[发明专利]半导体器件及其制造方法

说明书

在制造半导体器件的方法中，在两个鳍结构之间形成由介电材料制成的分隔壁。在分隔壁和两个鳍结构上方形成伪栅极结构。在伪栅极结构上方形成层间介电(ILD)层。去除ILD层的上部，从而暴露伪栅极结构。用金属栅极结构替换伪栅极结构。实施平坦化操作以暴露分隔壁，从而将金属栅极结构分成第一栅极结构和第二栅极结构。第一栅极结构和第二栅极结构通过分隔壁分隔开。本发明的实施例还涉及半导体器件。

技术领域

本发明涉及半导体集成电路，并且更具体地，涉及具有鳍结构的半导体器件及其制造工艺。

背景技术

随着半导体工业在追求更高的器件密度、更高的性能和更低的成本的过程中进入纳米技术工艺节点，来自制造和设计问题的挑战已经引起了诸如鳍式场效应晶体管(FinFET)的三维设计的发展。Fin FET器件通常包括具有高高宽比的半导体鳍，并且在该半导体鳍中形成半导体晶体管器件的沟道和源极/漏极区域。在鳍结构上方以及沿着鳍结构的侧面(例如，包裹)形成栅极，利用沟道和源极/漏极区域的增大的表面积的优势，以产生更快、更可靠和更易控制的半导体晶体管器件。金属栅极结构与具有高介电常数的高k栅极电介质通常一起用于Fin FET器件，并且通过栅极置换技术制造。

发明内容

本发明的实施例提供了一种制造半导体器件的方法，所述方法包括：在两个鳍结构之间形成由介电材料制成的分隔壁；在所述分隔壁和所述两个鳍结构上方形成伪栅极结构；在所述伪栅极结构上方形成层间介电(ILD)层；去除所述层间介电层的上部，从而暴露所述伪栅极结构；用金属栅极结构替换所述伪栅极结构；以及实施平坦化操作以暴露所述分隔壁，从而将所述金属栅极结构分成第一栅极结构和第二栅极结构，其中，所述第一栅极结构和所述第二栅极结构通过所述分隔壁分隔开。

本发明的另一实施例提供了一种制造半导体器件的方法，所述方法包括：形成第一鳍结构、第二鳍结构和第三鳍结构，所述第二鳍结构位于所述第一鳍结构和所述第三鳍结构之间，所述第一鳍结构至所述第三鳍结构的每个均由半导体材料制成并且具有绝缘盖层；形成隔离绝缘层，从而使得所述第一鳍结构至所述第三鳍结构嵌入在所述隔离绝缘层内并且暴露所述绝缘盖层；在所述隔离绝缘层上方形成第一掩模图案，所述第一掩模图案具有位于所述第二鳍结构上方的第一开口；通过使用所述第一掩模图案作为蚀刻掩模的蚀刻使所述第二鳍结构凹进；在凹进的第二鳍结构上形成介电分隔壁；使所述隔离绝缘层凹进，以使所述第一鳍结构和所述第三鳍结构的上部以及所述介电分隔壁的上部暴露；在暴露的第一鳍结构和暴露的第三鳍结构以及暴露的介电分隔壁上方形成第一伪栅极结构；在所述第一伪栅极结构上方形成层间介电(ILD)层；去除所述层间介电层的上部，从而暴露所述第一伪栅极结构；用金属栅极结构替换所述第一伪栅极结构；以及实施平坦化操作，以暴露所述介电分隔壁，从而将所述金属栅极结构分成第一栅极结构和第二栅极结构，其中，所述第一栅极结构和所述第二栅极结构通过所述介电分隔壁分隔开。

本发明的又一实施例提供了一种半导体器件，包括：第一栅电极，设置在形成在衬底上的隔离绝缘层上方；第二栅电极，设置在所述隔离绝缘层上方，所述第一栅电极和所述第二栅电极在第一方向上延伸并且沿着第一方向对准；以及介电分隔壁，从所述隔离绝缘层突出以及设置在所述第一栅电极和所述第二栅电极之间并且分隔开所述第一栅电极和所述第二栅电极，其中，所述介电分隔壁由与所述隔离绝缘层不同的介电材料制成。

附图说明

当结合附图进行阅读时，从以下详细描述可最佳理解本发明的各个方面。应该强调，根据工业中的标准实践，各个部件未按比例绘制并且仅用于说明的目的。实际上，为了清楚的讨论，各个部件的尺寸可以任意地增大或减小。

图1A示出了根据本发明的一些实施例的半导体器件的立体图。图1B示出了根据本发明的一些实施例的半导体器件的平面图。图1C示出了根据本发明的一些实施例的对应于图1B的线X1-X1的截面图，并且图1D示出了根据本发明的一些实施例的对应于图1B的线X2-X2的截面图。图1E示出了根据本发明的一些实施例的对应于图1B的线Y1-Y1的截面图。图1F示出了根据本发明的其它实施例的对应于图1B的线Y1-Y1的截面图。