[發明專利]半導體裝置及其形成方法

在審

• 申請號: 202110203028.5
• 申請日: 2021-02-23
• 公開（公告）號: CN113113297A
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 林士堯;高魁佑;陳振平;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: H01L21/28
• 分類號: H01L21/28;H01L21/336;H01L29/423;H01L29/78
• 代理公司: 隆天知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 聶慧荃;閆華

本文敘述半導體裝置及其形成方法。前述方法包括：沉積虛設柵極材料層在蝕刻至基板上的鰭片之上。然后形成柵極遮罩于在鰭片的通道區域中的虛設柵極材料層之上。使用柵極遮罩，蝕刻虛設柵極電極至虛設柵極材料。然后沉積頂部間隔物于柵極遮罩之上且沿著虛設柵極電極的頂部的側壁。然后蝕刻穿過虛設柵極材料的剩余部分且穿過鰭片的開口。然后沿著開口的側壁形成底部間隙物，且底部間隔物使開口與虛設柵極電極的底部分離。然后形成源極/漏極區域在開口中，且以金屬柵極堆疊物取代虛設柵極電極。

技術領域

本發明實施例涉及半導體裝置及其形成方法，特別是涉及能夠提升集成密度的半導體裝置及其形成方法。

背景技術

半導體裝置用于各種電子應用，諸如：舉例而言個人電腦、移動電話、數碼相機及其他電子設備。通常通過在半導體基板之上按順序地沉積絕緣或介電層、導電層及半導體層的材料，并使用微影使各種材料層圖案化，以形成電路組件及元件在半導體基板上而制造出半導體裝置。

半導體產業通過不斷地縮減最小部件(feature)的尺寸，而持續改善了各種電子組件(例如：晶體管、二極管、電阻器、電容器等)的集成密度，這使得更多的組件可以被整合至指定的面積內。然而，隨著最小部件的尺寸縮減，需要解決其所衍生出的其他問題。

發明內容

一實施例是關于一種形成方法。所述形成方法包括：形成鰭片于半導體基板之上。沉積虛設柵極材料層于鰭片之上。通過使虛設柵極材料層圖案化，來形成虛設柵極電極的頂部。沿著虛設柵極電極的頂部的側壁形成頂部間隔物。通過蝕刻穿過虛設柵極材料層且穿過鰭片的開口，形成虛設柵極電極的底部。沿著開口的側壁形成底部間隔物。形成源極/漏極區域在開口中。移除虛設柵極電極。沉積柵極堆疊物于鰭片之上。

另一實施例是關于一種形成方法。所述形成方法包括：形成鰭片于半導體基板之上。沉積虛設柵極材料層于鰭片之上。蝕刻虛設柵極材料層至第一深度。在蝕刻虛設柵極材料層之后，沉積第一間隔物于虛設柵極材料層之上。在沉積第一間隔物之后，蝕刻穿過虛設柵極材料層的開口，以形成虛設柵極電極。沉積第二間隔物于第一間隔物之上且沿著開口的側壁。形成源極/漏極區域于開口中，第二間隔物使虛設柵極電極與源極/漏極區域分離(separating。移除虛設柵極電極。沉積柵極堆疊物于鰭片之上。

又另一實施例是關于一種半導體裝置。所述半導體裝置包括鰭片、柵極電極堆疊物、第一頂部間隔物、第一底部間隔物及第一源極/漏極區域。鰭片位于基板之上。柵極電極堆疊物位于鰭片之上。第一頂部間隔物相鄰于柵極電極堆疊物。第一底部間隔物位于第一頂部間隔物之下。第一源極/漏極區域相鄰于鰭片且通過第一底部間隔物與柵極電極堆疊物獨立(isolated)。

附圖說明

根據以下的詳細說明并配合所附圖式閱讀，能夠最好的理解本公開的所有態樣。應注意的是，根據本產業的標準作業，各種部件并未必按照比例繪制。事實上，可能任意的放大或縮小各種部件的尺寸，以做清楚的說明。

圖1A是根據一些實施例，描繪半導體裝置的透視圖；

圖1B、圖1C、圖2A、圖2B、圖3A及圖3B是根據一些實施例，描繪在形成半導體裝置的中間步驟中，形成在基板中的鰭片、形成在介于鰭片之間的隔離區域以及形成在鰭片之上的虛設柵極電極的剖面圖。

圖4A至圖4C是根據一些實施例，描繪形成穿過虛設柵極材料的剩余部分且穿過鰭片的開口。

圖5A至圖5C是根據一些實施例，描繪執行蝕刻拉回(pull-back)制程以使虛設柵極電極的底部凹入。

圖6A、圖6B、圖7A、圖7B、圖8A、圖8B、圖8C及圖8D是根據一些實施例，描繪在虛設柵極電極的凹部中形成底部間隔物以及在穿過鰭片的開口中形成源極/漏極區域。

圖9A至圖9E是根據一些實施例，描繪移除虛設柵極電極以及形成取代虛設柵極電極的柵極電極堆疊物。