[發(fā)明專利]半導(dǎo)體裝置與半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法、以及半導(dǎo)體裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910695378.0
• 申請(qǐng)日: 2019-07-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110783270B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 江國(guó)誠(chéng);程冠倫;王志豪;徐繼興;沈澤民;楊世海
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/8234
• 分類號(hào): H01L21/8234;H01L27/088;H01L29/78
• 代理公司: 隆天知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 72003
• 代理人: 謝強(qiáng);黃艷

1.一種包括負(fù)電容場(chǎng)效晶體管的半導(dǎo)體裝置的形成方法，包括：

提供一基底，其具有從該基底延伸的一第一鰭片以及一第二鰭片；

沉積一高介電常數(shù)柵極介電層及一鐵電絕緣體層于該第一鰭片及該第二鰭片之上；

沉積一虛設(shè)柵極層在位于該第一鰭片及該第二鰭片之上的該鐵電絕緣體層之上，以形成一第一柵極堆疊于該第一鰭片之上并形成一第二柵極堆疊于該第二鰭片之上；

移除該第一柵極堆疊的該虛設(shè)柵極層并維持該第一柵極堆疊的該鐵電絕緣體層以形成一第一溝槽，并且移除該第二柵極堆疊的該虛設(shè)柵極層以及該鐵電絕緣體層以形成一第二溝槽，其中該第一溝槽和該第二溝槽是分別由一間隔元件和另一間隔元件的側(cè)壁所定義，其中該鐵電絕緣體層為一U型，該U型通過(guò)一底部、延伸至該底部上方的一第一側(cè)邊部分及延伸至該底部上方的一第二側(cè)邊部分所定義，且其中該鐵電絕緣體層從一第一點(diǎn)至一第二點(diǎn)抵接至該間隔元件，該第二點(diǎn)在該第一點(diǎn)之上；以及

形成至少一金屬柵極層于該第一溝槽及該第二溝槽中，其中該至少一金屬柵極層設(shè)置于該第一側(cè)邊部分與該第二側(cè)邊部分之間，并從該第二點(diǎn)至位于該第二點(diǎn)之上的一第三點(diǎn)抵接至該間隔元件。

2.如權(quán)利要求1所述的包括負(fù)電容場(chǎng)效晶體管的半導(dǎo)體裝置的形成方法，其中該第一柵極堆疊延伸于一第三鰭片之上，并且該第二柵極堆疊延伸于一第四鰭片之上。

3.如權(quán)利要求2所述的包括負(fù)電容場(chǎng)效晶體管的半導(dǎo)體裝置的形成方法，其中該第一鰭片與該第三鰭片具有一第一節(jié)距，并且該第二鰭片與該第四鰭片具有一第二節(jié)距，該第二節(jié)距小于該第一節(jié)距。

4.如權(quán)利要求1所述的包括負(fù)電容場(chǎng)效晶體管的半導(dǎo)體裝置的形成方法，其中該高介電常數(shù)柵極介電層的沉積包括形成氧化鉿(HfO₂)層。

5.如權(quán)利要求4所述的包括負(fù)電容場(chǎng)效晶體管的半導(dǎo)體裝置的形成方法，其中該鐵電絕緣體層的沉積包括形成氧化鉿鋯(HfZrO₂)層與氧化鉿鋁(HfAlO₂)層的至少一者。

6.如權(quán)利要求1所述的包括負(fù)電容場(chǎng)效晶體管的半導(dǎo)體裝置的形成方法，其中該間隔元件與該另一間隔元件的形成是在將該虛設(shè)柵極層沉積于該鐵電絕緣體層之后執(zhí)行。

7.如權(quán)利要求1所述的包括負(fù)電容場(chǎng)效晶體管的半導(dǎo)體裝置的形成方法，其中該虛設(shè)柵極層的沉積包括直接將多晶硅沉積于該鐵電絕緣體層上。

8.如權(quán)利要求1所述的包括負(fù)電容場(chǎng)效晶體管的半導(dǎo)體裝置的形成方法，其中該高介電常數(shù)柵極介電層及該鐵電絕緣體層的沉積包括沉積一高介電常數(shù)柵極介電質(zhì)材料及一鐵電絕緣體材料的各個(gè)毯覆層，并圖案化該些毯覆層。

9.如權(quán)利要求1所述的包括負(fù)電容場(chǎng)效晶體管的半導(dǎo)體裝置的形成方法，其中至少該金屬柵極層的形成包括沉積一填充金屬層。

10.如權(quán)利要求1所述的包括負(fù)電容場(chǎng)效晶體管的半導(dǎo)體裝置的形成方法，其中該鐵電絕緣體層的厚度在約2至5納米的范圍。