[發明專利]半導體結構與處理

在審

• 申請號: 202110069312.8
• 申請日: 2016-05-06
• 公開（公告）號: CN112786705A
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: S·卡納卡薩巴帕蒂;F·L·李;G·卡爾威;徐順天;S·西格;何虹;D·劉;B·多里斯
• 申請（專利權）人: 泰塞拉公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/06;H01L21/336
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 酆迅

提供了一種半導體結構，所述半導體結構包含具有端壁(15W)并從襯底(10)向上延伸的半導體鰭部分(14P)。柵極結構(16)跨越所述半導體鰭部分(14P)的一部分。第一組柵極間隔物(24P/50P)位于柵極結構(16L/16R)的相對側壁表面上；并且第二組柵極間隔物(32P)位于所述第一組柵極間隔物(24P/50P)的側壁上。所述第二組柵極間隔物(32P)的一個柵極間隔物具有直接接觸所述半導體鰭部分(14P)的所述端壁(15W)的下部。

本申請是申請日為2016年5月6日、申請號為201680029745.8、發明名稱為“半導體結構與處理”的申請的分案申請。

技術領域

本申請涉及一種包含半導體鰭的半導體結構及其形成方法。本發明的實施例涉及一種含有半導體鰭尖端(即端部)的半導體結構及其形成方法，該半導體鰭尖端以自對準的方式收攏在柵極結構內。

背景技術

三十多年來，金屬氧化物半導體場效晶體管(M0SFET)的持續小型化已經推動了全球半導體行業的發展。持續縮放的各種中斷已經被預測為數十年，盡管有很多挑戰，但創新的歷史已經維持了摩爾定律。然而，今天越來越多的跡象表明金屬氧化物半導體晶體管正在開始達到傳統的縮放極限。由于通過繼續縮放來改進MOSFET并因此改進互補金屬氧化物半導體(CMOS)性能變得越來越困難，因此除了縮放之外用于改善性能的進一步方法變得至關重要。

非平面半導體器件(例如半導體鰭場效應晶體管(FinFET))的使用是CMOS器件演進的下一步。FinFET是包含從襯底的表面突出的至少一個半導體鰭的非平面半導體器件。FinFET可以相對于平面場效應晶體管增加每單位面積的導通電流。

在現有技術的處理中，首先提供半導體鰭，并且然后使用圖案化處理切割半導體鰭。然后跨越每個切割的半導體鰭形成柵極結構，并且之后形成柵極間隔物。在這種處理中，半導體鰭尖端(即，切割的半導體鰭的端部)被收攏到柵極結構的一個之下，并且通常存在一個不物理地收攏半導體鰭尖端的柵極間隔物，并且柵極到鰭尖端的相對定位中的任何誤差可能導致不物理地收攏半導體鰭尖端的柵極間隔物。在這種情況下，以及在通過外延生長形成源極/漏極區域期間，可能從非收攏的半導體鰭尖端形成“劣質外延半導體材料部分”。隨著柵極結構和柵極間距的關鍵尺寸(CD)越來越小，該向題變得越來越大。

除了上述之外，將半導體鰭折疊在柵極結構下方的現有技術處理可能產生使預應力襯底松弛并因此松散的移動性增強的自由表面。

考慮到現有技術處理中將半導體鰭尖端收攏到柵極結構下方的現有技術的上述問題，需要提供一種新的方法，該方法能夠將半導體鰭尖端收攏到柵極結構下方，同時避免或減少與現有技術處理相關的問題。

發明內容

在本申請的一個方面，提供一種半導體結構。在本申請的一個實施例中，所述半導體結構包含具有端壁并從襯底向上延伸的半導體鰭部分。柵極結構跨越半導體鰭部分的一部分。第一組柵極間隔物(即，內部柵極間隔物)位于柵極結構的相對的側壁表面上；并且第二組柵極間隔物(即，外部柵極間隔物)位于第一柵極間隔物的側壁上。第二組柵極間隔物的柵極間隔物之一具有直接接觸半導體鰭部分的端壁的下部。

在本申請的另一方面，提供一種形成半導體結構的方法。在一個實施例中，該方法可以包含形成跨越半導體鰭的柵極結構。接下來，在半導體鰭上并且至少在柵極結構的側壁上形成電介質材料，并且此后在電介質材料上形成具有開口的圖案化材料堆疊體。然后利用圖案化材料堆疊體和開口內的電介質材料的部分作為蝕刻掩模切割半導體鰭，以提供含有柵極結構并具有暴露的端壁的半導體鰭部分。然后形成柵極間隔物，其中一個柵極間隔物含有直接接觸半導體鰭部分的暴露端壁的下部。