在衬底顶上；栅极导体，在所述栅极电介质顶上；导电衬里，横向邻近所述栅极导体；隔离物，在所述导电衬里和所述衬底之间；第一电介质，在所述栅极导体顶上；以及第二电介质，在所述导电衬里顶上并且横向邻近所述第一电介质和所述隔离物二者。本发明的第四方面提供一种镶嵌栅极，该栅极包括栅极电介质，在衬底顶上；栅极导体，在所述栅极电介质顶上；导电衬里，横向邻近所述栅极导体；第一电介质，在所述栅极导体的至少一部分的顶上；隔离物，在所述导电衬里和所述衬底之间；以及第二电介质，在所述衬底的一部分、所述隔离物、所述导电衬里、和所述第一电介质的顶上，其中所述第二电介质在所述栅极导体的至少一个上拐角之上形成短路保护区域。设计本发明的示例性方面以解决这里描述的问题和技术人员发现的其它未讨论的问题。
随后结合示出本发明的不同实施例的附图详细描述本发明的不同方面将更容易理解本发明的这些和其它特征，其中图IA-C示出了根据本发明的一个实施例的形成具有短路保护区域的镶嵌栅极的方法的侧面截面图；图2A-B示出了根据本发明的 可选实施例的形成具有短路保护区域的镶嵌栅极的方法的侧面截面图；以及图3根据本发明的不同实施例示出了示例方法的流程图。注意本发明的附图没有按比例绘制。附图旨在仅描述本发明的典型方面，并且因此不应该认为限制本发明的范围。在附图中，附图之间相似的标号表示相似的元件。
具体实施例方式下面参考图1A，示出了镶嵌栅极100，该栅极包括衬底10、栅极电介质12、隔离物
20、导电衬里30、栅极导体40、以及第一电介质50。区域A和B示出了栅极导体40的上拐角区域，如上提及的，区域A和B为栅极100特别容易发生接触至栅极短路的区域。每个栅极元件的材料可以是通常使用的材料。本领域的技术人员公知除了下面列举的那些材料之外的材料，并且该材料在本发明的范围内。例如，衬底10可以包括硅、锗、硅锗、碳化硅以及由基本上具有下述化学式定义的成分的一种或多种III - V化合物半导体所构成的材料AlxlGaX2InX3AsY1PY2NY3SbY4，其中XI，X2，X3，Yl，Y2，Y3和Y4表示相对比例，每一个都大于或等于零并且X1+X2+X3+Y1+Y2+Y3+Y4=1 (I是总相对摩尔量)。其它合适的衬底包括II - VI族化合物半导体，具有成分ZnA1CdA2SeB1TeB2，其中Al，A2，B1和B2是相对比例，每一个都大于或等于零并且A1+A2+B1+B2=1 (I是总摩尔量)。在一些实施例中，衬底10可以包括非晶或多晶硅。栅极电介质12可以包括，例如氧化物、氧化硅、二氧化硅、氧氮化硅、氮化硅(Si3N4)、氧化钽、铝土、氧化铪(Hf02)、硅酸铪(HfSi)、等离子体增强化学气相沉积氧化物、原硅酸四乙酯、氧化氮、氮化的氧化物、氧化铝、氧化锆(ZrO2)、硅酸锆(ZrSiOx)、高K (K >5)材料和/或其组合。导电衬里30可以包括，例如，硬金属，如钨、钥、锇、铱、或其合金。栅极导体40可以包括，例如，铝、铝-铜合金、钴、硅化钴、铜、金属硅化物、镍、硅化镍、氮化的金属、钯、钼、难熔金属如钌、氮化钽、钛、氮化钛铝、氮化钛、硅化钛、钛钨合金和/或氮化钨碳和/或其组合。第一电介质50可以包括，例如，氧化物、氧氮化硅、氮化硅、低压原硅酸四乙酯、高温氧化物、炉氧化物(furnace oxide)、等离子体增强化学增强沉积氧化物、低压氧化物、氧化铪、氧化钽、氧化招、氧电介质(oxygen dielectrics),氮电介质(nitrogendielectrics)和/或其组合。图IB中，栅极100被选择地掩蔽(未示出)并蚀刻以移除导电衬里30的上部。在图IC中，在导电衬里30的剩余部分的顶上沉积第二电介质60，以便第二电介质60在隔离物20和第一电介质50之间并且横向邻近隔离物20和第一电介质50。在一些实施例中，包括在图IC中示出的一个实施例，第二电介质60还横向邻近栅极导体40的一部分。
第二电介质60可以包括，例如氧化物、氧氮化硅、氮化硅、低压原硅酸四こ酯、高温氧化物、炉氧化物、等离子体增强化学增强沉积氧化物、低压氧化物、氧化铪、氧化钽、氧化铝、氧电介质、氮电介质，高介电常数(高K (例如K > 5))材料和/或其组合。在本发明的一些实施例中，第二电介质60的材料可以不同于第一电介质50的材料。这里使用的“不同”、“区別”和“不同干”指包括材料的不同比例以及材料本身不同。可以通过任意种类的技术沉积第二电介质60，当然该选择基于使用的材料而不同。适合的沉积技术包括任意现在已知或后来开发的适合用于沉积材料的技术，包括但不限于，例如化学气相沉积(CVD)、低压CVD (LPCVD)、等离子体增强CVD (PECVD)、半大气压CVD (SACVD)和高密度等离子体 CVD (HDPCVD)、快热 CVD (RTCVD)、超高真空 CVD (UHVCVD)、限制反应处理CVD (LRPCVD)、金属有机CVD (MOCVD)、溅射沉积、离子束沉积、电子束沉积、激光辅助沉积、热氧化、热氮化、旋涂方法、物理气相沉积(PVD)、原子层沉积(ALD)、化学氧化、分子束外延(MBE)、镀敷或蒸发。图IC的栅极100可被进ー步处理，包括例如，抛光，如通过化学机械抛光(CMP)。 图2A-B示出了本发明的可选实施例。在图2A中，沉积并蚀刻抗蚀刻第二电介质160以便其位于第一电介质150、导电衬里130、隔离物120和衬底110的一部分的顶上。在图2A示出的实施例中，栅极导体140的上拐角再次被第二电介质160保护不会产生接触至栅极短路。图2B示出了根据本发明的栅极200的又ー实施例。这里，蚀刻图2A的第二电介质160以暴露栅极，目的是容易接触，但是留下栅极导体140的上拐角被第二电介质的两部分160，162覆盖。第二电介质160，162包括的材料如上所述。在本发明的一些实施例中，第二电介质160，162的材料不同于第一电介质150的材料。图3示出了描述根据本发明的不同实施例的方法的流程图。步骤SI，形成镶嵌栅极，镶嵌栅极包括在衬底(10，图1A)中的栅极导体(40，图1A)、横向邻近栅极导体的导电衬里(30，图1A)、在导电衬里和衬底之间的隔离物(20，图1A)以及在栅极导体顶上的电介质(50，图1A)。形成这样的镶嵌栅极的方法和技术是常规的并且本领域的技术人员已公知。因此，为了简洁目的，这里不做进ー步描述。步骤S2，流程可以根据期望的栅极形成方法而遵循两个路径中的ー个。取第一路径，步骤S3，移除导电衬里30的一部分并且步骤S4，在导电衬里30的剰余部分的顶上沉积新电介质(60，图1C)。因此，第一路径导致如图IC中示出的镶嵌栅扱。取第二路径，步骤S5，在栅极导体的一个或更多上拐角上沉积电介质(160，图2A)(例如，在第一电介质(150，图2A)、导电衬里(130，图2A)、隔离物(120，图2A)和衬底的一部分(110，图2A)顶上沉积电介质)。因此,第一路径,直到步骤S5，导致如图2A中示出的镶嵌栅极。继续第二路径，在步骤S6中可选择地移除沉积的电介质的一部分，导致如图2B中示出的镶嵌栅极。前面提供了对本发明的不同方面的描述以用于说明和描述目的。不g其是详尽的或将本发明限制到公开的精确形式，显然，可以有许多修改和变化。本领域的技术人员应该明白这样的修改和变化包括在附加权利要求限定的本发明的范围内。
权利要求
1.一种形成具有短路保护区域的镶嵌栅极的方法，所述方法包括 形成镶嵌栅极，所述栅极具有 栅极电介质，在衬底顶上； 栅极导体，在所述栅极电介质顶上； 导电衬里，横向邻近所述栅极导体； 隔离物，在所述导电衬里和所述衬底之间；以及 第一电介质，在所述栅极导体顶上； 移除所述导电衬里的一部分；以及 在所述导电衬里的剩余部分顶上沉积第二电介质，以便所述第二电介质横向邻近所述、第一电介质和所述栅极二者。
2.根据权利要求I的方法，其中所述第一电介质和所述第二电介质中的每一个包括选自氧化物、氧氮化硅、氮化硅、低压原硅酸四乙酯、高温氧化物、炉氧化物、等离子体增强化学增强沉积氧化物、低压氧化物、氧化铪、氧化钽、氧化铝、氧电介质、氮电介质及其组合的至少一种材料。
3.根据权利要求2的方法，其中所述第二电介质包括高介电常数(高K)材料。
4.根据权利要求2的方法，其中所述第一电介质和所述第二电介质包括不同的材料。
5.根据权利要求I的方法，其中所述第二电介质的至少一部分横向邻近所述栅极导体。
6.一种形成具有短路保护区域的镶嵌栅极的方法，所述方法包括 形成镶嵌栅极，所述栅极具有 栅极电介质，在衬底顶上； 栅极导体，在所述栅极电介质顶上； 导电衬里，横向邻近所述栅极导体； 隔离物，在所述导电衬里和所述衬底之间；以及 第一电介质，在所述栅极导体顶上； 在所述衬底的一部分、所述栅极电介质、所述导电衬里和所述隔离物顶上沉积第二电介质， 其中所述第二电介质在所述栅极导体的至少一个上拐角之上形成短路保护区域。
7.根据权利要求6的方法，还包括 移除所述第二电介质在所述栅极导体的上拐角之间的部分。
8.根据权利要求6的方法，其中所述第一电介质和所述第二电介质的中每一个包括选自氧化物、氧氮化硅、氮化硅、低压原硅酸四乙酯、高温氧化物、炉氧化物、等离子体增强化学增强沉积氧化物、低压氧化物、氧化铪、氧化钽、氧化铝、氧电介质、氮电介质、高介电常数(高K)材料及其组合的至少一种材料。
9.根据权利要求8的方法，其中所述第二电介质包括高K材料。
10.根据权利要求8的方法，其中所述第一电介质包括不同于所述第二电介质的材料。
11.一种镶嵌栅极包括 栅极电介质，在衬底顶上； 栅极导体，在所述栅极电介质顶上；导电衬里，横向邻近所述栅极导体； 隔离物，在所述导电衬里和所述衬底之间；以及 第一电介质，在所述栅极导体顶上；以及 第二电介质，在所述导电衬里顶上并且横向邻近所述第一电介质和所述隔离物二者。
12.根据权利要求11的镶嵌栅极，其中所述第二电介质邻近所述镶嵌栅极的上拐角。
13.根据权利要求11的镶嵌栅极，其中所述第一电介质和所述第二电介质中的每一个都包括选自氧化物、氧氮化硅、氮化硅、低压原硅酸四乙酯、高温氧化物、炉氧化物、等离子体增强化学增强沉积氧化物、低压氧化物、氧化铪、氧化钽、氧化铝、氧电介质、氮电介质、高介电常数(高K)材料及其组合的至少一种材料。
14.根据权利要求13的镶嵌栅极，其中所述第二电介质包括高K材料。
15.根据权利要求13的镶嵌栅极，其中所述第二电介质包括不同于所述第一电介质的材料。
16.—种镶嵌栅极,包括 栅极电介质，在衬底顶上； 栅极导体，在所述栅极电介质顶上； 导电衬里，横向邻近所述栅极导体； 第一电介质，在所述栅极导体的至少一部分的顶上； 隔离物，在所述导电衬里和所述衬底之间；以及 第二电介质，在所述衬底的一部分、所述隔离物、所述导电衬里和所述第一电介质的顶上， 其中所述第二电介质在所述栅极导体的至少一个上拐角之上形成短路保护区域。
17.根据权利要求16的镶嵌栅极，其中所述第二电介质邻近所述栅极导体的上拐角。
18.根据权利要求16的镶嵌栅极，其中所述第一电介质和所述第二电介质中的每一个包括选自氧化物、氧氮化硅、氮化硅、低压原硅酸四乙酯、高温氧化物、炉氧化物，等离子体增强化学增强沉积氧化物、低压氧化物、氧化铪、氧化钽、氧化铝、氧电介质、氮电介质、高介电常数(高K)材料及其组合的至少一种材料。
19.根据权利要求18的镶嵌栅极，其中所述第二电介质包括高K材料。
20.根据权利要求18的镶嵌栅极，其中所述第一电介质包括不同于所述第二电介质的材料。
全文摘要
本发明一般地涉及半导体器件，更具体地说，涉及具有短路保护区域(60)的镶嵌栅极(100；图1C)及其制造方法。本发明的第一方面提供一种形成具有短路保护区域(60)的镶嵌栅极(100)的方法，该方法包括形成镶嵌栅极，该栅极具有衬底(12)顶上的栅极电介质；栅极电介质顶上的栅极导体(40)；横向邻近栅极导体(30)的导电衬里；导电衬里和衬底(20)之间的隔离物；以及在栅极导体(60)顶上的第一电介质；移除导电衬里(30)的一部分；在导电衬里(30)的剩余部分顶上沉积第二电介质(60)，以便第二电介质横向邻近第一电介质和栅极二者。
文档编号H01L21/336GK102741990SQ201080050461
公开日2012年10月17日 申请日期2010年10月19日 优先权日2009年11月11日
发明者B·A·安德森, E·J·诺瓦克, J·H·兰金 申请人:国际商业机器公司