[發明專利]半導體結構及其形成方法

在審

• 申請號: 202110265396.2
• 申請日: 2021-03-11
• 公開（公告）號: CN113113470A
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 廖忠志
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L29/423;H01L27/088;H01L21/8234;H01L21/28
• 代理公司: 北京德恒律治知識產權代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;李偉

1.一種半導體結構，包括：

襯底；

隔離結構，位于所述襯底上方；

半導體鰭，自所述襯底延伸并且鄰近所述隔離結構；

兩個源極/漏極(S/D)部件，位于所述半導體鰭上方；

溝道層的堆疊件，懸在所述半導體鰭上方并且連接所述S/D部件；

柵極結構，環繞所述溝道層的堆疊件中的每個所述溝道層；

兩個外部間隔件，設置在所述柵極結構的兩個相對側壁上；

內部間隔件，設置在所述S/D部件和所述溝道層之間；以及

柵極端介電部件，位于所述隔離結構上方，并且直接連接所述柵極結構的端，其中，所述柵極端介電部件中所包含材料的介電常數高于所述外部間隔件和所述內部間隔件中所包含材料的介電常數。

2.根據權利要求1所述的半導體結構，其中，所述內部間隔件中所包含材料的介電常數高于所述外部間隔件中所包含材料的介電常數。

3.根據權利要求1所述的半導體結構，其中，所述兩個外部間隔件的部分還設置在所述柵極端介電部件的下方及所述隔離結構的上方。

4.根據權利要求1所述的半導體結構，還包括設置在所述隔離結構上方并且與所述半導體鰭縱向平行取向的介電鰭，其中，所述介電鰭直接接觸所述柵極結構的所述端的下部，所述柵極端介電部件設置在所述介電鰭上方并直接接觸所述柵極結構的所述端的上部。

5.根據權利要求1所述的半導體結構，其中，所述柵極端介電部件包括高k介電材料。

6.根據權利要求1所述的半導體結構，還包括設置在所述柵極結構上方的柵極頂介電層。

7.根據權利要求1所述的半導體結構，其中，所述柵極結構是第一高k金屬柵極結構，還包括與所述第一高k金屬柵極結構縱向對準的第二高k金屬柵極結構，其中，所述柵極端介電部件設置為與所述第二高k金屬柵極結構的端接觸。

8.根據權利要求1所述的半導體結構，其中，所述柵極結構是高k金屬柵極結構，還包括與所述高k金屬柵極結構縱向對準的介電柵極結構，其中，所述柵極端介電部件設置為與所述介電柵極結構的端接觸。

9.一種半導體結構，包括：

襯底；

隔離結構，位于所述襯底上方；

半導體鰭，自所述襯底延伸并且鄰近所述隔離結構；

第一介電鰭和第二介電鰭，設置在所述隔離結構上方，并且與所述半導體鰭的縱向平行取向，其中，所述半導體鰭在所述第一介電鰭和所述第二介電鰭之間；

兩個源極/漏極(S/D)部件，生長在所述半導體鰭上；

溝道層的堆疊件，懸在所述半導體鰭上方，并且連接所述兩個S/D部件；

柵極結構，環繞所述溝道層的堆疊件中的每個所述溝道層，其中，所述柵極結構還設置在所述第一介電鰭上方；

兩個外部間隔件，設置在所述柵極結構的兩個相對側壁上；

內部間隔件，設置在所述S/D部件和所述溝道層之間；以及

柵極端介電部件，設置在所述第二介電鰭上方，并且直接接觸所述柵極結構的端，其中，所述柵極端介電部件、所述外部間隔件和所述內部間隔件包括不同材料。

10.一種形成半導體結構的方法，包括：

提供結構，所述結構具有襯底、位于所述襯底上方的隔離結構、自所述襯底延伸并鄰近所述隔離結構的半導體鰭、在所述隔離結構上方并接合所述半導體鰭的溝道區域的偽柵極和位于所述偽柵極的兩個相對側壁上的外部間隔件，其中，所述半導體鰭包括交替堆疊的第一半導體層和第二半導體層的堆疊件；

蝕刻鄰近所述偽柵極的兩個相對側壁的所述半導體鰭，以形成兩個源極/漏極(S/D)溝槽；

自所述S/D溝槽蝕刻所述第二半導體層，以形成垂直地位于所述第一半導體層之間的間隙；

在所述間隙內形成內部間隔件；

在所述S/D溝槽中外延生長S/D部件；

在所述S/D部件、所述偽柵極和所述外部間隔件上方形成層間介電(ILD)層；

蝕刻所述偽柵極和所述外部間隔件，以形成遠離所述半導體鰭并位于所述隔離結構上方的柵極端溝槽；并且

形成填充所述柵極端溝槽的柵極端介電部件，其中，所述柵極端介電部件的介電常數高于所述外部間隔件的介電常數和所述內部間隔件的介電常數。