[发明专利]用于垂直传输场效应晶体管的替换金属栅极工艺

权利要求书

1.一种形成半导体结构的方法，包括：

形成设置在衬底的顶表面之上的多个鳍；并且

使用替换金属栅极(RMG)工艺从所述多个鳍形成一个或多个垂直传输场效应晶体管(VTFET)；

其中，围绕所述VTFET中的给定VTFET的至少一个鳍的栅极包括设置在栅极接触金属层之上的栅极自对准接触(SAC)帽盖层，所述栅极接触金属层被设置成与所述至少一个鳍的端部相邻。

2.如权利要求1所述的方法，其中，形成所述一个或多个VTFET包括：

形成底部源极/漏极区，所述底部源极/漏极区设置在所述衬底的所述顶表面之上并围绕所述多个鳍；并且

形成设置在所述底部源极/漏极区之上的底部间隔体。

3.如权利要求2所述的方法，其中，形成所述一个或多个VTFET进一步包括：

形成设置在所述底部间隔体和所述多个鳍的侧壁之上的氧化物层；

形成设置在所述氧化物层之上的虚设栅极；

使所述虚设栅极凹陷到所述多个鳍的顶表面下方；

去除所述氧化物层的暴露部分；并且

形成设置在所述虚设栅极和所述多个鳍之上的顶部间隔体。

4.如权利要求3所述的方法，其中，形成所述一个或多个VTFET进一步包括：

在所述多个鳍的上部部分中形成顶部结；

形成设置在所述顶部间隔体上的氧化物层；

形成设置在所述氧化物层上的衬垫；并且

形成设置在所述衬垫之上的级间电介质层。

5.如权利要求4所述的方法，其中，形成所述一个或多个VTFET包括：

在所述级间电介质层中形成顶部源极/漏极开口以暴露所述多个鳍中的每一个的所述顶部结的顶表面；

形成设置在所述顶部结之上的顶部源极/漏极区；

形成设置在所述顶部源极/漏极区之上的顶部源极/漏极接触金属层；

使所述顶部源极/漏极接触金属层凹陷到所述级间电介质的顶表面下方；并且

形成设置在凹陷的顶部源极/漏极接触金属层之上的顶部源极/漏极SAC帽盖层。

6.如权利要求5所述的方法，其中形成所述一个或多个VTFET进一步包括：

在所述级间电介质层中形成栅极开口以暴露设置在所述虚设栅极之上的所述顶部间隔体的部分；

在所述级间电介质层的开口的侧壁上沉积衬垫；

蚀刻所述顶部间隔体的所述暴露部分以暴露所述虚设栅极的一部分；

去除所述虚设栅极；

执行所述替换金属栅极工艺以形成围绕所述一个或多个鳍的栅极电介质并且形成围绕所述栅极电介质的金属栅极导体；

在所述级间电介质层中的所述栅极开口的剩余部分中填充所述栅极接触金属层；

使所述栅极接触金属层凹陷到所述级间电介质层的所述顶表面下方；并且

形成设置在凹陷的栅极接触金属层之上的栅极SAC帽盖层。

7.如权利要求6所述的方法，其中，形成所述一个或多个VTFET进一步包括：

在所述级间电介质层中形成底部源极/漏极开口以暴露所述底部源极/漏极区的顶表面的一部分；

在设置在所述底部源极/漏极区的所述顶表面的所述暴露部分之上的所述底部源极/漏极开口中填充底部源极/漏极接触金属层；

使所述底部源极/漏极接触金属层凹陷到所述级间电介质层的顶表面下方；并且

形成设置在凹陷的底部源极/漏极接触层之上的底部源极/漏极SAC帽盖层。