[发明专利]半导体器件和方法

说明书

本公开涉及半导体器件和方法。一种方法包括：在衬底上形成第一鳍和第二鳍；在所述第一鳍和所述第二鳍之上形成虚设栅极材料；使用第一蚀刻工艺蚀刻所述虚设栅极材料，以在所述第一鳍和所述第二鳍之间形成凹槽，其中，在所述第一蚀刻工艺期间，在所述凹槽的侧壁上形成牺牲材料；用绝缘材料填充所述凹槽；使用第二蚀刻工艺去除所述虚设栅极材料和所述牺牲材料；以及在所述第一鳍之上形成第一替换栅极并在所述第二鳍之上形成第二替换栅极，其中，所述第一替换栅极通过所述绝缘材料与所述第二替换栅极分隔开。

技术领域

本公开总体涉及半导体器件和方法。

背景技术

半导体器件用于各种电子应用，例如，个人计算机、蜂窝电话、数码相机和其他电子设备。半导体器件通常是通过以下方式来制造的：在半导体衬底之上顺序沉积材料的绝缘层或电介质层、导电层和半导体层，以及使用光刻将各种材料层图案化以在其上形成电路组件和元件。

半导体工业通过不断减小最小特征尺寸来不断提高各种电子组件(例如，晶体管、二极管、电阻器、电容器等)的集成密度，从而允许更多的组件被集成到给定面积中。然而，随着最小特征尺寸的减小，出现了需要解决的其他问题。

发明内容

根据本公开的一个实施例，提供了一种制造半导体器件的方法，包括：形成从半导体衬底突出的第一鳍和第二鳍；形成在所述第一鳍和所述第二鳍之上延伸的虚设栅极；在所述虚设栅极之上形成图案化掩模，所述图案化掩模包括位于所述第一鳍和所述第二鳍之间的开口；通过所述图案化掩模中的所述开口蚀刻所述虚设栅极，以在所述虚设栅极中形成凹槽，所述蚀刻包括等离子体刻蚀工艺，所述等离子体刻蚀工艺使用包括一种或多种蚀刻气体和一种或多种聚合物形成气体的工艺气体，其中，在所述蚀刻期间，所述工艺气体与所述虚设栅极的材料发生反应，以形成沉积在所述凹槽的侧壁上的反应产物；沉积绝缘材料以填充所述凹槽，所述绝缘材料覆盖所述反应产物；去除所述虚设栅极和所述反应产物；以及形成在所述第一鳍之上延伸的第一栅极结构和在所述第二鳍之上延伸的第二栅极结构，其中，所述绝缘材料从所述第一栅极结构延伸到所述第二栅极结构。

根据本公开的另一实施例，提供了一种制造半导体器件的方法，包括：在衬底上形成第一鳍和第二鳍；在所述第一鳍和所述第二鳍之上形成虚设栅极材料；使用第一蚀刻工艺蚀刻所述虚设栅极材料，以在所述第一鳍和所述第二鳍之间形成凹槽，其中，在所述第一蚀刻工艺期间，在所述凹槽的侧壁上形成牺牲材料；用绝缘材料填充所述凹槽；使用第二蚀刻工艺去除所述虚设栅极材料和所述牺牲材料；以及在所述第一鳍之上形成第一替换栅极并在所述第二鳍之上形成第二替换栅极，其中，所述第一替换栅极通过所述绝缘材料与所述第二替换栅极分隔开。

根据本公开的又一实施例，提供了一种半导体器件，包括：从衬底突出的多个第一鳍；从所述衬底突出的多个第二鳍；在所述多个第一鳍之上延伸的第一栅极堆叠；在所述多个第二鳍之上延伸的第二栅极堆叠，其中，所述第一栅极堆叠在纵向上与所述第二栅极堆叠对准；以及在所述第一栅极堆叠和所述第二栅极堆叠之间延伸的隔离区域，所述隔离区域将所述第一栅极堆叠与所述第二栅极堆叠电隔离，其中，在所述隔离区域的顶表面附近的所述第一栅极堆叠和所述第二栅极堆叠之间的第一距离小于在所述隔离区域的底表面附近的所述第一栅极堆叠和所述第二栅极堆叠之间的第二距离。

附图说明

当与附图一起阅读时，根据以下详细描述将最好地理解本公开的各个方面。要注意的是，根据行业标准惯例，不按比例绘制各种特征。事实上，为了论述的清楚，可以任意增大或减小各种特征的尺寸。

图1-4、5A、5B、6、7A、7B、7C、8A、8B、8C、9、10A、10B和10C示出了根据一些实施例的形成鳍场效应晶体管(FinFET)器件的中间阶段的透视图和截面视图。

图11A、11B和11C示出了根据一些实施例的形成FinFET器件的栅极隔离区域的开口的中间阶段的截面视图。

图12和图13示出了根据其他实施例的形成FinFET器件的栅极隔离区域的开口的中间阶段的截面视图。