[发明专利]半导体结构及其形成方法

权利要求书

1.一种半导体结构，包括：

多个半导体层，设置在衬底上方并且在第一方向上纵向定向；

金属栅极堆叠件，设置在所述半导体层上方并且在垂直于所述第一方向的第二方向上纵向定向，其中，所述金属栅极堆叠件包括顶部和设置在所述顶部下方的底部，并且其中，所述金属栅极堆叠件的所述底部与所述半导体层交错；

源极/漏极(S/D)部件，设置在所述半导体层中，其中，所述金属栅极堆叠件介于所述源极/漏极部件之间；以及

隔离结构，从所述衬底突出，其中，所述隔离结构沿着所述第二方向纵向定向，并且沿着所述第一方向与所述金属栅极堆叠件间隔开，并且其中，所述隔离结构包括介电层和气隙。

2.根据权利要求1所述的半导体结构，其中，所述隔离结构包括顶部和设置在所述顶部下方的底部，其中，所述隔离结构的所述顶部设置在所述半导体层上方，并且其中，所述隔离结构的所述底部穿透所述半导体层。

3.根据权利要求2所述的半导体结构，其中，所述隔离结构的所述底部延伸到所述衬底中。

4.根据权利要求1所述的半导体结构，其中，所述气隙由所述介电层围绕。

5.根据权利要求4所述的半导体结构，其中，所述气隙的体积大于所述介电层的体积。

6.根据权利要求1所述的半导体结构，其中，所述介电层是第一介电层，其中，所述隔离结构还包括第二介电层，其中，所述第一介电层由所述气隙围绕，并且其中，所述第二介电层密封所述气隙。

7.根据权利要求6所述的半导体结构，其中，所述气隙的体积小于所述第一介电层的体积。

8.根据权利要求1所述的半导体结构，还包括：

顶部栅极间隔件，设置在所述金属栅极堆叠件的侧壁上；

介电覆盖层，设置在所述金属栅极堆叠件上方，其中，所述介电覆盖层的部分设置在所述顶部栅极间隔件之间，并且其中，所述介电覆盖层和所述介电层具有相同的组分；以及

底部栅极间隔件，设置在所述金属栅极堆叠件的所述底部和所述源极/漏极部件之间。

9.一种形成半导体结构的方法，包括：

形成从衬底突出的半导体鳍，其中，形成所述半导体鳍包括在所述衬底上方形成多层(ML)结构以及图案化所述多层结构以形成所述半导体器，所述多层结构具有交替的硅(Si)层和硅锗(SiGe)层；

在所述半导体鳍上方形成第一占位栅极和第二占位栅极，其中，所述第一占位栅极和所述第二占位栅极的纵向定向垂直于所述半导体鳍的纵向定向；

去除所述第一占位栅极的部分以形成沟槽，从而暴露所述衬底；

在所述沟槽中形成伪部件；

用金属栅极结构替换所述第二占位栅极；以及

用隔离栅极替换所述伪部件，其中，所述隔离栅极包括介电层和气隙。

10.一种形成半导体结构的方法，包括：

形成从衬底突出的半导体鳍；

在所述半导体鳍上方形成第一占位栅极和第二占位栅极，其中，所述第一占位栅极和所述第二占位栅极的纵向定向垂直于所述半导体鳍的纵向定向；

在所述半导体鳍上方以及所述第一占位栅极与所述第二占位栅极之间形成源极/漏极(S/D)部件；

去除设置在所述半导体鳍上方的所述第一占位栅极的部分以形成第一沟槽，从而暴露所述衬底；

在所述第一沟槽中沉积衬垫；

在所述衬垫上方形成伪层以填充所述第一沟槽，其中，所述伪层和所述衬垫具有不同的组分；

形成金属栅极结构以替换所述第二占位栅极；以及

形成隔离栅极结构以替换所述衬垫和所述伪层，包括：

相对于所述金属栅极结构选择性地去除所述伪层，从而将所述衬垫暴露于第二沟槽中；

在所述第二沟槽中的所述衬垫上方沉积介电层，其中，所述介电层、所述衬底、所述衬垫和所述伪层具有不同的组分；

相对于所述介电层选择性地去除所述衬垫以形成气隙；和

密封所述气隙，产生所述隔离栅极结构。