[发明专利]半导体装置及其制造方法

说明书

本申请公开了一种半导体装置及其制造方法，涉及半导体技术领域。其中，方法包括：提供衬底结构，衬底结构包括：衬底；在衬底上的层间电介质层，层间电介质层具有延伸到衬底的沟槽，沟槽的侧壁上具有第一间隔物层，沟槽中具有彼此间隔开的第一鳍片和第二鳍片，第一鳍片和第二鳍片的表面上具有栅极电介质层；以及填充沟槽的栅极，栅极包括位于第一鳍片之上用于NMOS器件的第一栅极和位于第二鳍片之上用于PMOS器件的第二栅极；去除第一间隔物位于第二栅极的侧壁上的部分；在第二栅极的侧壁上形成第二间隔物；其中，第一间隔物包括介电常数小于5的电介质材料，第二间隔物包括介电常数大于10的电介质材料。

技术领域

本申请涉及半导体技术领域，尤其涉及一种半导体装置及其制造方法。

背景技术

随着半导体器件的关键尺寸的减小，在集成电路制造工艺中，逐渐采用鳍式场效应晶体管(FinFET)来替代平面器件。

在FinFET中，用于栅极的间隔物很重要。间隔物关系到器件的漏电、驱动电流等性能。

发明内容

本申请的一个目的在于提供一种半导体装置及其制造方法，能够兼顾NMOS器件和PMOS器件的性能。

根据本申请的一方面，提供了一种半导体装置的制造方法，包括：提供衬底结构，所述衬底结构包括：衬底；在所述衬底上的层间电介质层，所述层间电介质层具有延伸到所述衬底的沟槽，所述沟槽的侧壁上具有第一间隔物层，所述沟槽中具有彼此间隔开的第一鳍片和第二鳍片，所述第一鳍片和所述第二鳍片的表面上具有栅极电介质层；以及填充所述沟槽的栅极，所述栅极包括位于所述第一鳍片之上用于NMOS器件的第一栅极和位于所述第二鳍片之上用于PMOS器件的第二栅极；去除所述第一间隔物位于所述第二栅极的侧壁上的部分；在所述第二栅极的侧壁上形成第二间隔物；其中，所述第一间隔物包括介电常数小于5的电介质材料，所述第二间隔物包括介电常数大于10的电介质材料。

在一个实施例中，所述方法还包括：通过回刻工艺去除所述栅极的一部分，以形成凹槽；在所述凹槽中填充绝缘帽层。

在一个实施例中，所述方法还包括：去除所述第一间隔物的剩余部分，以形成用于第一栅极的空气间隔物。

在一个实施例中，所述绝缘帽层包括硅的氮化物。

在一个实施例中，通过旋涂的方式形成所述第二间隔物。

在一个实施例中，所述栅极包括金属栅极。

根据本申请的另一方面，提供了一种半导体装置，包括：衬底；在所述衬底上的层间电介质层，所述层间电介质层具有延伸到所述衬底的沟槽，所述沟槽中具有彼此间隔开的第一鳍片和第二鳍片，所述第一鳍片和所述第二鳍片的表面上具有栅极电介质层；以及填充所述沟槽的栅极，所述栅极包括位于所述第一鳍片之上的用于NMOS器件的第一栅极和位于所述第二鳍片之上用于PMOS器件的第二栅极；位于所述第一栅极与所述沟槽的侧壁之间的第一间隔物；位于所述第二栅极与所述沟槽的侧壁之间的第二间隔物；其中，所述第一间隔物包括介电常数小于5的电介质材料，所述第二间隔物包括介电常数大于10的电介质材料。

在一个实施例中，所述装置还包括在所述栅极上的绝缘帽层；所述第一间隔物还位于所述绝缘帽层与所述沟槽的侧壁之间，所述第二间隔物还位于所述绝缘帽层与所述沟槽的侧壁之间。

在一个实施例中，所述绝缘帽层包括硅的氮化物。

在一个实施例中，所述栅极包括金属栅极。