[發明專利]半導體器件和方法

在審

• 申請號: 202011172451.5
• 申請日: 2020-10-28
• 公開（公告）號: CN112750772A
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: 蔡雅怡;郭韋廷;楊宜偉;古淑瑗
• 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: 朱亦林

本公開涉及半導體器件和方法。一種方法包括：在襯底上形成第一鰭和第二鰭；在所述第一鰭和所述第二鰭之上形成虛設柵極材料；使用第一蝕刻工藝蝕刻所述虛設柵極材料，以在所述第一鰭和所述第二鰭之間形成凹槽，其中，在所述第一蝕刻工藝期間，在所述凹槽的側壁上形成犧牲材料；用絕緣材料填充所述凹槽；使用第二蝕刻工藝去除所述虛設柵極材料和所述犧牲材料；以及在所述第一鰭之上形成第一替換柵極并在所述第二鰭之上形成第二替換柵極，其中，所述第一替換柵極通過所述絕緣材料與所述第二替換柵極分隔開。

技術領域

本公開總體涉及半導體器件和方法。

背景技術

半導體器件用于各種電子應用，例如，個人計算機、蜂窩電話、數碼相機和其他電子設備。半導體器件通常是通過以下方式來制造的：在半導體襯底之上順序沉積材料的絕緣層或電介質層、導電層和半導體層，以及使用光刻將各種材料層圖案化以在其上形成電路組件和元件。

半導體工業通過不斷減小最小特征尺寸來不斷提高各種電子組件(例如，晶體管、二極管、電阻器、電容器等)的集成密度，從而允許更多的組件被集成到給定面積中。然而，隨著最小特征尺寸的減小，出現了需要解決的其他問題。

發明內容

根據本公開的一個實施例，提供了一種制造半導體器件的方法，包括：形成從半導體襯底突出的第一鰭和第二鰭；形成在所述第一鰭和所述第二鰭之上延伸的虛設柵極；在所述虛設柵極之上形成圖案化掩模，所述圖案化掩模包括位于所述第一鰭和所述第二鰭之間的開口；通過所述圖案化掩模中的所述開口蝕刻所述虛設柵極，以在所述虛設柵極中形成凹槽，所述蝕刻包括等離子體刻蝕工藝，所述等離子體刻蝕工藝使用包括一種或多種蝕刻氣體和一種或多種聚合物形成氣體的工藝氣體，其中，在所述蝕刻期間，所述工藝氣體與所述虛設柵極的材料發生反應，以形成沉積在所述凹槽的側壁上的反應產物；沉積絕緣材料以填充所述凹槽，所述絕緣材料覆蓋所述反應產物；去除所述虛設柵極和所述反應產物；以及形成在所述第一鰭之上延伸的第一柵極結構和在所述第二鰭之上延伸的第二柵極結構，其中，所述絕緣材料從所述第一柵極結構延伸到所述第二柵極結構。

根據本公開的另一實施例，提供了一種制造半導體器件的方法，包括：在襯底上形成第一鰭和第二鰭；在所述第一鰭和所述第二鰭之上形成虛設柵極材料；使用第一蝕刻工藝蝕刻所述虛設柵極材料，以在所述第一鰭和所述第二鰭之間形成凹槽，其中，在所述第一蝕刻工藝期間，在所述凹槽的側壁上形成犧牲材料；用絕緣材料填充所述凹槽；使用第二蝕刻工藝去除所述虛設柵極材料和所述犧牲材料；以及在所述第一鰭之上形成第一替換柵極并在所述第二鰭之上形成第二替換柵極，其中，所述第一替換柵極通過所述絕緣材料與所述第二替換柵極分隔開。

根據本公開的又一實施例，提供了一種半導體器件，包括：從襯底突出的多個第一鰭；從所述襯底突出的多個第二鰭；在所述多個第一鰭之上延伸的第一柵極堆疊；在所述多個第二鰭之上延伸的第二柵極堆疊，其中，所述第一柵極堆疊在縱向上與所述第二柵極堆疊對準；以及在所述第一柵極堆疊和所述第二柵極堆疊之間延伸的隔離區域，所述隔離區域將所述第一柵極堆疊與所述第二柵極堆疊電隔離，其中，在所述隔離區域的頂表面附近的所述第一柵極堆疊和所述第二柵極堆疊之間的第一距離小于在所述隔離區域的底表面附近的所述第一柵極堆疊和所述第二柵極堆疊之間的第二距離。

附圖說明

當與附圖一起閱讀時，根據以下詳細描述將最好地理解本公開的各個方面。要注意的是，根據行業標準慣例，不按比例繪制各種特征。事實上，為了論述的清楚，可以任意增大或減小各種特征的尺寸。

圖1-4、5A、5B、6、7A、7B、7C、8A、8B、8C、9、10A、10B和10C示出了根據一些實施例的形成鰭場效應晶體管(FinFET)器件的中間階段的透視圖和截面視圖。

圖11A、11B和11C示出了根據一些實施例的形成FinFET器件的柵極隔離區域的開口的中間階段的截面視圖。

圖12和圖13示出了根據其他實施例的形成FinFET器件的柵極隔離區域的開口的中間階段的截面視圖。