[发明专利]保护半导体鳍不受侵蚀的结构及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体结构，特别涉及用于保护半导体鳍在工艺步骤期间不受侵蚀的结构及其制造方法。

背景技术

在鳍型场效晶体管的制造过程中，半导体鳍可能受到很重的侵蚀，并且在用于形成栅极间隙壁的各向异性蚀刻工艺期间填充鳍之间的空间的绝缘层可能严重受损。半导体鳍的侵蚀可能导致很差地限定源极区和漏极区域且导致鳍型场效晶体管的器件性能的有害劣化。

发明内容

电介质金属化合物衬层可在形成可去除栅极结构前沉积在半导体鳍上。在图案化可去除栅极结构和栅极间隙壁期间，电介质金属化合物衬层保护半导体鳍。电介质金属化合物衬层可在形成源极和漏极区域和置换栅极结构前去除。作为选择，电介质金属化合物衬层可沉积在半导体鳍和栅极堆叠上，并且可在形成栅极间隙壁后去除。此外，电介质金属化合物衬层可沉积在半导体鳍和可去除栅极结构上，并且可在形成栅极间隙壁且去除可去除栅极结构后去除。在每个实施例中，在形成栅极间隙壁期间，电介质金属化合物衬层可保护半导体鳍。

根据本发明的一个方面，一种半导体结构包括设置在基板上的半导体鳍以及栅极电介质和栅极电极的栅极堆叠。栅极堆叠跨越半导体鳍的一部分。半导体结构还包括横向围绕栅极堆叠的栅极间隙壁以及接触半导体鳍的顶表面和侧壁表面、栅极堆叠的侧壁的一部分以及栅极间隙壁的底表面的电介质金属化合物部分。

根据本发明的另一个方面，提供形成半导体结构的方法。半导体鳍形成在基板上。电介质金属化合物衬层直接沉积在半导体鳍的表面上。跨越半导体鳍的可去除栅极结构形成在电介质金属化合物衬层之上。栅极间隙壁形成在电介质金属化合物衬层和可去除栅极结构上。电介质金属化合物衬层的部分在形成栅极间隙壁后去除。电介质金属化合物衬层在栅极间隙壁之下的留下部分构成电介质金属化合物部分。

根据本发明的再一个方面，提供形成半导体结构的另一个方法。半导体鳍形成在基板上。然后形成跨越半导体鳍的栅极结构。电介质金属化合物衬层直接沉积在半导体鳍和栅极结构的表面上。栅极间隙壁形成在电介质金属化合物衬层上以及栅极结构周围。电介质金属化合物衬层的部分采用栅极间隙壁为蚀刻掩模而去除。电介质金属化合物衬层在栅极间隙壁之下的留下部分构成电介质金属化合物部分。

附图说明

图1A是根据本发明第一实施例在形成选择性电介质盖层和多个鳍限定掩模结构后第一示范性半导体结构的俯视图。

图1B是第一示范性半导体结构沿着图1A的垂直平面B-B’剖取的垂直截面图。

图1C是第一示范性半导体结构沿着图1A的垂直平面C-C’剖取的垂直截面图。

图1D是第一示范性半导体结构沿着图1A的垂直平面D-D’剖取的垂直截面图。

图2A是根据本发明第一实施例在将半导体材料层图案化为多个半导体鳍后第一示范性半导体结构的俯视图。

图2B是第一示范性半导体结构沿着图2A的垂直平面B-B’剖取的垂直截面图。

图2C是第一示范性半导体结构沿着图2A的垂直平面C-C’剖取的垂直截面图。

图2D是第一示范性半导体结构沿着图2A的垂直平面D-D’剖取的垂直截面图。

图3A是根据本发明第一实施例在形成电介质金属化合物衬层后第一示范性半导体结构的俯视图。

图3B是第一示范性半导体结构沿着图3A的垂直平面B-B’剖取的垂直截面图。

图3C是第一示范性半导体结构沿着图3A的垂直平面C-C’剖取的垂直截面图。

图3D是第一示范性半导体结构沿着图3A的垂直平面D-D’剖取的垂直截面图。

图4A是根据本发明第一实施例在形成可去除栅极结构后第一示范性半导体结构的俯视图。

图4B是第一示范性半导体结构沿着图4A的垂直平面B-B’剖取的垂直截面图。

图4C是第一示范性半导体结构沿着图4A的垂直平面C-C’剖取的垂直截面图。

图4D是第一示范性半导体结构沿着图4A的垂直平面D-D’剖取的垂直截面图。

图5A是根据本发明第一实施例在形成邻接电介质材料层后第一示范性半导体结构的俯视图。

图5B是第一示范性半导体结构沿着图5A的垂直平面B-B’剖取的垂直截面图。

图5C是第一示范性半导体结构沿着图5A的垂直平面C-C’剖取的垂直截面图。

图5D第一示范性半导体结构沿着图5A的垂直平面D-D’剖取的垂直截面图。

图6A是根据本发明第一实施例在形成栅极间隙壁后第一示范性半导体结构的俯视图。