[发明专利]半导体装置及其制造方法在审

申请号：	202110198991.9	申请日：	2021-02-22
公开（公告）号：	CN113539807A	公开（公告）日：	2021-10-22
发明（设计）人：	詹易叡;潘冠廷;江国诚;程冠伦;王志豪	申请（专利权）人：	台湾积体电路制造股份有限公司
主分类号：	H01L21/28	分类号：	H01L21/28;H01L21/336;H01L29/10;H01L29/423;H01L29/78
代理公司：	北京律诚同业知识产权代理有限公司 11006	代理人：	徐金国
地址：	中国台湾新竹市***	国省代码：	台湾;71
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摘要：
搜索关键词：	半导体装置及其制造方法
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【说明书】：

本揭示案提供一种半导体装置及其制造方法，其方法是通过在鳍片结构的顶部使用硬遮罩层以形成鳍顶遮罩层。鳍顶遮罩层在后续制程中可作为蚀刻停止层。使用鳍顶遮罩层可使保形介电层的厚度变薄，其中保形介电层在后续制程中，例如牺牲栅极电极层的蚀刻制程，可用来保护半导体鳍片。使用具有较薄厚度的保形介电层可使半导体鳍片间距缩短，尤其是在输入/输出装置中。

技术领域

本揭示案的实施例是关于半导体装置和制造半导体装置的方法。

背景技术

随着半导体装置尺寸的缩小，各种制程技术亦相应地调整以生产出更小尺度的装置。当半导体装置的尺寸持续缩小，装置内各元件之间的距离，例如间距(pitch)，亦持续缩短。然而，传统的技术或是操作流程可能无法进一步缩短间距。

因此，亟需解决上述的问题。

发明内容

根据本揭示案的一些实施方式，一种制造半导体装置的方法包括形成牺牲栅极结构在半导体鳍片上，其中硬遮罩层形成在半导体鳍片上。方法亦包括形成第一侧壁间隔物和第二侧壁间隔物在牺牲栅极结构的相对的侧壁上。方法亦包括移除牺牲栅极结构，以露出介于第一侧壁间隔物和第二侧壁间隔物之间的半导体鳍片和硬遮罩层。方法亦包括移除硬遮罩层，以露出介于第一侧壁间隔物和第二侧壁间隔物之间的半导体鳍片。

根据本揭示案的一些实施方式，一种制造半导体装置的方法包括形成硬遮罩层在半导体基材上。方法亦包括蚀刻硬遮罩层和半导体基材以形成数个半导体鳍片，其中硬遮罩层位在半导体鳍片中的每一半导体鳍片上。方法亦包括形成牺牲栅极介电层在半导体鳍片和硬遮罩层上、形成牺牲栅极电极层在牺牲栅极介电层上、以及图案化牺牲栅极介电层和牺牲栅极电极层以形成牺牲栅极结构在半导体鳍片和硬遮罩层上。方法亦包括移除半导体鳍片上的硬遮罩层，其中牺牲栅极结构未覆盖住半导体鳍片。

根据本揭示案的一些实施方式，一种半导体装置，包括第一鳍片，具有一第一通道区域。半导体装置亦包括栅极结构，形成在第一通道区域上，其中栅极结构包括栅极介电层和栅极电极层，且栅极介电层形成在第一通道区域上。半导体装置亦包括侧壁间隔物，形成在栅极结构的侧壁上。半导体装置亦包括硬遮罩层，形成在第一通道区域和侧壁间隔物之间。

附图说明

阅读以下实施方法时搭配附图以清楚理解本揭示案的观点。应注意的是，根据业界的标准做法，各种特征并未按照比例绘制。事实上，为了能清楚地讨论，各种特征的尺寸可能任意地放大或缩小。

图1是根据本揭示案的实施例绘制的形成半导体装置的例示性方法的流程图；

图2至图10是根据本揭示案的实施例绘制的形成半导体装置的各制程阶段的半导体装置示意图；

图11A至图11D、图12A至图12E到图14A至图14E、图15A至图15D到图20A至图20D、图21A至图21E到图24A至图24E、以及图25A至图25F是根据本揭示案的实施例绘制的形成半导体装置的各制程阶段的半导体装置示意图。

【符号说明】

10:基材

12:井部分

14:半导体层

16:半导体层

18:半导体堆叠

20:硬遮罩层