[发明专利]鳍式场效应晶体管器件和方法

说明书

本公开涉及鳍式场效应晶体管器件和方法。一种形成半导体器件的方法，包括：在鳍上方形成第一虚设栅极结构和第二虚设栅极结构；在第一虚设栅极结构周围和第二虚设栅极结构周围形成第一电介质层；移除第一虚设栅极结构和第二虚设栅极结构以在第一电介质层中分别形成第一凹槽和第二凹槽；在第一凹槽和第二凹槽中形成栅极电介质层；在第一凹槽和第二凹槽中的栅极电介质层上方形成第一功函数层；从第一凹槽中移除第一功函数层；将第二凹槽中的第一功函数层的表面层转换为氧化物；以及在第一凹槽中在栅极电介质层上方并且第二凹槽中在氧化物上方形成第二功函数层。

技术领域

本公开涉及鳍式场效应晶体管器件和方法。

背景技术

由于各种电子元件(例如，晶体管、二极管、电阻器、电容器等)的集成密度的不断改进，半导体工业经历了快速增长。在大多数情况下，集成密度的这种改进来自最小特征尺寸的重复减少，这允许将更多组件集成到给定区域中。

鳍式场效应晶体管(FinFET)器件正变得普遍用于集成电路中。FinFET器件具有三维结构，其包括从衬底突出的半导体鳍。栅极结构(该栅极结构被配置为控制FinFET器件的导电沟道内的电荷载流子的流动)环绕半导体鳍。例如，在三栅极FinFET器件中，栅极结构环绕半导体鳍的三个侧面，从而在半导体鳍的三个侧面上形成导电沟道。

发明内容

根据本公开的实施例，提供了一种形成半导体器件的方法，所述方法包括：在鳍上方形成第一虚设栅极结构和第二虚设栅极结构；在所述第一虚设栅极结构周围和所述第二虚设栅极结构周围形成第一电介质层；移除所述第一虚设栅极结构和所述第二虚设栅极结构以在所述第一电介质层中分别形成第一凹槽和第二凹槽；在所述第一凹槽和所述第二凹槽中形成栅极电介质层；在所述第一凹槽和所述第二凹槽中的栅极电介质层上方形成第一功函数层；从所述第一凹槽中移除所述第一功函数层；将所述第二凹槽中的所述第一功函数层的表面层转换为氧化物；以及在所述第一凹槽中在所述栅极电介质层上方并且在所述第二凹槽中在所述氧化物上方形成第二功函数层。

根据本公开的另一实施例，提供了一种形成半导体器件的方法，所述方法包括：在鳍上方形成第一虚设栅极和第二虚设栅极；在所述第一虚设栅极和所述第二虚设栅极周围形成层间电介质层(ILD)；以及分别用第一金属栅极和第二金属栅极来替换所述第一虚设栅极和所述第二虚设栅极，其中，所述替换包括：移除所述第一虚设栅极和所述第二虚设栅极以在所述ILD中分别形成第一凹槽和第二凹槽；在所述第一凹槽和所述第二凹槽中形成栅极电介质层；在所述第二凹槽中在所述栅极电介质层上方形成第一功函数层，其中，所述第一凹槽中的所述栅极电介质层被所述第一功函数层暴露；使用同一沉积工艺在所述第一凹槽和所述第二凹槽中形成第二功函数层，其中，所述第二功函数层被形成为在所述第二凹槽中比在所述第一凹槽中更厚；以及用导电材料填充所述第一凹槽和所述第二凹槽。

根据本公开的又一实施例，提供了一种半导体器件，包括：第一金属栅极结构，位于鳍上方，其中，所述第一金属栅极结构包括位于所述鳍上方的栅极电介质层、位于所述栅极电介质层上方并且与所述栅极电介质层接触的第一功函数层、位于所述第一功函数层上方的氧化物、位于所述氧化物上方的第二功函数层、以及位于所述第二功函数层上方的填充金属；第二金属栅极结构，位于所述鳍上方并且与所述第一金属栅极结构相邻，其中，所述第二金属栅极结构包括位于所述鳍上方的栅极电介质层、位于所述栅极电介质层上方并且与所述栅极电介质层接触的第二功函数层、以及位于所述第二功函数层上方的填充金属，其中，所述第一金属栅极结构的第二功函数层比所述第二金属栅极结构的第二功函数层更厚；以及源极/漏极区域，所述源极/漏极区域位于所述鳍上方并且位于所述第一金属栅极结构和所述第二金属栅极结构之间。

附图说明

在结合附图阅读下面的具体实施方式时，可以从下面的具体实施方式中最佳地理解本公开的各个方面。应当注意，根据行业的标准做法，各种特征不是按比例绘制的。事实上，为了讨论的清楚起见，各种特征的尺寸可能被任意增大或减小。

图1是根据一些实施例的鳍式场效应晶体管(FinFET)的透视图。