技術(shù)領(lǐng)域

示例實(shí)施例涉及一種半導(dǎo)體裝置及其制造方法。更具體地，示例實(shí)施例涉及一種具有接觸塞的半導(dǎo)體裝置及其制造方法。

背景技術(shù)：

當(dāng)鎢接觸塞形成在基底的源/漏區(qū)上時(shí)，阻擋層可以形成在貫穿絕緣中間層的開口的內(nèi)壁上，鎢層可以形成在阻擋層上并可以平坦化。為了減小源/漏區(qū)與鎢接觸塞之間的電阻，可以對(duì)阻擋層執(zhí)行熱處理以形成金屬硅化物層。然而，由于熱處理，阻擋層的特性會(huì)惡化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

示例實(shí)施例提供一種包括具有良好特性的接觸塞的半導(dǎo)體裝置。

示例實(shí)施例提供一種包括具有良好特性的接觸塞的半導(dǎo)體裝置的制造方法。

根據(jù)示例實(shí)施例，提供一種半導(dǎo)體裝置。該半導(dǎo)體裝置可以包括：有源鰭，在基底上從隔離圖案部分地突出；柵極結(jié)構(gòu)，在有源鰭上；源/漏層，在與柵極結(jié)構(gòu)相鄰的有源鰭的一部分上；金屬硅化物圖案，在源/漏層上；以及塞，在金屬硅化物圖案上。塞可以包括：第二金屬圖案；金屬氮化物圖案，接觸金屬硅化物圖案的上表面，并覆蓋第二金屬圖案的底部和側(cè)壁；以及第一金屬圖案，在金屬硅化物圖案上，第一金屬圖案覆蓋金屬氮化物圖案的外側(cè)壁。第一金屬圖案可以包括金屬氮化物，第一金屬圖案的氮濃度可以根據(jù)距金屬氮化物圖案的外側(cè)壁的距離而逐漸減小。

在示例實(shí)施例中，第一金屬圖案可以包括氮化鈦、氮化鈷或氮化鎳，金屬氮化物圖案可以包括氮化鈦、氮化鉭或氮化鎢。第一金屬圖案的氮濃度可以比金屬氮化物圖案的氮濃度低。

在示例實(shí)施例中，源/漏層的上表面可以不是平坦的和/或不是平滑的。

在示例實(shí)施例中，源/漏層可以填充與柵極結(jié)構(gòu)相鄰的有源鰭的一部分上的凹部并從凹部突出，源/漏層的最上表面可以比有源鰭的最上表面高。

在示例實(shí)施例中，源/漏層可以包括包含單晶硅-鍺的第一源/漏層和包含單晶硅或單晶碳化硅的第二源/漏層。第二源/漏層的最上表面可以比第一源/漏層的最上表面高。

在示例實(shí)施例中，塞可以包括位于第一源/漏層上的第一塞和位于第二源/漏層上的第二塞。第二塞的底部可以比第一塞的底部高。

根據(jù)示例實(shí)施例，提供一種半導(dǎo)體裝置。該半導(dǎo)體裝置可以包括：源/漏層，在基底中或在基底上；金屬硅化物圖案，在源/漏層上；以及接觸塞，在金屬硅化物圖案上。接觸塞可以包括第一金屬圖案、金屬氮化物圖案和第二金屬圖案。金屬氮化物圖案可以接觸金屬硅化物圖案的上表面，覆蓋第二金屬圖案的底部和側(cè)壁，并具有等于或小于大約3nm的厚度。第一金屬圖案可以覆蓋金屬氮化物圖案的外側(cè)壁。

在示例實(shí)施例中，第二金屬圖案可以包括鎢。

在示例實(shí)施例中，第一金屬圖案可以包括鈦、鈷或鎳，金屬硅化物圖案可以包括硅化鈦、硅化鈷或硅化鎳。

在示例實(shí)施例中，第一金屬圖案和金屬硅化物圖案可以包括基本相同的材料。

在示例實(shí)施例中，金屬氮化物圖案可以包括氮化鈦、氮化鉭或氮化鎢。

在示例實(shí)施例中，源/漏層可以包括單晶硅、單晶碳化硅或單晶硅-鍺。

在示例實(shí)施例中，第一金屬圖案可以包括氮化鈦、氮化鈷或氮化鎳，金屬氮化物圖案可以包括氮化鈦、氮化鉭或氮化鎢。第一金屬圖案的氮濃度可以比金屬氮化物圖案的氮濃度低。

在示例實(shí)施例中，第一金屬圖案的氮濃度可以根據(jù)距金屬氮化物圖案的外側(cè)壁的距離而逐漸地減小。

在示例實(shí)施例中，第一金屬圖案在其外側(cè)壁處的氮濃度可以基本為零。

在示例實(shí)施例中，金屬氮化物圖案的氮濃度可以從其頂部向其底部減小。

在示例實(shí)施例中，金屬氮化物圖案可以還包括氧。

在示例實(shí)施例中，金屬氮化物圖案的氧濃度可以從其頂部向其底部增大。

在示例實(shí)施例中，金屬氮化物圖案的電阻可以從其頂部向其底部增大。

在示例實(shí)施例中，第一金屬圖案可以具有大約1nm至大約10nm的厚度。

在示例實(shí)施例中，第一金屬圖案的厚度可以比金屬氮化物圖案的厚度小。

在示例實(shí)施例中，第一金屬圖案的厚度可以比金屬氮化物圖案的厚度大。

在示例實(shí)施例中，半導(dǎo)體裝置還可以包括在基底上覆蓋第一金屬圖案的外側(cè)壁的絕緣中間層。

根據(jù)示例實(shí)施例，提供一種半導(dǎo)體裝置。該半導(dǎo)體裝置可以包括：有源鰭，在基底上從隔離圖案部分地突出；柵極結(jié)構(gòu)，在有源鰭上；源/漏層，在與柵極結(jié)構(gòu)相鄰的有源鰭的一部分上；金屬硅化物圖案，在源/漏層上；以及接觸塞，在金屬硅化物圖案上。接觸塞可以包括第二金屬圖案、金屬氮化物圖案和第一金屬圖案。金屬氮化物圖案可以接觸金屬硅化物圖案的上表面，并覆蓋第二金屬圖案的底部和側(cè)壁。第一金屬圖案可以覆蓋金屬氮化物圖案的外側(cè)壁。金屬硅化物圖案和第一金屬圖案可以包括基本上相同的金屬。

在示例實(shí)施例中，源/漏層可以填充與柵極結(jié)構(gòu)相鄰的有源鰭的一部分上的凹部并從凹部突出，源/漏層的最上表面可以比有源鰭的最上表面高。

在示例實(shí)施例中，半導(dǎo)體裝置可以還包括覆蓋柵極結(jié)構(gòu)的側(cè)壁的柵極間隔件。源/漏層可以接觸柵極間隔件的外側(cè)壁。

在示例實(shí)施例中，柵極結(jié)構(gòu)可以包括設(shè)置在一個(gè)方向上的多個(gè)柵極結(jié)構(gòu)，源/漏層可形成在有源鰭的位于多個(gè)柵極結(jié)構(gòu)中相鄰的柵極結(jié)構(gòu)之間的一部分上，所述相鄰的柵極結(jié)構(gòu)沿所述一個(gè)方向相鄰。

在示例實(shí)施例中，半導(dǎo)體裝置可以還包括覆蓋每個(gè)柵極結(jié)構(gòu)的側(cè)壁的柵極間隔件。接觸塞可形成在多個(gè)柵極結(jié)構(gòu)中沿所述一個(gè)方向相鄰的柵極結(jié)構(gòu)的側(cè)壁上的柵極間隔件之間，接觸塞的第一金屬圖案的外側(cè)壁可以接觸柵極間隔件的外側(cè)壁。

在示例實(shí)施例中，源/漏層可以包括包含單晶硅-鍺的第一源/漏層和包含單晶硅或單晶碳化硅的第二源/漏層。第二源/漏層的最上表面可以比第一源/漏層的最上表面高。

在示例實(shí)施例中，接觸塞可以包括位于第一源/漏層上的第一接觸塞和位于第二源/漏層上的第二接觸塞。第二接觸塞的底部可以比第一接觸塞的底部高。

在示例實(shí)施例中，柵極結(jié)構(gòu)可以包括柵電極和在有源鰭上的柵極絕緣圖案，柵極絕緣圖案覆蓋柵電極的底部和側(cè)壁。

在示例實(shí)施例中，柵極結(jié)構(gòu)可以還包括在有源鰭與柵極絕緣圖案之間的界面圖案以及在柵極絕緣圖案與柵電極之間的可以覆蓋柵電極的底部和側(cè)壁的逸出功控制圖案。

在示例實(shí)施例中，第二金屬圖案可以包括鎢，第一金屬圖案包括鈦、鈷或鎳，金屬硅化物圖案可以包括硅化鈦、硅化鈷或硅化鎳，金屬氮化物圖案可以包括氮化鈦、氮化鉭或氮化鎢。

在示例實(shí)施例中，第一金屬圖案可以包括氮化鈦、氮化鈷或氮化鎳，金屬氮化物圖案可以包括氮化鈦、氮化鉭或氮化鎢。第一金屬圖案的氮濃度可以比金屬氮化物圖案的氮濃度低。

在示例實(shí)施例中，第一金屬圖案的氮濃度可以根據(jù)距金屬氮化物圖案的外側(cè)壁的距離而逐漸地減小。

在示例實(shí)施例中，金屬氮化物圖案的氮濃度可以從其頂部向其底部減小。

在示例實(shí)施例中，金屬氮化物圖案可以具有等于或小于大約3nm的厚度，第一金屬圖案可以具有大約1nm至大約10nm的厚度。

根據(jù)示例實(shí)施例，提供一種半導(dǎo)體裝置的制造方法。在所述方法中，可以提供基底。可以在基底中或在基底上形成源/漏層。可以在基底上形成絕緣中間層以具有暴露源/漏層的上表面的開口?？梢栽谠?漏層的暴露的上表面、開口的側(cè)壁和絕緣中間層上形成第一金屬層。可以在第一金屬層上形成金屬氮化物層以具有等于或小于大約3nm的厚度。可以對(duì)第一金屬層執(zhí)行熱處理工藝以引起第一金屬層與源/漏層反應(yīng)，使得金屬硅化物層可以形成在源/漏層上并在源/漏層與金屬氮化物層之間。可以對(duì)金屬氮化物層執(zhí)行氮化工藝?？梢栽诮饘俚飳由闲纬傻诙饘賹右蕴畛溟_口的剩余的部分?？梢允沟诙饘賹?、金屬氮化物層和第一金屬層平坦化，直至可以暴露絕緣中間層的上表面，以形成包括第一金屬圖案、金屬氮化物圖案和第二金屬圖案的接觸塞。可以在開口的側(cè)壁上形成第一金屬圖案，可以在金屬硅化物層和第一金屬圖案上形成金屬氮化物圖案，可以在金屬氮化物圖案上形成第二金屬圖案，并填充開口的剩余的部分?？梢酝ㄟ^金屬氮化物圖案覆蓋第二金屬圖案的底部和側(cè)壁。

在示例實(shí)施例中，當(dāng)執(zhí)行氮化工藝時(shí)，可以對(duì)金屬氮化物層執(zhí)行等離子體氮化工藝。

在示例實(shí)施例中，當(dāng)執(zhí)行氮化工藝時(shí)，可以在氮或氨的氣氛下，大約350℃至大約500℃的溫度下，執(zhí)行退火工藝。

在示例實(shí)施例中，當(dāng)執(zhí)行氮化工藝時(shí)，在金屬氮化物層中，可以增大氮濃度并可以減小氧濃度。

在示例實(shí)施例中，在執(zhí)行氮化工藝之后，金屬氮化物層的氮濃度可以從其底部向其頂部增大。

在示例實(shí)施例中，當(dāng)形成第二金屬層時(shí)，可以用六氟化鎢(WF₆)作為源氣執(zhí)行CVD工藝。

在示例實(shí)施例中，可以通過金屬氮化物層阻斷由CVD工藝產(chǎn)生的氟以不滲透到第一金屬層中。

在示例實(shí)施例中，第一金屬層可以由鈦、鈷或鎳形成，金屬氮化物層可以由氮化鈦、氮化鉭或氮化鎢形成。

根據(jù)示例實(shí)施例，提供一種半導(dǎo)體裝置的制造方法。在所述方法中，可以在基底上形成隔離圖案以限定從隔離圖案的上表面部分地突出的有源鰭?？梢栽谟性傣捝闲纬商撛O(shè)柵極結(jié)構(gòu)?？梢栽谂c虛設(shè)柵極結(jié)構(gòu)相鄰的有源鰭的一部分上形成源/漏層。可以在基底上形成第一絕緣中間層以覆蓋源/漏層，并圍繞虛設(shè)柵極結(jié)構(gòu)的側(cè)壁?？梢杂脰艠O結(jié)構(gòu)替換虛設(shè)柵極結(jié)構(gòu)。可以在柵極結(jié)構(gòu)和第一絕緣中間層上形成第二絕緣中間層?？梢圆糠值厝コ谝唤^緣中間層和第二絕緣中間層以形成暴露源/漏層的上表面的第一開口。可以在源/漏層的暴露的上表面、第一開口的側(cè)壁和第二絕緣中間層上形成第一金屬層。可以在第一金屬層上形成金屬氮化物層。可以在第一金屬層上執(zhí)行熱處理工藝以引起第一金屬層與源/漏層反應(yīng)，使得金屬硅化物層可以形成在源/漏層上并在源/漏層與金屬氮化物層之間?？梢栽诮饘俚飳由蠄?zhí)行氮化工藝?？梢栽诮饘俚飳由闲纬傻诙饘賹右蕴畛涞谝婚_口的剩余的部分?？梢允沟诙饘賹印⒔饘俚飳雍偷谝唤饘賹悠教够?，直至可以暴露第二絕緣中間層的上表面以形成填充第一開口的接觸塞。

在示例實(shí)施例中，接觸塞可以包括：第一金屬圖案，在第一開口的側(cè)壁上；金屬氮化物圖案，在金屬硅化物層和第一金屬圖案上；以及第二金屬圖案，在金屬氮化物圖案上。第二金屬圖案可以填充第一開口的剩余的部分，可以通過金屬氮化物圖案覆蓋第二金屬圖案的底部和側(cè)壁。

在示例實(shí)施例中，當(dāng)形成源/漏層時(shí)，可以在與柵極結(jié)構(gòu)相鄰的有源鰭的一部分上形成凹部。可以執(zhí)行SEG工藝，以形成填充凹部并從凹部突出的源/漏層。源/漏層可以具有比有源鰭的最上表面高的最上表面。

在示例實(shí)施例中，當(dāng)形成源/漏層時(shí)，可以形成包括單晶硅-鍺的第一源/漏層?？梢孕纬砂▎尉Ч杌騿尉蓟璧牡诙?漏層。第二源/漏層的最上表面可以比第一源/漏層的最上表面高。

在示例實(shí)施例中，當(dāng)形成接觸塞時(shí)，可以分別在第一源/漏層和第二源/漏層上形成第一接觸塞和第二接觸塞。第二接觸塞的底部可以比第一接觸塞的底部高。

在示例實(shí)施例中，當(dāng)用柵極結(jié)構(gòu)替換虛設(shè)柵極結(jié)構(gòu)時(shí)，可以去除虛設(shè)柵極結(jié)構(gòu)以形成暴露有源鰭的上表面的第二開口。可以在有源鰭的暴露的上表面、第二開口的側(cè)壁和第一絕緣中間層上形成柵極絕緣層?？梢栽跂艠O絕緣層上形成柵電極層以填充第二開口的剩余的部分?？梢允箹烹姌O層和柵極絕緣層平坦化，直至可以暴露第一絕緣中間層的上表面，以形成包括柵極絕緣圖案和柵電極的柵極結(jié)構(gòu)。可以在有源鰭的暴露的上表面和第二開口的側(cè)壁上形成柵極絕緣圖案，可以在柵極絕緣圖案上形成柵電極，并填充第二開口的剩余部分?？梢酝ㄟ^柵極絕緣圖案覆蓋柵電極的底部和側(cè)壁。

根據(jù)示例實(shí)施例的接觸塞的金屬氮化物圖案可以具有等于或小于大約3nm的薄的厚度，因此在接觸塞中的可以具有比金屬氮化物圖案的電阻低的電阻的第二金屬圖案可以具有相對(duì)大的體積。因?yàn)榻饘俚飯D案由于氮化工藝可以具有增大的氮濃度，所以金屬氮化物圖案可以具有比未對(duì)其執(zhí)行氮化工藝的金屬氮化物圖案的電阻低的電阻。因此，包括金屬氮化物圖案和第二金屬圖案的接觸塞可以具有低的電阻。

即使金屬氮化物圖案具有薄的厚度，金屬氮化物圖案也可以通過氮化工藝而具有提高的阻擋特性，因此第二金屬圖案可以緊密地形成，在其中沒有空隙。此外，滲透到接觸塞中的第一金屬圖案中的氟的量可以非常小，沒有空隙或裂縫會(huì)形成在第一金屬圖案與圍繞第一金屬圖案的絕緣中間層之間的界面中。因此，包括第一金屬圖案和第二金屬圖案的接觸塞可以具有良好的特性。

根據(jù)示例實(shí)施例，提供一種半導(dǎo)體裝置的制造方法。所述方法可以包括：在基底中或在基底上形成源/漏層；在基底上形成絕緣層，絕緣層具有暴露源/漏層的上表面的開口；在源/漏層的暴露的上表面、絕緣層的頂部和開口的側(cè)壁上形成第一金屬層；在第一金屬層上形成金屬氮化物層；執(zhí)行熱處理工藝，以在源/漏層與金屬氮化物層之間并在源/漏層上形成金屬硅化物層；執(zhí)行氮化工藝，以氮化金屬氮化物層、第一金屬層的第一部分和金屬硅化物層的第二部分；在金屬氮化物層上形成第二金屬層以填充開口；使第二金屬層、金屬氮化物層和第一金屬層平坦化，直至暴露絕緣層的上表面以形成填充開口的接觸塞。

附圖說明

通過下文中結(jié)合附圖進(jìn)行的詳細(xì)描述，將更清楚地理解示例實(shí)施例。圖1至圖40代表如這里所描述的非限制性的示例實(shí)施例。

圖1至圖6、圖7A和圖7B是示出根據(jù)示例實(shí)施例的包括接觸塞的半導(dǎo)體裝置的制造方法的步驟的剖視圖；

圖8至圖37、圖38A、圖38B、圖39和圖40是示出根據(jù)示例實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的制造方法的步驟的平面圖和剖視圖。

具體實(shí)施方式

在下文中，將參照其中示出了一些示例實(shí)施例的附圖更充分地描述各種示例實(shí)施例。然而，本公開可以以許多不同的形式實(shí)施，而不應(yīng)該被解釋為局限于在此闡述的示例實(shí)施例。在附圖中，為了清楚起見，可以夸大層和區(qū)域的尺寸和相對(duì)尺寸。

將理解的是，當(dāng)元件或?qū)颖环Q作“在”另一元件或?qū)印吧稀保斑B接到”或“結(jié)合到”另一元件或?qū)訒r(shí)，該元件或?qū)涌梢灾苯釉谒隽硪辉驅(qū)由希苯舆B接到或結(jié)合到所述另一元件或?qū)?，或者可以存在中間元件或中間層。相反，當(dāng)元件被稱作“直接在”另一元件或?qū)印吧稀保爸苯舆B接到”或“直接結(jié)合到”另一元件或?qū)訒r(shí)，不存在中間元件或中間層。除非上下文另有指出，否則術(shù)語“接觸”指的是直接連接(即，觸摸)。同樣的標(biāo)記始終代表同樣的元件。如在這里使用的，術(shù)語“和/或”包括一個(gè)或更多個(gè)相關(guān)所列項(xiàng)的任意組合和所有組合。

將理解的是，盡管在這里可使用術(shù)語第一、第二、第三、第四等來描述不同的元件、組件、區(qū)域、層和/或部分，但是這些元件、組件、區(qū)域、層和/或部分不應(yīng)該受這些術(shù)語的限制。除非另有指出，否則這些術(shù)語僅是用來將一個(gè)元件、組件、區(qū)域、層或部分與另一個(gè)元件、組件、區(qū)域、層或部分區(qū)分開來。因此，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的教導(dǎo)的情況下，下面討論的第一元件、第一組件、第一區(qū)域、第一層或第一部分可被稱作第二元件、第二組件、第二區(qū)域、第二層或第二部分。當(dāng)諸如“…中的至少一個(gè)(種)(者)”的表述位于一列元件之后時(shí)，修飾整列元件而不修飾該列的個(gè)別元件。

為了便于描述，可以在此使用諸如“在……之下”、“在……下方”、“下面的”、“在……之上”、“上面的”等的空間相對(duì)術(shù)語來描述在附圖中示出的一個(gè)元件或特征與另一元件或特征的關(guān)系。將理解的是，空間相對(duì)術(shù)語意圖包含除了附圖中描述的方位之外的在使用或運(yùn)行中的裝置的不同方位。例如，如果附圖中的裝置被翻轉(zhuǎn)，則被描述為“在”其它元件或特征“下方”或“之下”的元件將隨后被定位為“在”所述其它元件或特征“之上”。因此，示例性術(shù)語“在……之下”可包含上方和下方兩種方位?？梢粤硗獾囟ㄎ谎b置(旋轉(zhuǎn)90度或在其它方位)，并相應(yīng)地解釋在這里使用的空間相對(duì)描述語。

用在這里的術(shù)語僅是為了描述具體示例實(shí)施例的目的，而不意圖限制本公開。如在這里使用的，除非上下文另有明確地指明，否則單數(shù)形式“一個(gè)(種)”和“所述(該)”也意圖包括復(fù)數(shù)形式。還將理解的是，當(dāng)在本說明書中使用術(shù)語“包括”、其變型、“具有”和/或其變形時(shí)，說明存在陳述的特征、整體、步驟、操作、元件和/或組件，但是不排除存在或添加一個(gè)或更多個(gè)其它特征、整體、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組。

除非上下文另有表明，否則當(dāng)提及方位、布局、位置、形狀、尺寸、數(shù)量或其它量度時(shí)在此使用的諸如“相同的”、“相等的”、“平面的”或“共面的”的術(shù)語不必意味著完全相同的方位、布局、位置、形狀、尺寸、數(shù)量或其它量度，但是意圖包含例如由于制造工藝而可發(fā)生的可接受變化內(nèi)的幾乎相同的方位、布局、位置、形狀、尺寸、數(shù)量或其它量度。這里可以使用術(shù)語“基本上”來體現(xiàn)此含義。例如，被描述為“基本上相同”、“基本上相等”或“基本上平面”的項(xiàng)目可以是完全相同、相等或平面的，或者可以在例如由于制造工藝而可發(fā)生的可接受變化內(nèi)是相同、相等或平面的。

在此參照作為理想的示例實(shí)施例(和中間結(jié)構(gòu))的示意圖的剖視圖來描述示例實(shí)施例。如此，將預(yù)期到由于例如制造技術(shù)和/或公差導(dǎo)致的圖示的形狀的變化。因此，示例實(shí)施例不應(yīng)被解釋為限于此處示出的區(qū)域的具體形狀，而是包括由于例如制造導(dǎo)致的形狀偏差。例如，示出為矩形的注入?yún)^(qū)將典型地具有在它邊緣處的圓形的或彎曲的特征和/或注入濃度的梯度而不是從注入?yún)^(qū)到非注入?yún)^(qū)的二元轉(zhuǎn)變。同樣地，通過注入而形成的掩埋區(qū)可以在掩埋區(qū)與發(fā)生注入所穿過的表面之間的區(qū)域中導(dǎo)致一些注入。因此，圖中示出的區(qū)域在本質(zhì)上是示意性的，并且它們的形狀不意圖限制本公開的范圍。

除非另有定義，否則此處使用的全部術(shù)語(包括技術(shù)術(shù)語和科學(xué)術(shù)語)具有與本公開所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所通常理解的含義相同的含義。還將理解的是，除非在此清楚地定義，否則諸如通用字典中定義的術(shù)語應(yīng)該被解釋為具有與其在相關(guān)領(lǐng)域的背景中的含義一致的含義，而不應(yīng)該以理想化的或過于形式化的含義來解釋。

圖1至圖6、圖7A和圖7B是示出根據(jù)示例實(shí)施例的包括接觸塞的半導(dǎo)體裝置的制造方法的步驟的剖視圖。

如在這里使用的，例如，半導(dǎo)體裝置可以指諸如半導(dǎo)體芯片(例如，由晶片形成的存儲(chǔ)器芯片和/或邏輯芯片)、半導(dǎo)體芯片的堆疊、包括堆疊在封裝件基底上的一個(gè)或更多個(gè)半導(dǎo)體芯片的半導(dǎo)體封裝件或包括多個(gè)封裝件的封裝件上封裝件裝置的裝置。

參照?qǐng)D1，可以在基底100中形成源/漏層110，可以形成覆蓋基底100和源/漏層110的絕緣中間層120，可以穿過絕緣中間層120形成開口130以暴露源/漏層110的上表面。在一些實(shí)施例中，“在……中”可以指源/漏區(qū)掩埋在基底中，“在……上”可以指源/漏區(qū)在基底上方。描述為“提供有”基底的源/漏區(qū)可以形成在基底中或基底上。

基底100可以包括半導(dǎo)體材料，例如硅、鍺、硅-鍺或者例如GaP、GaAs、GaSb等的III-V半導(dǎo)體化合物。在示例實(shí)施例中，基底100可以是絕緣體上硅(SOI)基底或絕緣體上鍺(GOI)基底。

例如柵極結(jié)構(gòu)、隔離圖案等的各種類型的元件可以形成在基底100上，并可以被絕緣中間層120覆蓋。

在示例實(shí)施例中，源/漏層110可以通過將雜質(zhì)注入到基底100的上部中來形成。雜質(zhì)可以包括例如硼、鋁等的p型雜質(zhì)或例如磷、砷等的n型雜質(zhì)。

可選擇地，源/漏層110可以通過在基底100上形成凹部(未示出)并使用凹部下的基底100的一部分作為種子執(zhí)行選擇性外延生長(zhǎng)(SEG)工藝以填充凹部來形成。SEG工藝可以使用例如二氯硅烷(SiH₂Cl₂)氣體的硅源氣和例如鍺烷(GeH₄)氣體的鍺源氣來形成，并可以形成單晶硅-鍺層。例如乙硼烷(B₂H₆)氣體的p型雜質(zhì)源氣也可以用于形成摻雜有p型雜質(zhì)的單晶硅-鍺層。可選擇地，SEG工藝可以使用例如乙硅烷(Si₂H₆)氣體的硅源氣和例如單甲基硅烷(SiH₃CH₃)氣體的碳源氣來執(zhí)行，并可以形成單晶碳化硅層?？蛇x擇地，SEG工藝可以僅使用例如乙硅烷(Si₂H₆)氣體的硅源氣來執(zhí)行，并可以形成單晶硅層。例如磷化氫(PH₃)氣體的n型雜質(zhì)源氣也可以用于形成摻雜有n型雜質(zhì)的單晶碳化硅層或摻雜有n型雜質(zhì)的單晶硅層。

當(dāng)源/漏層110通過SEG工藝形成時(shí)，源/漏層110的上表面可以與基底100的上表面基本共面或可以比基底100的上表面高。

絕緣中間層120可以由例如氧化硅形成?？蛇x擇地，絕緣中間層120可以由例如摻雜碳的氧化硅(SiCOH)或摻雜氟的氧化硅(F-SiO₂)的低k介電材料、多孔氧化硅、旋涂有機(jī)聚合物或例如氫倍半硅氧烷(HSSQ)、甲基倍半硅氧烷(MSSQ)等的無機(jī)聚合物來形成。

開口130可以通過在絕緣中間層120上形成光致抗蝕劑圖案(未示出)并使用光致抗蝕劑圖案作為蝕刻掩模執(zhí)行蝕刻工藝來形成。開口130可以穿過絕緣中間層120來形成。

參照?qǐng)D2，可以在源/漏層110的暴露的上表面、開口130的側(cè)壁和絕緣中間層120的上表面上順序地形成第一金屬層140和金屬氮化物層150。順序地堆疊的第一金屬層140和金屬氮化物層150可以形成阻擋層160。

第一金屬層140可以由諸如鈦、鈷、鎳等的可以與源/漏層110反應(yīng)以形成金屬硅化物的材料來形成。第一金屬層140可以形成為具有例如大約1nm至大約10nm的厚度。在示例實(shí)施例中，第一金屬層140可以共形地形成為具有恒定的厚度。

可選擇地，參照?qǐng)D3，第一金屬層140可以形成為具有不同的厚度。在示例實(shí)施例中，第一金屬層140在源/漏層110的暴露的上表面和絕緣中間層120的上表面上的部分可以具有大約5nm至大約10nm的厚度，第一金屬層140在開口130的側(cè)壁上的部分可以具有大約1nm的厚度。

在下文中，為了便于解釋，將僅示出具有恒定厚度的第一金屬層140。金屬氮化物層150可以形成為具有等于或小于大約3nm的薄的厚度。在示例實(shí)施例中，金屬氮化物層150可以共形地形成為具有恒定的厚度。

在示例實(shí)施例中，如圖2中所示，金屬氮化物層150可以形成為具有比第一金屬層140的厚度小的厚度?？蛇x擇地，金屬氮化物層150可以形成為其厚度可以比第一金屬層140在源/漏層110的暴露的上表面和絕緣中間層120的上表面上的部分的厚度小并可以比第一金屬層140在開口130的側(cè)壁上的部分的厚度大。在示例實(shí)施例中，金屬氮化物層150可以由例如氮化鈦、氮化鉭或氮化鎢形成。

在示例實(shí)施例中，第一金屬層140和金屬氮化物層150可以通過化學(xué)氣相沉積(CVD)工藝、原子層沉積(ALD)工藝、物理氣相沉積(PVD)工藝等來形成。

參照?qǐng)D4，可以對(duì)其上具有第一金屬層140和金屬氮化物層150的基底100執(zhí)行熱處理工藝以形成金屬硅化物圖案170。

在示例實(shí)施例中，可以對(duì)基底100執(zhí)行退火工藝(例如，通過使用激光、斜坡升溫(ramp)或爐等)，因此源/漏層110和第一金屬層140可以彼此反應(yīng)以形成金屬硅化物圖案170。激光退火工藝可以在大約800℃的溫度下執(zhí)行若干秒。

第一金屬層140在開口130的側(cè)壁和絕緣中間層120的上表面上的部分不會(huì)與源/漏層110反應(yīng)，使得第一金屬層140在開口130的側(cè)壁和絕緣中間層120的上表面上的部分可以不與源/漏層110反應(yīng)而留下。

由于熱處理工藝，所以金屬氮化物層150的特性會(huì)惡化。在熱處理工藝期間、之前或之后，金屬氮化物層150的金屬元素可以與氧結(jié)合，因此金屬氮化物層150中的氧濃度可以增大，同時(shí)其中的氮濃度可以減小。

因此，當(dāng)在金屬氮化物層150上形成第二金屬層180時(shí)(參照?qǐng)D6)，金屬氮化物層150可能不足以用作用于形成第二金屬層180的晶核，因此第二金屬層180不會(huì)緊密地形成，并且缺陷(例如，空隙、突起、分層或裂縫等)會(huì)形成在其中。

在形成第二金屬層180期間會(huì)產(chǎn)生的氟可以穿透金屬氮化物層150來滲透到第一金屬層140中，因此諸如空隙或分層的缺陷會(huì)產(chǎn)生在例如第一金屬層140、金屬氮化物層150、第二金屬層180、第二金屬層180與金屬氮化物層150之間的界面、第一金屬層140與金屬氮化物層150之間的界面或第一金屬層140與絕緣中間層120之間的界面中。

另外，由于金屬氮化物層150中的氧濃度增大，所以金屬氮化物層150的電阻會(huì)增大。

具體地，當(dāng)金屬氮化物層150具有等于或小于大約3nm的薄的厚度時(shí)，金屬氮化物層150的阻擋特性會(huì)大大惡化。

在示例實(shí)施例中，參照?qǐng)D5，可以對(duì)金屬氮化物層150執(zhí)行氮化工藝，通過熱處理工藝而惡化的金屬氮化物層150的阻擋特性可以提高。在示例實(shí)施例中，可以執(zhí)行氮化工藝以進(jìn)一步氮化第一金屬層140的第一部分和金屬硅化物圖案170的第二部分。例如，第一金屬層140的第一部分可以包括設(shè)置在絕緣中間層120上的第一金屬層140的頂部和開口130中的第一金屬層140的內(nèi)部。金屬硅化物圖案170的第二部分可以包括開口130中的金屬硅化物圖案170的頂部。

在示例實(shí)施例中，氮化工藝可以包括等離子體氮化(PN)工藝。可選擇地，氮化工藝可以包括在氮或氨的氣氛下，在大約350℃至大約500℃下的退火工藝。在示例實(shí)施例中，氮化工藝可以在比正常條件更嚴(yán)苛的條件下例如更高的溫度、更長(zhǎng)的時(shí)間段或更高的電功率下執(zhí)行以進(jìn)一步氮化第一金屬層140的第一部分和金屬氮化物圖案170的第二部分。因此，金屬硅化物層中的不與源/漏層110反應(yīng)的元素(例如，鈦)可以被氮化。

由于氮化工藝，與金屬氮化物層150中的金屬元素結(jié)合的氧可以被氮替換，因此金屬氮化物層150中的氧濃度可以減小，同時(shí)其中的氮濃度可以增大。因此，可以提高阻擋特性，這可參照?qǐng)D6再次說明。由于氮化工藝，通過熱處理工藝而增大的金屬氮化物層150的電阻可以減小。

在示例實(shí)施例中，由于氮化工藝，氮可以與位于金屬氮化物層150下的第一金屬層140中的金屬元素結(jié)合，因此第一金屬層140也可以包括氮。例如，第一金屬層140中的氮濃度可以比金屬氮化物層150的氮濃度低，并可以根據(jù)距金屬氮化物層150的距離而逐漸地減小。在示例實(shí)施例中，第一金屬層140的氮濃度可以在與金屬氮化物層150的界面處最高，并可以根據(jù)距此的距離而逐漸減小至在與絕緣中間層120的界面處的零。

當(dāng)開口130的高寬比(AR)高時(shí)，通過氮化工藝注入到金屬氮化物層150中的氮的量可以根據(jù)它們的位置而變化。在示例實(shí)施例中，注入到金屬氮化物層150的位于金屬硅化物圖案170的上表面上或與開口130的底部相鄰的一部分的氮的量可以比注入到金屬氮化物層150的位于絕緣中間層120的上表面上或與開口130的入口相鄰的一部分的氮的量少。金屬氮化物層150的氮濃度可以從其頂部朝向其底部減小。例如，金屬氮化物層150的底部接觸第一金屬層140或金屬硅化物圖案170，金屬氮化物層150的頂部與金屬氮化物層150的底部相對(duì)。在示例實(shí)施例中，金屬氮化物層150的氧濃度和電阻可以從其頂部朝向其底部增大。

在示例實(shí)施例中，在氮化工藝之后，第一金屬層140的氮濃度可以根據(jù)距第一金屬層140與金屬氮化物層150之間的界面的距離而逐漸地減小。另外，在氮化工藝之后，金屬硅化物層170的氮濃度可以根據(jù)距金屬硅化物層170與金屬氮化物層150之間的界面的距離而逐漸減小。

在示例實(shí)施例中，熱處理工藝和氮化工藝可以同時(shí)執(zhí)行以減少工藝步驟。例如，熱處理工藝和氮化工藝可以在大約800℃的溫度下執(zhí)行若干秒。

參照?qǐng)D6，可以在金屬氮化物層150上形成第二金屬層180以填充開口130的剩余的部分。

第二金屬層180可以通過CVD工藝、ALD工藝、PVD工藝等由例如鎢形成。

在示例實(shí)施例中，第二金屬層180可以使用六氟化鎢(WF₆)通過CVD工藝來形成。在CVD工藝中由六氟化鎢(WF₆)產(chǎn)生的氟可以大部分被具有提高的阻擋特性的金屬氮化物層150阻擋，即使金屬氮化物層150具有等于或小于大約3nm的薄的厚度，因此，僅有非常小量的氟可以滲透到第一金屬層140中。因此，沒有諸如空隙或分層的缺陷會(huì)形成在例如第一金屬層140、金屬氮化物層150、第二金屬層180與金屬氮化物層150之間的界面或第一金屬層140與絕緣中間層120之間的界面中。

具有高氮濃度的金屬氮化物層150可以作為用于形成鎢層的晶核，因此鎢層可以緊密地形成，在其中沒有空隙或裂縫。

參照?qǐng)D7A，可以使第二金屬層180、金屬氮化物層150和第一金屬層140平坦化，直至可以暴露絕緣中間層120的上表面，以分別形成第二金屬圖案185、金屬氮化物圖案155和第一金屬圖案145。

金屬氮化物圖案155可以接觸金屬硅化物圖案170的上表面，并可以覆蓋第二金屬圖案185的底部和側(cè)壁。第一金屬圖案145可以接觸金屬硅化物圖案170的上表面，并可以覆蓋金屬氮化物圖案155的外側(cè)壁。

第一金屬圖案145和金屬氮化物圖案155可以形成阻擋圖案165，阻擋圖案165和第二金屬圖案185可以形成塞195(在下文中，塞可以被稱作接觸塞)。塞195可以形成在金屬硅化物圖案170上，并可以填充開口130。在一個(gè)實(shí)施例中，塞195可以包括阻擋圖案165、第二金屬圖案185和金屬硅化物圖案170。

如上文所說明的，根據(jù)示例實(shí)施例的塞195的金屬氮化物圖案155可以具有等于或小于大約3nm的薄的厚度，因此具有比金屬氮化物圖案155的電阻低的電阻的第二金屬圖案185可以具有相對(duì)大的體積。因?yàn)榻饘俚飯D案155由于氮化工藝可以具有增大的氮濃度，所以金屬氮化物圖案155可以具有比未對(duì)其執(zhí)行氮化工藝的金屬氮化物圖案的電阻低的電阻。因此，包括金屬氮化物圖案155和第二金屬圖案185的塞195可以具有低的電阻。

根據(jù)在這里公開的實(shí)施例，即使金屬氮化物圖案155具有薄的厚度，金屬氮化物圖案155仍可以通過氮化工藝具有提高的阻擋特性，因此第二金屬圖案185可以緊密地形成，在其中沒有缺陷。此外，滲透到第一金屬圖案145中的氟的量可以非常小，沒有諸如空隙或裂縫的缺陷會(huì)形成在例如第一金屬圖案145、金屬氮化物圖案155、第一金屬圖案145與金屬氮化物圖案155之間的界面或第一金屬圖案145與絕緣中間層120之間的界面中。因此，包括第一金屬圖案145和第二金屬圖案185的塞195可以具有良好的特性。

圖7A示出了位于開口130的側(cè)壁上的第一金屬圖案145具有比金屬氮化物圖案155的厚度大的厚度?？蛇x擇地，圖7B示出了位于開口130的側(cè)壁上的第一金屬圖案145具有比金屬氮化物圖案155的厚度小的厚度，這也可以被包括在本發(fā)明的范圍中。

圖8至圖37、圖38A、圖38B、圖39和圖40是示出根據(jù)示例實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的制造方法的步驟的平面圖和剖視圖。具體地，圖8、圖11、圖14、圖17、圖20、圖25、圖28、圖31和圖36是平面圖，圖9、圖10、圖12、圖13、圖15、圖16、圖18、圖19、圖21-圖24、圖26、圖27、圖29、圖30、圖32-圖35、圖37、圖38A、圖38B、圖39和圖40是剖視圖。

圖9、圖10、圖12和圖29分別是沿相應(yīng)的平面圖的線A-A’截取的剖視圖，圖13、圖15、圖18、圖21、圖22、圖26、圖30、圖32、圖34、圖37、圖39和圖40分別是沿相應(yīng)的平面圖的線B-B’截取的剖視圖，圖16、圖19、圖23、圖24、圖27、圖33、圖35、圖38A和圖38B分別是沿相應(yīng)的平面圖的線C-C’截取的剖視圖。

在示例實(shí)施例中，制造半導(dǎo)體裝置的方法可以包括與參照?qǐng)D1至圖6、圖7A和圖7B說明的工藝基本相同或相似的工藝，因此在這里可以省略對(duì)其的詳細(xì)描述。

參照?qǐng)D8和圖9，可以部分地去除基底200的上部以分別形成第一凹部212和第二凹部214，可以形成隔離圖案220以填充第一凹部212和第二凹部214中的每一個(gè)的下部。

基底200可以包括第一區(qū)I和第二區(qū)II。在示例實(shí)施例中，第一區(qū)I和第二區(qū)II可以分別是P型金屬氧化物半導(dǎo)體(PMOS)區(qū)和N型金屬氧化物半導(dǎo)體(NMOS)區(qū)。第一凹部212和第二凹部214可以分別形成在基底200的第一區(qū)I和第二區(qū)II的上部處。

在示例實(shí)施例中，可以通過在基底200上形成隔離層以充分地填充第一凹部212和第二凹部214，使隔離層平坦化直至可以暴露基底200的上表面，并去除隔離層的上部以分別暴露第一凹部212和第二凹部214的上部來形成隔離圖案220。隔離層可以由例如氧化硅的氧化物來形成。

由于隔離圖案220可以形成在基底200上，具有被隔離圖案220覆蓋的頂表面的場(chǎng)區(qū)以及具有不被隔離圖案220覆蓋的頂表面的第一有源區(qū)202和第二有源區(qū)204可以分別限定在基底200的第一區(qū)I和第二區(qū)II中。第一有源區(qū)202和第二有源區(qū)204中的每一個(gè)可以具有從基底200突出的鰭型形狀，因此可以分別被稱為第一有源鰭和第二有源鰭。

在示例實(shí)施例中，第一有源鰭202和第二有源鰭204中的每一個(gè)可以形成為在與基底200的上表面基本平行的第一方向上延伸，多個(gè)第一有源鰭202和多個(gè)第二有源鰭204可以形成在與基底200的上表面基本平行并與第一方向基本垂直的第二方向上。

在示例實(shí)施例中，第一有源鰭202可以包括側(cè)壁可以被隔離圖案220覆蓋的第一下有源圖案202b和從隔離圖案220的上表面突出的第一上有源圖案202a。此外，第二有源鰭204可以包括側(cè)壁可以被隔離圖案220覆蓋的第二下有源圖案204b和從隔離圖案220的上表面突出的第二上有源圖案204a。在示例實(shí)施例中，第一上有源圖案202a和第二上有源圖案204a中的每一個(gè)可以具有在第二方向上的寬度，該寬度比第一下有源圖案202b和第二下有源圖案204b中的每一個(gè)在第二方向上的寬度略小。

參照?qǐng)D10，隔離圖案220可以具有多層結(jié)構(gòu)。

具體地，隔離圖案220可以包括順序地堆疊在第一凹部212和第二凹部214中的每一個(gè)的內(nèi)壁上的第一襯里222和第二襯里224以及在第二襯里224上填充第一凹部212和第二凹部214中的每一個(gè)的剩余部分的絕緣層226。

第一襯里222可以由例如氧化硅的氧化物來形成，第二襯里224可以由多晶硅或者例如氮化硅的氮化物來形成。絕緣層226可以由例如氧化硅的氧化物來形成。

參照?qǐng)D11至圖13，可以分別在基底200的第一區(qū)I和第二區(qū)II上形成第一虛設(shè)柵極結(jié)構(gòu)和第二虛設(shè)柵極結(jié)構(gòu)。

第一虛設(shè)柵極結(jié)構(gòu)和第二虛設(shè)柵極結(jié)構(gòu)可以通過如下步驟來形成：在基底200的第一有源鰭202和第二有源鰭204上以及在隔離圖案220上順序地形成虛設(shè)柵極絕緣層、虛設(shè)柵電極層和虛設(shè)柵極掩模層，使用光致抗蝕劑圖案(未示出)通過光刻工藝圖案化虛設(shè)柵極掩模層以形成第一虛設(shè)柵極掩模252和第二虛設(shè)柵極掩模254，并使用第一虛設(shè)柵極掩模252和第二虛設(shè)柵極掩模254作為蝕刻掩模來順序地蝕刻虛設(shè)柵電極層和虛設(shè)柵極絕緣層。因此，第一虛設(shè)柵極結(jié)構(gòu)可以形成為包括順序地堆疊在基底200的第一有源鰭202和與第一有源鰭202在第二方向上相鄰的隔離圖案220的一部分上的第一虛設(shè)柵極絕緣圖案232、第一虛設(shè)柵電極242和第一虛設(shè)柵極掩模252。第二虛設(shè)柵極結(jié)構(gòu)可以形成為包括順序地堆疊在基底200的第二有源鰭204和與第二有源鰭204在第二方向上相鄰的隔離圖案220的一部分上的第二虛設(shè)柵極絕緣圖案234、第二虛設(shè)柵電極244和第二虛設(shè)柵極掩模254。

虛設(shè)柵極絕緣層可以由例如氧化硅的氧化物來形成，虛設(shè)柵電極層可以由例如多晶硅來形成，虛設(shè)柵極掩模層可以由例如氮化硅的氮化物來形成。虛設(shè)柵極絕緣層可以通過CVD工藝、ALD工藝等來形成?？蛇x擇地，虛設(shè)柵極絕緣層可以通過對(duì)基底200的上部的熱氧化工藝來形成，在這種情況下，虛設(shè)柵極絕緣層可以不形成在隔離圖案220上，但是可以僅形成在第一有源鰭202和第二有源鰭204上。虛設(shè)柵電極層和虛設(shè)柵極掩模層也可以通過CVD工藝、ALD工藝等來形成。

在示例實(shí)施例中，第一虛設(shè)柵極結(jié)構(gòu)和第二虛設(shè)柵極結(jié)構(gòu)中的每一個(gè)可以分別形成為在基底200的第一有源鰭202和第二有源鰭204中的每一個(gè)以及隔離圖案220上沿第二方向延伸，多個(gè)第一虛設(shè)柵極結(jié)構(gòu)和多個(gè)第二虛設(shè)柵極結(jié)構(gòu)可以形成在第一方向上。

還可以執(zhí)行離子注入工藝，以分別在與第一虛設(shè)柵極結(jié)構(gòu)和第二虛設(shè)柵極結(jié)構(gòu)相鄰的第一有源鰭202和第二有源鰭204中的每一個(gè)的上部處形成雜質(zhì)區(qū)(未示出)。

參照?qǐng)D14至圖16，可以分別在第一虛設(shè)柵極結(jié)構(gòu)和第二虛設(shè)柵極結(jié)構(gòu)的側(cè)壁上形成第一柵極間隔件262和第二柵極間隔件264。此外，可以分別在第一有源鰭202和第二有源鰭204的側(cè)壁上形成第一鰭間隔件272和第二鰭間隔件274。

在示例實(shí)施例中，第一柵極間隔件262和第二柵極間隔件264以及第一鰭間隔件272和第二鰭間隔件274可以通過在第一虛設(shè)柵極結(jié)構(gòu)和第二虛設(shè)柵極結(jié)構(gòu)、第一有源鰭202和第二有源鰭204以及隔離圖案220上形成間隔件層并各向異性地蝕刻間隔件層來形成。間隔件層可以由例如氮化硅、碳氮化硅等的氮化物來形成。

第一柵極間隔件262和第二柵極間隔件264中的每一個(gè)可以形成在第一虛設(shè)柵極結(jié)構(gòu)和第二虛設(shè)柵極結(jié)構(gòu)中的每一個(gè)在第一方向上彼此相對(duì)的側(cè)壁上，第一鰭間隔件272和第二鰭間隔件274中的每一個(gè)可以形成在第一有源鰭202和第二有源鰭204中的每一個(gè)在第二方向上彼此相對(duì)的側(cè)壁上。

參照?qǐng)D17至圖19，分別與第一虛設(shè)柵極結(jié)構(gòu)和第二虛設(shè)柵極結(jié)構(gòu)相鄰的第一有源鰭202和第二有源鰭204的上部可以被蝕刻，以分別形成第三凹部282和第四凹部284。

具體地，第一有源鰭202和第二有源鰭204的上部可以使用第一虛設(shè)柵極結(jié)構(gòu)和第二虛設(shè)柵極結(jié)構(gòu)以及第一柵極間隔件262和第二柵極間隔件264作為蝕刻掩模來蝕刻以形成第三凹部282和第四凹部284。在蝕刻工藝中，也可以去除第一鰭間隔件272和第二鰭間隔件274。圖17至圖19示出了分別在第一有源鰭202和第二有源鰭204中的第一上有源圖案202a和第二上有源圖案204a被部分地蝕刻，以分別形成第三凹部282和第四凹部284，然而，發(fā)明構(gòu)思可以不限于此。例如，第三凹部282和第四凹部284中的每一個(gè)可以通過部分地去除第一上有源圖案202a和第二上有源圖案204a中的每一個(gè)以暴露第一下有源圖案202b和第二下有源圖案204b中的每一個(gè)來形成，另外，當(dāng)形成第三凹部282和第四凹部284中的每一個(gè)時(shí)，可以去除第一下有源圖案202b和第二下有源圖案204b中的每一個(gè)的一部分。

參照?qǐng)D20、圖21和圖23，可以分別在第一有源鰭202和第二有源鰭204上形成第一源/漏層302和第二源/漏層304以分別填充第三凹部282和第四凹部284。

在示例實(shí)施例中，第一源/漏層302和第二源/漏層304可以分別使用被第三凹部282和第四凹部284暴露的第一有源鰭202和第二有源鰭204的頂表面作為種子通過選擇性外延生長(zhǎng)(SEG)工藝來形成。

在示例實(shí)施例中，第一源/漏層302可以使用例如二氯硅烷(SiH₂Cl₂)氣體的硅源氣和例如鍺烷(GeH₄)氣體的鍺源氣通過SEG工藝來形成，以形成單晶硅-鍺層。例如乙硼烷(B₂H₆)氣體的p型雜質(zhì)源氣也可以用于形成摻雜有p型雜質(zhì)的單晶硅-鍺層。因此，第一源/漏層302可以作為PMOS晶體管的源/漏區(qū)。

在示例實(shí)施例中，第二源/漏層304可以使用例如乙硅烷(Si₂H₆)氣體的硅源氣和例如單甲基硅烷(SiH₃CH₃)氣體的碳源氣通過SEG工藝來形成，以形成單晶碳化硅層?？蛇x擇地，第二源/漏層304可以僅用例如乙硅烷(Si₂H₆)氣體的硅源氣通過SEG工藝來形成，以形成單晶硅層。例如磷化氫(PH₃)氣體的n型雜質(zhì)源氣也可以用于形成摻雜有n型雜質(zhì)的單晶碳化硅層或摻雜有n型雜質(zhì)的單晶硅層。因此，第二源/漏層304可以作為NMOS晶體管的源/漏區(qū)。

第一源/漏層302和第二源/漏層304中的每一個(gè)可以沿豎直的和水平的兩個(gè)方向生長(zhǎng)，因此不僅可以填充第三凹部282和第四凹部284中的每一個(gè)，而且還可以接觸第一柵極間隔件262和第二柵極間隔件264中的每一個(gè)的一部分。第一源/漏層302和第二源/漏層304中的每一個(gè)的上部可以具有沿第二方向截取的其形狀可以是五邊形或六邊形的剖面。當(dāng)?shù)谝挥性傣?02或第二有源鰭204在第二方向上彼此分隔開短的距離時(shí)，在第二方向上相鄰的第一源/漏層302或在第二方向上相鄰的第二源/漏層304可以彼此合并以形成單層。圖20、圖21和圖23示出了由相鄰的第一有源鰭202上已生長(zhǎng)的多個(gè)第一源/漏層302合并而來的一個(gè)第一源/漏層302和由相鄰的第二有源鰭204上已生長(zhǎng)的多個(gè)第二源/漏層304合并而來的一個(gè)第二源/漏層304。

參照?qǐng)D22和圖24，第一源/漏層302和第二源/漏層304的上表面可以具有彼此不同的高度。

在示例實(shí)施例中，在第一區(qū)I中的第一源/漏層302可以具有比第二區(qū)II中的第二源/漏層304的上表面低的上表面。

參照?qǐng)D25至圖27，可以在第一有源鰭202、第二有源鰭204和隔離圖案220上形成絕緣層310以覆蓋第一虛設(shè)柵極結(jié)構(gòu)、第二虛設(shè)柵極結(jié)構(gòu)、第一柵極間隔件262、第二柵極間隔件264、第一源/漏層302和第二源/漏層304，可以使絕緣層310平坦化直至可以暴露第一虛設(shè)柵極結(jié)構(gòu)的第一虛設(shè)柵電極242和第二虛設(shè)柵極結(jié)構(gòu)的第二虛設(shè)柵電極244的上表面。還可以去除第一虛設(shè)柵極掩模252和第二虛設(shè)柵極掩模254，還可以去除第一柵極間隔件262和第二柵極間隔件264的上部。絕緣層310可以不完全地填充位于合并的第一源/漏層302與隔離圖案220之間的第一空間或合并的第二源/漏層304與隔離圖案220之間的第二空間，因此第一氣隙312和第二氣隙314可以分別形成在第一空間和第二空間中。

絕緣層310可以由例如Tonen silazene(TOSZ)的氧化硅來形成，可以通過CMP工藝和/或回蝕工藝來執(zhí)行平坦化工藝。

參照?qǐng)D28至圖30，可以去除暴露的第一虛設(shè)柵電極242和第二虛設(shè)柵電極244以及在其下的第一虛設(shè)柵極絕緣圖案232和第二虛設(shè)柵極絕緣圖案234以形成分別暴露第一有源鰭202和第二有源鰭204的上表面以及分別暴露第一柵極間隔件262和第二柵極間隔件264的內(nèi)側(cè)壁的第一開口和第二開口(未示出)?？梢孕纬傻谝粬艠O結(jié)構(gòu)362和第二柵極結(jié)構(gòu)364以分別填充第一開口和第二開口。

具體地，在分別對(duì)第一有源鰭202和第二有源鰭204的暴露的上表面執(zhí)行熱氧化工藝以分別形成第一界面圖案322和第二界面圖案324之后，可以順序地在第一界面圖案322、第二界面圖案324、隔離圖案220、第一柵極間隔件262、第二柵極間隔件264和絕緣層310上形成柵極絕緣層和逸出功(workfunction)控制層，可以在逸出功控制層上形成柵電極層以分別填充第一開口和第二開口的剩余的部分。

柵極絕緣層可以由具有高介電常數(shù)的例如氧化鉿、氧化鉭、氧化鋯等的金屬氧化物通過CVD工藝、PVD工藝、ALD工藝等來形成。逸出功控制層可以由例如氮化鈦、鈦鋁、氮化鈦鋁、氮化鉭、氮化鉭鋁等的金屬氮化物或金屬合金來形成，柵電極層可以由具有低電阻的例如諸如鋁、銅、鉭等的金屬或它們的金屬氮化物的材料來形成。逸出功控制層和柵電極層可以通過CVD工藝、PVD工藝、ALD工藝等來形成。在示例實(shí)施例中，還可以對(duì)柵電極層執(zhí)行例如快速熱退火(RTA)工藝、尖峰快速熱退火(spike RTA)工藝、閃光快速熱退火(flash RTA)工藝或激光退火工藝的熱處理工藝。

第一界面圖案322和第二界面圖案324可以通過CVD工藝、PVD工藝、ALD工藝而不是熱氧化工藝來形成，在這種情況下，第一界面圖案322和第二界面圖案324不僅可以分別在第一有源鰭202和第二有源鰭204的上表面上形成，而且還可以分別在隔離層圖案220的上表面、第一柵極間隔件262和第二柵極間隔件264的內(nèi)側(cè)壁上形成。

可以使柵電極層、逸出功控制層和柵極絕緣層平坦化，直至可以暴露絕緣層310的上表面，以形成順序地堆疊在第一界面圖案332和隔離圖案220的上表面、第一柵極間隔件262的內(nèi)側(cè)壁、填充第一逸出功控制圖案342上的第一開口的剩余部分的第一柵電極352上的第一柵極絕緣圖案332和第一逸出功控制圖案342。另外，可以形成順序地堆疊在第二界面圖案334和隔離圖案220的上表面、第二柵極間隔件264的內(nèi)側(cè)壁、填充第二逸出功控制圖案344上的第二開口的剩余部分的第二柵電極354上的第二柵極絕緣圖案334和第二逸出功控制圖案344。

因此，第一柵電極352和第二柵電極354中的每者的底部和側(cè)壁可以被第一逸出功控制圖案342和第二逸出功控制圖案344中的每一個(gè)覆蓋。在示例實(shí)施例中，平坦化工藝可以通過CMP工藝和/或回蝕工藝來執(zhí)行。

順序地堆疊的第一界面圖案322、第一柵極絕緣圖案332、第一逸出功控制圖案342和第一柵電極352可以形成第一柵極結(jié)構(gòu)362，第一柵極結(jié)構(gòu)362和第一源/漏層302可以形成PMOS晶體管。此外，順序地堆疊的第二界面圖案324、第二柵極絕緣圖案334、第二逸出功控制圖案344和第二柵電極354可以形成第二柵極結(jié)構(gòu)364，第二柵極結(jié)構(gòu)364和第二源/漏層304可以形成NMOS晶體管。

參照?qǐng)D31至圖33，可以在絕緣層310、第一柵極結(jié)構(gòu)362、第二柵極結(jié)構(gòu)364、第一柵極間隔件262和第二柵極間隔件264上順序地形成覆蓋層370和第一絕緣中間層420，可以穿過絕緣層310、覆蓋層370和第一絕緣中間層420來形成第一接觸孔432和第二接觸孔434以分別暴露第一源/漏層302和第二源/漏層304的上表面。

第一絕緣中間層420可以由例如正硅酸四乙酯(TEOS)的氧化硅來形成。

參照?qǐng)D34和圖35，可以執(zhí)行與參照?qǐng)D2至圖5說明的工藝基本相同或相似的工藝。

在示例實(shí)施例中，可以在第一源/漏層302和第二源/漏層304的暴露的上表面、第一接觸孔432和第二接觸孔434的側(cè)壁、第一絕緣中間層420的上表面上順序地形成第一金屬層440和第一金屬氮化物層450，可以執(zhí)行熱處理工藝，以分別在第一源/漏層302和第二源/漏層304上形成第一金屬硅化物圖案472和第二金屬硅化物圖案474。

第一金屬層440可以由例如鈦、鈷、鎳等的金屬來形成，第一金屬氮化物層450可以由例如氮化鈦、氮化鉭、氮化鎢等的金屬氮化物來形成。

在示例實(shí)施例中，第一金屬氮化物層450可以形成為具有等于或小于大約3nm的厚度。

在示例實(shí)施例中，可以對(duì)第一金屬氮化物層450執(zhí)行氮化工藝以提高第一金屬氮化物層450的阻擋特性并減小第一金屬氮化物層450的電阻。

在示例實(shí)施例中，氮化工藝可以執(zhí)行為進(jìn)一步氮化第一金屬層440的第一部分以及第一金屬硅化物圖案472和第二金屬硅化物圖案474中的每一個(gè)的第二部分。例如，第一金屬層440的第一部分可以包括設(shè)置在絕緣中間層420上的第一金屬層440的頂部和分別在第一接觸孔432和第二接觸孔434中的第一金屬層440的內(nèi)部。第一金屬硅化物圖案472和第二金屬硅化物圖案474中的每一個(gè)的第二部分可以包括分別在第一接觸孔432和第二接觸孔434中的第一金屬硅化物圖案472和第二金屬硅化物圖案474中的每一個(gè)的頂部。

在示例實(shí)施例中，在氮化工藝之后，不與源/漏層302反應(yīng)的第一金屬硅化物圖案472和第二金屬硅化物圖案474中的元素(例如，鈦)可以被氮化。

在示例實(shí)施例中，在氮化工藝之后，第一金屬層440的氮濃度可以根據(jù)距第一金屬層440與金屬氮化物層450之間的界面的距離而逐漸地減小。另外，在氮化工藝之后，第一金屬硅化物圖案472和第二金屬硅化物圖案474中的每一個(gè)的氮濃度可以分別根據(jù)距第一金屬硅化物圖案472和第二金屬硅化物圖案474中的每個(gè)與金屬氮化物層450之間的界面的距離而逐漸地減小。

參照?qǐng)D36、圖37和圖38A，可以執(zhí)行與參照?qǐng)D6和圖7A或圖7B說明的工藝基本相同或相似的工藝。

可以在第一金屬氮化物層450上形成第二金屬層480以填充第一接觸孔432和第二接觸孔434，可以使第二金屬層480、第一金屬氮化物層450和第一金屬層440平坦化直至可以暴露第一絕緣中間層420的上表面。

因此，可以分別在第一金屬硅化物圖案472和第二金屬硅化物圖案474上形成第一接觸塞492和第二接觸塞494，以分別填充第一接觸孔432和第二接觸孔434。

在示例實(shí)施例中，第一接觸塞492和第二接觸塞494可以形成為分別與第一柵極間隔件262和第二柵極間隔件264自對(duì)準(zhǔn)，然而，本公開不限于此。

第二金屬層480可以由例如鎢形成。

第一接觸塞492可以包括第一阻擋圖案462和第二金屬圖案482，第一阻擋圖案462可以包括第一金屬圖案442和第一金屬氮化物圖案452。第二接觸塞494可以包括第二阻擋圖案464和第四金屬圖案484，第二阻擋圖案464可以包括第三金屬圖案444和第二金屬氮化物圖案454。

第一金屬氮化物圖案452可以接觸第一金屬硅化物圖案472的上表面，并可以覆蓋第二金屬圖案482的底部和側(cè)壁。第一金屬圖案442可以接觸第一金屬硅化物圖案472的上表面，并可以覆蓋第一金屬氮化物圖案452的外側(cè)壁。第二金屬氮化物圖案454可以接觸第二金屬硅化物圖案474的上表面，并可以覆蓋第四金屬圖案484的底部和側(cè)壁。第三金屬圖案444可以接觸第二金屬硅化物圖案474的上表面，并可以覆蓋第二金屬氮化物圖案454的外側(cè)壁。

第一接觸塞492和第二接觸塞494中的每一個(gè)的第一金屬氮化物圖案452和第二金屬氮化物圖案454中的每一個(gè)可以具有等于或小于大約3nm的薄的厚度，因此具有比每個(gè)第一金屬氮化物圖案452和第二金屬氮化物圖案454的電阻低的電阻的每個(gè)第二金屬圖案484和第四金屬圖案484可以具有相對(duì)大的體積。由于氮化工藝，第一金屬氮化物圖案452和第二金屬氮化物圖案454中的每一個(gè)可以具有增大的氮濃度，因此可以具有比未對(duì)其執(zhí)行氮化工藝的金屬氮化物圖案的電阻低的電阻。因此，包括第一金屬氮化物圖案452和第二金屬圖案482的第一接觸塞492以及包括第二金屬氮化物圖案454和第四金屬圖案484的第二接觸塞494可以分別具有減小的電阻。

即使第一金屬氮化物圖案452和第二金屬氮化物圖案454具有薄的厚度，它們?nèi)钥梢跃哂刑岣叩淖钃跆匦?，因此第二金屬圖案482和第四金屬圖案484可以緊密地形成，在其中沒有缺陷。此外，滲透到第一金屬圖案442和第三金屬圖案444中的氟的量可以非常小，因此沒有諸如空隙或裂縫的缺陷會(huì)形成在第一金屬圖案442與第一絕緣中間層420之間的界面或第三金屬圖案444與第一絕緣中間層420之間的界面中。因此，包括第一金屬圖案442和第二金屬圖案482的第一接觸塞492或包括第三金屬圖案444和第四金屬圖案484的第二接觸塞494可以具有良好的特性。

具體地，第一源/漏層302和第二源/漏層304中的每一個(gè)可以通過SEG工藝來形成，在一些情況下，其上表面可以不是完全地平坦的和/或光滑的，第一金屬硅化物圖案472和第二金屬硅化物圖案474可以不具有良好的表面特性。此外，分別在第一金屬硅化物圖案472和第二金屬硅化物圖案474上的第一金屬氮化物圖案452和第二金屬氮化物圖案454可以不均勻地在其上沉積，因此不會(huì)具有良好的特性，例如，與第一金屬硅化物圖案472和第二金屬硅化物圖案474的粘附力差的特性增大了第一源/漏層302和第二源/漏層304與第一接觸塞492和第二接觸塞494之間的電阻。然而，在發(fā)明構(gòu)思中，可以分別包括在第一接觸塞492和第二接觸塞494(在鰭型FET中作為將第一源/漏層302和第二源/漏層304電連接到布線的接觸塞)中的第一金屬氮化物圖案452和第二金屬氮化物圖案454的特性可以通過上述的氮化工藝來提高。

參照?qǐng)D38B，如參照?qǐng)D22至圖24所說明的，第一源/漏層302和第二源/漏層304可以具有彼此不同的高度，因此分別在第一源/漏層302和第二源/漏層304上的第一金屬硅化物圖案472和第二金屬硅化物圖案474可以具有彼此不同的高度。因此，接觸第一金屬硅化物圖案472和第二金屬硅化物圖案474的上表面的第一接觸塞492和第二接觸塞494的底部可以具有彼此不同的高度。在示例實(shí)施例中，第二區(qū)II中的第二接觸塞494的底部可以比第一區(qū)I中的第一接觸塞492的底部高。

參照?qǐng)D39，可以在第一絕緣中間層420、第一接觸塞492和第二接觸塞494上順序地形成第一蝕刻終止層500和第二絕緣中間層510，可以穿過第二絕緣中間層510和第一蝕刻終止層500形成第三接觸塞562以接觸第一接觸塞492和第二接觸塞494的上表面。

在示例實(shí)施例中，第三接觸塞562可以通過單鑲嵌(single damascene)工藝來形成，然而，發(fā)明構(gòu)思可以不限于此，例如，可以通過雙鑲嵌(dual damascene)工藝來形成。

當(dāng)通過單鑲嵌工藝形成第三接觸塞562時(shí)，可以穿過第二絕緣中間層510和第一蝕刻終止層500來形成第三接觸孔(未示出)以暴露第一接觸塞492和第二接觸塞494的上表面，可以在第一接觸塞492和第二接觸塞494的暴露的上表面、第三接觸孔的側(cè)壁和第二絕緣中間層510的上表面上順序地形成第三金屬層和第二金屬氮化物層，可以在第二金屬氮化物層上形成第四金屬層以填充第三接觸孔的剩余的部分?？梢允沟谒慕饘賹印⒌诙饘俚飳雍偷谌饘賹悠教够?，直至可以暴露第二絕緣中間層510的上表面，以形成接觸第一接觸塞492和第二接觸塞494的上表面并填充第三接觸孔的第三接觸塞562。

第三金屬層可以由例如鈦、鉭等的金屬來形成，第二金屬氮化物層可以由例如氮化鈦、氮化鉭、氮化鎢等的金屬氮化物來形成。第四金屬層可以由例如鎢、銅、鋁等的金屬來形成。

在示例實(shí)施例中，在形成第三金屬層和第二金屬氮化物層之后，可以在第二金屬氮化物層上進(jìn)一步執(zhí)行氮化工藝。例如，當(dāng)形成第三金屬層和第二金屬氮化物層之后沒有執(zhí)行熱處理工藝時(shí)，氮化工藝可以不是必需的。具體地，當(dāng)?shù)谒慕饘賹佑沙随u以外的例如銅、鋁等的材料來形成時(shí)，可以不執(zhí)行氮化工藝。

第三接觸塞562可以包括第三阻擋圖案542和第六金屬圖案552，第三阻擋圖案542可以包括第五金屬圖案522和第三金屬氮化物圖案532。第三金屬氮化物圖案532可以接觸第五金屬圖案522的上表面，并可以覆蓋第六金屬圖案552的底部和側(cè)壁。第五金屬圖案522可以接觸第一接觸塞492的上表面或第二接觸塞494的上表面，并可以覆蓋第三金屬氮化物圖案532的外側(cè)壁。

參照?qǐng)D40，可以在第二絕緣中間層510和第三接觸塞562上順序地形成第二蝕刻終止層570和第三絕緣中間層580，可以貫穿其形成布線結(jié)構(gòu)632以接觸第三接觸塞562的上表面。

在示例實(shí)施例中，布線結(jié)構(gòu)632可以通過雙鑲嵌工藝來形成，然而，可以不限于此，例如，可以通過單鑲嵌工藝來形成。

當(dāng)通過雙鑲嵌工藝來形成布線結(jié)構(gòu)632時(shí)，可以在第三絕緣中間層580上形成第一蝕刻掩模和第二蝕刻掩模(未示出)，可以使用第一蝕刻掩模和第二蝕刻掩模部分地蝕刻第三絕緣中間層580的上部，在去除第二蝕刻掩模之后可以蝕刻第三絕緣中間層580以形成穿透第三絕緣中間層580的下部并暴露第三接觸塞562的上表面的通孔(未示出)和穿透第三絕緣中間層580的上部并與通孔連通的溝槽(未示出)?？梢栽诘谌佑|塞562的暴露的上表面、通孔和溝槽的底部和側(cè)壁以及第三絕緣中間層580的上表面上順序地形成第五金屬層和第三金屬氮化物層，可以在第三金屬氮化物層上形成第六金屬層以填充通孔和溝槽的剩余的部分。可以使第六金屬層、第三金屬氮化物層和第五金屬層平坦化，直至可以暴露第三絕緣中間層580的上表面，以形成接觸第三接觸塞562的暴露的上表面并填充通孔和溝槽的布線結(jié)構(gòu)632。

第五金屬層可以由例如鈦、鉭等的金屬來形成，第三金屬氮化物層可以由例如氮化鈦、氮化鉭、氮化鎢等的金屬氮化物來形成。第六金屬層可以由例如銅、鋁、鎢等的金屬來形成。

與第二金屬氮化物層相同，在第三金屬氮化物層上的氮化工藝可以不是必需的。

布線結(jié)構(gòu)632可以包括第四阻擋圖案612和第八金屬圖案622，第四阻擋圖案612可以包括第七金屬圖案592和第四金屬氮化物圖案602。第四金屬氮化物圖案602可以接觸第三接觸塞562的上表面，并可以覆蓋第八金屬圖案622的底部和側(cè)壁。第八金屬圖案622可以接觸第三接觸塞562的上表面，并可以覆蓋第四金屬氮化物圖案602的外側(cè)壁。

半導(dǎo)體裝置可以通過上面的工藝來制造。

上面的半導(dǎo)體裝置及其制造方法可以應(yīng)用于包括接觸塞和/或布線的各種類型的存儲(chǔ)器裝置及其制造方法。例如，該半導(dǎo)體裝置可以應(yīng)用于諸如中央處理單元(CPU)、主處理單元(MPU)或應(yīng)用處理器(AP)等的邏輯裝置的接觸塞和/或布線。此外，該半導(dǎo)體裝置可以應(yīng)用于諸如DRAM裝置或SRAM裝置的易失性存儲(chǔ)器裝置的接觸塞和/或布線，或者諸如閃存裝置、PRAM裝置、MRAM裝置、RRAM裝置等的非易失性存儲(chǔ)器裝置的接觸塞和/或布線。

上文是示例實(shí)施例的舉例說明，并且不應(yīng)該被解釋為對(duì)它們的限制。盡管已經(jīng)描述了一些示例實(shí)施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易地領(lǐng)會(huì)到，在實(shí)質(zhì)上不脫離本公開的新穎教導(dǎo)和優(yōu)勢(shì)的情況下，在示例實(shí)施例中許多修改是可能的。因此，全部的這樣的修改意圖包括在如權(quán)利要求書中所限定的本公開的范圍內(nèi)。在權(quán)利要求書中，功能性限定條款意圖覆蓋在此描述為執(zhí)行所述功能的結(jié)構(gòu)，并且不僅覆蓋結(jié)構(gòu)上的等同物而且還覆蓋等同的結(jié)構(gòu)。因此，將理解的是，上文是各種示例實(shí)施例的舉例說明，并且不應(yīng)該被解釋為局限于公開的特定的示例實(shí)施例，并且對(duì)公開的示例實(shí)施例的修改和其它示例實(shí)施例意圖包括在權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。