[发明专利]半导体结构与处理

说明书

提供了一种半导体结构，所述半导体结构包含具有端壁(15W)并从衬底(10)向上延伸的半导体鳍部分(14P)。栅极结构(16)跨越所述半导体鳍部分(14P)的一部分。第一组栅极间隔物(24P/50P)位于栅极结构(16L/16R)的相对侧壁表面上；并且第二组栅极间隔物(32P)位于所述第一组栅极间隔物(24P/50P)的侧壁上。所述第二组栅极间隔物(32P)的一个栅极间隔物具有直接接触所述半导体鳍部分(14P)的所述端壁(15W)的下部。

本申请是申请日为2016年5月6日、申请号为201680029745.8、发明名称为“半导体结构与处理”的申请的分案申请。

技术领域

本申请涉及一种包含半导体鳍的半导体结构及其形成方法。本发明的实施例涉及一种含有半导体鳍尖端(即端部)的半导体结构及其形成方法，该半导体鳍尖端以自对准的方式收拢在栅极结构内。

背景技术

三十多年来，金属氧化物半导体场效晶体管(M0SFET)的持续小型化已经推动了全球半导体行业的发展。持续缩放的各种中断已经被预测为数十年，尽管有很多挑战，但创新的历史已经维持了摩尔定律。然而，今天越来越多的迹象表明金属氧化物半导体晶体管正在开始达到传统的缩放极限。由于通过继续缩放来改进MOSFET并因此改进互补金属氧化物半导体(CMOS)性能变得越来越困难，因此除了缩放之外用于改善性能的进一步方法变得至关重要。

非平面半导体器件(例如半导体鳍场效应晶体管(FinFET))的使用是CMOS器件演进的下一步。FinFET是包含从衬底的表面突出的至少一个半导体鳍的非平面半导体器件。FinFET可以相对于平面场效应晶体管增加每单位面积的导通电流。

在现有技术的处理中，首先提供半导体鳍，并且然后使用图案化处理切割半导体鳍。然后跨越每个切割的半导体鳍形成栅极结构，并且之后形成栅极间隔物。在这种处理中，半导体鳍尖端(即，切割的半导体鳍的端部)被收拢到栅极结构的一个之下，并且通常存在一个不物理地收拢半导体鳍尖端的栅极间隔物，并且栅极到鳍尖端的相对定位中的任何误差可能导致不物理地收拢半导体鰭尖端的栅极间隔物。在这种情况下，以及在通过外延生长形成源极/漏极区域期间，可能从非收拢的半导体鳍尖端形成“劣质外延半导体材料部分”。随着栅极结构和栅极间距的关键尺寸(CD)越来越小，该向题变得越来越大。

除了上述之外，将半导体鳍折叠在栅极结构下方的现有技术处理可能产生使预应力衬底松弛并因此松散的移动性增强的自由表面。

考虑到现有技术处理中将半导体鳍尖端收拢到栅极结构下方的现有技术的上述问题，需要提供一种新的方法，该方法能够将半导体鳍尖端收拢到栅极结构下方，同时避免或减少与现有技术处理相关的问题。

发明内容

在本申请的一个方面，提供一种半导体结构。在本申请的一个实施例中，所述半导体结构包含具有端壁并从衬底向上延伸的半导体鳍部分。栅极结构跨越半导体鳍部分的一部分。第一组栅极间隔物(即，内部栅极间隔物)位于栅极结构的相对的侧壁表面上；并且第二组栅极间隔物(即，外部栅极间隔物)位于第一栅极间隔物的侧壁上。第二组栅极间隔物的栅极间隔物之一具有直接接触半导体鳍部分的端壁的下部。

在本申请的另一方面，提供一种形成半导体结构的方法。在一个实施例中，该方法可以包含形成跨越半导体鳍的栅极结构。接下来，在半导体鳍上并且至少在栅极结构的侧壁上形成电介质材料，并且此后在电介质材料上形成具有开口的图案化材料堆叠体。然后利用图案化材料堆叠体和开口内的电介质材料的部分作为蚀刻掩模切割半导体鳍，以提供含有栅极结构并具有暴露的端壁的半导体鳍部分。然后形成栅极间隔物，其中一个栅极间隔物含有直接接触半导体鳍部分的暴露端壁的下部。