[发明专利]半导体器件和形成半导体器件的方法

说明书

半导体器件包括衬底。栅极结构在垂直方向上设置在衬底上方。栅极结构在第一水平方向上延伸。空气间隔件在与第一水平方向不同的第二水平方向上设置为与栅极结构的第一部分相邻。空气间隔件在由垂直方向和第一水平方向限定的截面侧视图中具有垂直边界。本申请的实施例还涉及形成半导体器件的方法。

技术领域

本申请的实施例涉及半导体器件和形成半导体器件的方法。

背景技术

半导体集成电路(IC)工业经历了指数级增长。IC材料和设计中的技术进步已经产生了多代IC，其中每一代都具有比上一代更小且更复杂的电路。在IC发展的过程中，功能密度(即，每芯片面积的互连器件的数量)普遍增加，而几何尺寸(即，可以使用制造工艺产生的最小组件(或线))已经减小。这种按比例缩小的工艺通常通过提高生产效率和降低相关成本来提供益处。这种缩小也增加了处理和制造IC的复杂性。

例如，已经开发出形成具有低介电常数的栅极间隔件(诸如空气间隔件)的方法。然而，随着器件尺寸的不断减小，形成空气间隔件的常规方法可能会导致问题，诸如栅极结构塌陷、不期望的蚀刻副产物、对其他组件的过量损坏等。因此，虽然形成低k介电栅极间隔件的常规方法通常已经足够，但是它们并不是在所有方面都已令人满意。

发明内容

本申请的一些实施例提供了一种半导体器件，包括：衬底；栅极结构，在垂直方向上设置在所述衬底上方，其中，所述栅极结构在第一水平方向上延伸；以及空气间隔件，在与所述第一水平方向不同的第二水平方向上设置为与所述栅极结构的第一部分相邻，其中，所述空气间隔件在由所述垂直方向和所述第一水平方向限定的截面侧视图中具有垂直边界。

本申请的另一些实施例提供了一种半导体器件，包括：衬底；栅极结构，在垂直方向上位于所述衬底上方，其中，所述栅极结构在第一水平方向上延伸；空气间隔件，在所述第一水平方向上延伸，其中，所述空气间隔件在与所述第一水平方向不同的第二水平方向上与所述栅极结构分隔开，其中，所述空气间隔件位于与所述栅极结构的第一段相邻的位置；以及第一介电间隔件，在所述第二水平方向上延伸，其中，所述第一介电间隔件位于与所述栅极结构的第二段相邻的位置，并且其中，所述第一介电间隔件和所述空气间隔件形成边界。

本申请的又一些实施例提供了形成半导体器件的方法，包括：在衬底上方形成栅极结构，其中，所述栅极结构至少包括第一介电间隔件和第二介电间隔件，并且其中，在顶视图中，所述栅极结构、所述第一介电间隔件和所述第二介电间隔件的每个在第一水平方向上延伸；在所述栅极结构上方形成图案化的硬掩模结构，其中，所述图案化的硬掩模结构限定暴露所述栅极结构的部分的开口；以及通过所述开口实施蚀刻工艺以通过至少部分去除所述第一介电间隔件来形成空气间隔件，其中，所述图案化的硬掩模结构在所述蚀刻工艺期间用作蚀刻掩模。

附图说明

当结合附图进行阅读时，从以下详细描述可最佳理解本发明。需要强调，根据工业中的标准实践，各个部件未按比例绘制并且仅用于说明目的。实际上，为了清楚的讨论，各个部件的尺寸可以任意地增大或减小。

图1是根据本发明的各个方面的FinFET器件的立体图。

图2A是根据本发明的各个方面的在制造的各个阶段的FinFET器件的实施例的截面图。

图2B是根据本发明的各个方面的在制造的各个阶段的FinFET器件的实施例的顶视图。

图3和图3A至图7是根据本发明的各个方面的在制造的各个阶段的FinFET器件的实施例的截面图。

图8至图9是根据本发明的各个方面的IC布局的部分的顶视图。

图10至图11是根据本发明的各个方面的在制造的各个阶段的IC的部分的顶视图。

图12示出了环形振荡器的电路图。

图13是根据本发明的各个方面的SRAM的电路图。