[發明專利]FinFET結構及其形成方法

有效

• 申請號: 201710286253.3
• 申請日: 2017-04-27
• 公開（公告）號: CN107424932B
• 公開（公告）日: 2020-01-14
• 發明（設計）人: 林志翰;林志忠;李俊鴻
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L21/28;H01L29/06;H01L29/10;H01L29/423;H01L29/78
• 代理公司: 11409 北京德恒律治知識產權代理有限公司
• 代理人: 章社杲;李偉

1.一種形成FinFET結構的方法，包括：

在襯底的第一區中形成第一鰭并且在所述襯底的第二區中形成第二鰭；

在所述襯底上形成第一隔離區，所述第一隔離區圍繞所述第一鰭和所述第二鰭；

在所述第一鰭上方形成第一偽柵極并且在所述第二鰭上方形成第二偽柵極，所述第一偽柵極和所述第二偽柵極具有相同的縱向軸線；

用第一替換柵極替換所述第一偽柵極并且用第二替換柵極替換所述第二偽柵極；

在所述第一替換柵極和所述第二替換柵極之間形成第一凹槽；以及

在所述第一凹槽中填充絕緣材料以形成第二隔離區，

其中，當從平行于所述第一替換柵極和所述第二替換柵極的縱向軸線的方向測量時，所述第二隔離區的底面寬于所述第二隔離區的頂面，所述第二隔離區的底面比所述第二隔離區的頂面更靠近所述第一隔離區，以及

其中，在頂視圖中，第二隔離區的側壁具有凹形。

2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述第一隔離區的頂面接觸所述第二隔離區的底面。

3.根據權利要求1所述的方法，其中，在所述第一替換柵極和所述第二替換柵極之間形成所述第一凹槽包括：

去除所述第一偽柵極和所述第二偽柵極的保留部分。

4.根據權利要求1所述的方法，其中，所述第二隔離區的側壁不平行且不垂直于所述襯底的主表面。

5.根據權利要求1所述的方法，其中，用第一替換柵極替換所述第一偽柵極并且用第二替換柵極替換所述第二偽柵極包括：

形成并且圖案化硬掩模層以暴露所述第一偽柵極的第一部分和所述第二偽柵極的第二部分；

去除所述第一偽柵極的暴露的所述第一部分以暴露所述第一鰭并且去除所述第二偽柵極的暴露的所述第二部分以暴露所述第二鰭；

去除所述圖案化的硬掩模層以暴露位于所述第一鰭和所述第二鰭之間的所述第一偽柵極和所述第二偽柵極的保留部分；

在暴露的所述第一鰭和所述第二鰭的頂面和側壁上沉積柵極電介質；以及

在所述柵極電介質上沉積柵電極以形成所述第一替換柵極和所述第二替換柵極。

6.根據權利要求5所述的方法，其中，所述柵極電介質包括高k介電材料，并且其中，所述柵電極包括金屬。

7.一種形成FinFET結構的方法，包括：

在襯底上方形成第一鰭和第二鰭；

在所述襯底上形成第一隔離區，所述第一隔離區圍繞所述第一鰭和所述第二鰭；

在所述第一鰭和所述第二鰭的頂面和側壁上方形成第一偽柵極堆疊件；

圖案化所述第一偽柵極堆疊件以暴露所述第一鰭和所述第二鰭的溝道區，同時在所述第一鰭和所述第二鰭之間留下所述第一偽柵極堆疊件的第一部分；

在所述第一鰭的暴露的溝道區上方形成第一替換柵極堆疊件；

在所述第二鰭的暴露的溝道區上方形成第二替換柵極堆疊件；以及

用介電材料替換所述第一偽柵極堆疊件的所述第一部分以形成第二隔離區，

其中，所述第二隔離區從底面朝向頂面逐漸變窄，所述第二隔離區的底面鄰近所述第一隔離區，所述第二隔離區的頂面遠離所述第一隔離區，以及

其中，所述第二隔離區的側壁具有凹形。

8.根據權利要求7所述的方法，其中，所述第一隔離區的頂面接觸所述第二隔離區的底面。

9.根據權利要求7所述的方法，其中，所述第二隔離區的側壁相對于平行于所述襯底的主表面的平面形成第一角度，所述第一角度小于90°。

10.根據權利要求7所述的方法，其中，形成所述第一替換柵極堆疊件和形成所述第二替換柵極堆疊件包括：

在所述第一鰭和所述第二鰭的暴露的溝道區的頂面和側壁上沉積柵極電介質；以及

在所述柵極電介質上沉積柵電極以形成所述第一替換柵極堆疊件和所述第二替換柵極堆疊件。