[發明專利]鰭式場效應晶體管器件及其形成方法

在審

• 申請號: 202011171719.3
• 申請日: 2020-10-28
• 公開（公告）號: CN112750770A
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: 林士堯;高魁佑;林志翰;張銘慶;陳昭成
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L21/8234
• 分類號: H01L21/8234;H01L27/088
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司 11258
• 代理人: 陳蒙

1.一種形成半導體器件的方法，所述方法包括：

形成在襯底上方突出的鰭；

在所述鰭的相反側形成隔離區域；

在所述鰭上方形成虛設柵極；

減小所述虛設柵極的靠近所述隔離區域的下部的厚度，其中，在減小所述厚度之后，所述虛設柵極的下部的相反側壁之間的距離隨著所述虛設柵極向所述隔離區域延伸而減小；

在減小所述厚度之后，至少沿著所述虛設柵極的下部的相反側壁形成柵極填充材料；

沿著所述虛設柵極的側壁并沿著所述柵極填充材料的側壁形成柵極間隔件；以及

用金屬柵極替換所述虛設柵極。

2.根據權利要求1所述的方法，其中，減小所述虛設柵極的下部的厚度包括：

在所述虛設柵極的上部上方形成保護層，其中，所述虛設柵極的下部被所述保護層暴露；以及

執行蝕刻工藝，其中，所述蝕刻工藝對所述保護層的第一蝕刻速率與所述蝕刻工藝對所述虛設柵極的第二蝕刻速率相比更慢。

3.根據權利要求2所述的方法，其中，所述蝕刻工藝是等離子體蝕刻工藝，其中，執行所述蝕刻工藝包括：調節所述等離子體蝕刻工藝的偏置電壓，來控制所述等離子體蝕刻工藝的橫向蝕刻速率。

4.根據權利要求1所述的方法，其中，形成所述柵極填充材料包括：

在所述隔離區域上并沿著所述虛設柵極的側壁沉積所述柵極填充材料；以及

執行各向異性蝕刻工藝，以去除所沉積的柵極填充材料的部分。

5.根據權利要求4所述的方法，其中，在所述各向異性蝕刻工藝之后，所述柵極填充材料的剩余部分的側壁與所述虛設柵極的上部的相應側壁對齊。

6.根據權利要求4所述的方法，其中，在所述各向異性蝕刻工藝之后，所述柵極填充材料的剩余部分沿著所述虛設柵極的側壁從所述虛設柵極的遠離所述隔離區域的上表面連續地延伸到所述隔離區域。

7.根據權利要求1所述的方法，其中，替換所述虛設柵極和所述柵極填充材料包括：

執行第一蝕刻工藝，以去除所述虛設柵極；

執行與所述第一蝕刻工藝不同的第二蝕刻工藝，以至少去除所述柵極填充材料的部分，從而在所述柵極間隔件之間形成開口；以及

在所述開口中形成所述金屬柵極。

8.根據權利要求7所述的方法，其中，在所述第二蝕刻工藝之后，所述柵極填充材料的剩余部分沿著所述柵極間隔件從所述柵極間隔件的遠離所述隔離區域的上表面連續地延伸到所述隔離區域。

9.一種形成半導體器件的方法，所述方法包括：

在鰭上方形成虛設柵極，其中，所述鰭在襯底上方突出并且介于隔離區域之間；

減薄所述虛設柵極的靠近所述隔離區域的下部，其中，在所述減薄之后，所述虛設柵極的下部的厚度隨著所述虛設柵極向所述隔離區域延伸而減小；

在所述虛設柵極的下部上形成柵極填充材料；

在所述虛設柵極的相反側和所述柵極填充材料的相反側上形成柵極間隔件；

在形成所述柵極間隔件之后，去除所述虛設柵極并且至少去除所述柵極填充材料的一部分，以在所述柵極間隔件之間形成開口；以及

在所述開口中形成金屬柵極。

10.一種半導體器件，包括：

鰭，在襯底上方突出；

隔離區域，位于所述鰭的相反側；

柵極結構，位于所述鰭上方；

柵極間隔件，沿著所述柵極結構的側壁；以及

柵極填充材料，位于所述柵極結構和所述柵極間隔件之間，其中，所述柵極填充材料的面向所述柵極結構的側壁之間的距離隨著所述柵極填充材料向所述隔離區域延伸而減小。