[发明专利]半导体装置的制造方法

说明书

半导体装置的制造方法，用于制造含有自对准气体间隔物的集成电路装置，包括形成虚置栅极、形成侧壁于虚置栅极上、形成虚置层于侧壁上、形成栅极结构于侧壁所定义的开口中、移除第一虚置层的至少一部分以形成第一凹陷于侧壁层与虚置栅极之间，以及盖住第一凹陷以形成第一气体间隔物。

技术领域

本发明实施例关于晶体管结构，更特别关于改良栅极结构一致性控制与降低电容，以减少制作缺陷并改善装置良率与效能的方法。

背景技术

半导体装置用于多种电子应用，比如个人电脑、手机、数码相机、或其他电子设备。许多半导体装置的制作方法为依序沉积绝缘或介电层、导电层、与半导体层的材料于半导体基板上，接着采用微影图案化多种材料层，以形成电路构件与单元于半导体基板上。随着半导体产业进展至更小的技术制程节点以求更高的装置密度、更高效能、与更低成本，来自制作与设计的挑战造成三维设计的发展。

半导体集成电路产业已经历快速成长。集成电路材料与设计的技术进展，使每一代的集成电路比前一代具有更小且更复杂的电路。半导体产业朝更小技术制程节点进展，造成三维设计如鳍状场效晶体管与全绕式栅极装置。

虽然鳍状场效晶体管的进展包括减少短通道效应与增加电流，随着结构尺寸与空间持续减少，相关制程的挑战性持续增加。

发明内容

在一些实施例中，半导体装置的制造方法包括形成第一虚置栅极与第二虚置栅极于半导体基板上；沉积侧壁层于第一虚置栅极与第二虚置栅极上；沉积第一虚置间隔物层于侧壁层上；沉积第一层间介电层于第一虚置间隔物层上；移除第一层间介电层、第一虚置间隔物层、与侧壁层的上侧部分，以形成第一层间介电层的残留部分、第一虚置间隔物层的残留部分、与侧壁层的残留部分；移除第一虚置栅极与第二虚置栅极的第一部分，以形成第一残留虚置栅极与第二残留虚置栅极；移除第一虚置间隔物层的残留部分的部分以形成具有高度DS_H1与宽度DS_W1的多个第一虚置间隔物，并移除侧壁层的残留部分的部分以形成具有侧壁高度SW_H1与侧壁宽度SW_W1的多个侧壁，其中第一残留虚置栅极、第二残留虚置栅极、第一虚置间隔物、与侧壁的上表面共平面；移除第一残留虚置栅极与第二残留虚置栅极，以开启半导体基板的多个露出区；形成栅极结构于半导体基板的露出区之上以及侧壁之间，且栅极结构的高度GS_H1小于侧壁高度SW_H1；沉积第二虚置层；移除第二虚置层的第一部分，以形成多个第二虚置间隔物于第一虚置间隔物上，且第二虚置间隔物具有高度DS_H2与宽度DS_W2；沉积第一自对准接点层；移除第一自对准接点层的上侧部分，以露出第一层间介电层的残留部分的上侧表面；移除第一层间介电层的残留部分与第一自对准接点层的额外部分，以露出第二虚置间隔物的上侧表面；移除第二虚置间隔物，以定义具有上侧凹陷深度UR_D1与上侧凹陷宽度UR_W1的上侧凹陷，并露出第一虚置间隔物的上侧表面；移除第一虚置间隔物以定义具有下侧凹陷深度LR_D1与下侧凹陷宽度LR_W1的下侧凹陷；以及形成插塞于上侧凹陷中以盖住下侧凹陷并定义气体间隔物，且气体间隔物具有间隔物深度SP_D1与间隔物宽度SP_W1。

在一些实施例中，半导体装置的制造方法包括形成虚置栅极以延伸于鳍状结构上；沿着虚置栅极的侧壁沉积侧壁层；沉积第一虚置层于侧壁层上；移除虚置栅极；沉积多重图案栅极(比如沉积于移除虚置栅极所留下的区域中)；沉积第二虚置层于第一虚置层上；移除第一虚置层与第二虚置层以定义开口，其中开口的上侧部分具有第一宽度，而开口的下侧部分具有第二宽度，且第二宽度小于第一宽度；以及沉积密封材料于开口的上侧部分中，以形成盖层而定义气体间隔物的上侧边界。