[发明专利]半导体结构的形成方法

说明书

半导体结构的形成方法、半导体装置与其制造方法在此被公开。一种示例的半导体装置包含半导体鳍设置在基材上，其中半导体鳍包含通道区域与源极/漏极区域；栅极结构设置在半导体鳍的通道区域上，其中栅极结构包含栅极间隔与栅极堆叠；源极/漏极结构设置在半导体鳍的源极/漏极区域上；以及鳍顶硬遮罩垂直插入栅极间隔与半导体鳍之间，其中鳍顶硬遮罩包含介电层，其中鳍顶硬遮罩的侧壁与栅极堆叠直接接触，鳍顶硬遮罩的另一侧壁与源极/漏极结构直接接触。

技术领域

本发明实施例涉及一种半导体装置的形成方法，且特别涉及一种具有鳍式场效晶体管结构的形成方法。

背景技术

集成电路产业经历指数性的成长。集成电路材料和设计的技术进步已经产生集成电路的数个世代，其中每一世代都具有比上一世代更小和更复杂的电路。在集成电路演变过程中，功能密度(即每芯片面积的互连装置的数量)增加，而几何尺寸(即可利用制造工艺产生的最小元件(或线))减小。这种微缩化工艺通常通过提高生产效率和降低相关成本来提供益处。

这种微缩化也增加处理和制造集成电路的复杂性，并且为了实现这些进步，需要集成电路处理和制造中类似的发展。例如，在鳍式场效晶体管(fin-like field effecttransistor,FinFET)的工艺中，其已被观察到在鳍片侧壁的回蚀工艺或虚置栅极去除的工艺中，鳍片顶部可能会被破坏。从而需要改进。

发明内容

本发明实施例提供一种半导体结构，其包含半导体鳍片，设置在基材上，其中半导体鳍片包含通道区域与源极/漏极区域；栅极结构，设置在半导体鳍片的通道区域上，其中栅极结构包含栅极间隔物与栅极堆叠；源极/漏极结构，设置在半导体鳍片的源极/漏极区域上；及鳍顶硬遮罩，垂直夹设于栅极间隔物与半导体鳍片之间，其中鳍顶硬遮罩包含介电层，其中鳍顶硬遮罩的一侧壁与栅极堆叠直接接触，鳍顶硬遮罩的另一侧壁与源极/漏极结构直接接触。

本发明实施例提供一种半导体结构，其包含半导体鳍片，设置在基材上；栅极结构，设置在基材与半导体鳍片上，其中栅极结构包含栅极堆叠与沿着栅极堆叠的侧壁设置的间隔物，其中栅极结构设置在半导体鳍片上，并定义在栅极堆叠下的通道区域与未被栅极堆叠覆盖的源极/漏极区域；鳍顶硬遮罩，设置在间隔物下及半导体鳍片上，其中鳍顶硬遮罩包含介电材料，鳍顶硬遮罩的宽度与间隔物的宽度相同；及被覆源极/漏极结构，设置在半导体鳍片的源极/漏极区域上，其中被覆源极/漏极结构与栅极堆叠接触鳍顶硬遮罩的侧壁。

本发明实施例提供一种半导体装置的形成方法，其包含形成硬遮罩于基材上；形成鳍片于基材上，其中鳍片包含通道区域与源极/漏极区域，其中硬遮罩在鳍片的顶部表面上，并包含具有与鳍片材料不同蚀刻选择性的材料；形成虚置栅极堆叠于鳍片的通道区域上方的硬遮罩之上；顺应性地形成间隔物层于虚置栅极堆叠、硬遮罩与鳍片上；非等向性沿着鳍片的侧壁去除间隔物层；去除在鳍片的源极/漏极区域中的硬遮罩；外延生长源极/漏极结构于鳍片的源极/漏极区域之中；去除虚置栅极堆叠以形成栅极沟槽，栅极沟槽在鳍片的通道区域上暴露硬遮罩；从栅极沟槽去除硬遮罩以暴露鳍片；及于栅极沟槽中形成金属栅极堆叠于鳍片上。

附图说明

以下将配合所附图示详述本公开的各方面。应注意的是，依据在业界的标准做法，各种特征并未按照比例绘制且仅用以说明例示。事实上，可能任意地放大或缩小元件的尺寸，以清楚地表现出本公开的特征。

图1是根据本公开一些实施例示出制造半导体装置的范例方法的流程图；

图2是根据本公开一些实施例示出范例半导体装置的三维透视图；

图3及图4是根据本公开一些实施例示出在图2的半导体装置在图1的方法实施例的中间阶段的三维透视图；

图5A至图14A是根据本公开一些实施例示出在图1的方法的实施例的中间阶段沿A-A'线截取图2的半导体装置的截面图；