半导体器件及其形成方法技术

本发明专利技术的实施例提供了半导体器件及其形成方法。第一FinFET器件包括在顶视图中在第一方向上延伸的第一鳍结构。第二FinFET器件包括在顶视图中在第一方向上延伸的第二鳍结构。第一FinFET器件和第二FinFET器件是不同类型的FinFET器件。在顶视图中多个栅极结构在第二方向上延伸。第二方向不同于第一方向。每个栅极结构部分地包裹在第一鳍结构和第二鳍结构周围。在第一FinFET器件和第二FinFET器件之间设置介电结构。介电结构将每个栅极结构切割成用于第一FinFET器件的第一区段和用于第二FinFET器件的第二区段。介电结构位于相比于第二FinFET器件更靠近第一FinFET器件的位置。

Semiconductor devices and their formation methods

The embodiments of the present invention provide semiconductor devices and their forming methods. The first FinFET device includes a first fin structure extending in the first direction in the top view. The second FinFET device includes a second fin structure extending in the first direction in the top view. The first FinFET device and the second FinFET device are different types of FinFET devices. In the top view, multiple gate structures extend in the second direction. The second direction is different from the first. Each gate structure is partially enclosed around the first fin structure and the second fin structure. A dielectric structure is arranged between the first FinFET device and the second FinFET device. The dielectric structure cuts each gate structure into a first section for the first FinFET device and a second section for the second FinFET device. The dielectric structure is located closer to the first FinFET device than the second FinFET device.

【技术实现步骤摘要】
半导体器件及其形成方法
本专利技术的实施例总体涉及半导体领域，更具体地，涉及半导体器件及其形成方法。
技术介绍
半导体产业已经进入到纳米技术工艺节点以追求更高的器件密度、更高的性能和更低的成本。随着这种进展的发生，来自制造和设计问题的挑战已经导致了诸如鳍式场效应晶体管(FinFET)器件的三维设计的发展。利用从衬底延伸的薄“鳍”(或鳍式结构)来制造典型的FinFET器件。鳍通常包括硅并且形成晶体管器件的主体。晶体管的沟道形成在这种垂直鳍中。在鳍上方(例如，包裹鳍)提供栅极。这种类型的栅极允许更好地控制沟道。FinFET器件的其他优势包括减少短沟道效应和更高的电流。然而，传统的FinFET器件仍然可能具有特定缺点。例如，传统的FinFET器件的制造可能涉及不经意地或无意地蚀刻掉源极/漏极外延材料的蚀刻工艺。因此，虽然现有的FinFET器件及其制造通常已经满足它们的预期目的，但是它们在各个方面还没有完全令人满意。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提供了一种半导体器件，包括：第一FinFET器件，包括多个第一鳍结构，在自顶向下的视图中，每个所述第一鳍结构均在第一方向上延伸；第二FinFET器件，包括多个第二鳍结构，在自顶向下的视图中，每个所述第二鳍结构均在所述第一方向上延伸，其中，所述第一FinFET器件和所述第二FinFET器件是不同类型的FinFET器件；多个栅极结构，在自顶向下的视图中，每个所述栅极结构均在第二方向上延伸，所述第二方向不同于所述第一方向，其中，每个所述栅极结构部分地包裹在所述第一鳍结构和所述第二鳍结构周围；以及介电结构，设置在所述第一FinFET器件和所述第二FinFET器件之间，其中，所述介电结构将每个所述栅极结构切割成用于所述第一FinFET器件的第一区段和用于所述第二FinFET器件的第二区段，并且其中，所述介电结构位于相比于所述第二FinFET器件更靠近所述第一FinFET器件的位置。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种半导体器件，包括：第一鳍，向上突出于介电材料之外，其中，在自顶向下的视图中，所述第一鳍在第一方向上延伸；第一栅极，部分地包裹在所述第一鳍周围，其中，在所述自顶向下的视图中，所述第一栅极在与所述第一方向垂直的第二方向上延伸；第二鳍，向上突出于所述介电材料之外，其中，在所述自顶向下的视图中，所述第二鳍在所述第一方向上延伸；第二栅极，部分地包裹在所述第二鳍周围，其中，所述第二栅极在所述第二方向上延伸；以及隔离结构，位于所述介电材料上方并且位于所述第一鳍和所述第二鳍之间；其中：在所述自顶向下的视图中，所述隔离结构在所述第一方向上延伸；所述隔离结构的第一侧壁与所述第一栅极的第一侧壁相接；所述隔离结构的第二侧壁与所述第二栅极的第二侧壁相接；所述第一鳍与所述隔离结构的第一侧壁之间存在第一间隔；所述第二鳍与所述隔离结构的第二侧壁之间存在第二间隔；以及所述第一间隔不等于所述第二间隔。根据本专利技术的又一个方面，提供了一种形成半导体器件的方法，包括：在第一鳍结构和第二鳍结构上方形成包括高k栅极电介质和金属栅电极的栅极结构，其中，所述栅极结构形成为包裹在所述第一鳍结构和所述第二鳍结构周围；蚀刻垂直地延伸穿过部分所述栅极结构的开口，所述开口位于所述第一鳍结构与所述第二鳍结构之间，但相比于所述第二鳍结构更靠近所述第一鳍结构；以及用一种或多种介电材料填充所述开口。附图说明当结合附图进行阅读时，从以下详细描述可最佳地理解本专利技术的各个方面。应该注意，根据工业中的标准实践，各个部件未按比例绘制。实际上，为了清楚的讨论，各种部件的尺寸可以被任意增大或减小。图1是示例性FinFET器件的立体图。图2是根据本专利技术的各个实施例的FinFET器件的顶视图。图3是根据本专利技术的各个实施例的FinFET器件的截面侧视图。图4是根据本专利技术的各个实施例的FinFET器件的截面侧视图。图5A至图12A是根据本专利技术的各个实施例的在各个制造阶段处的FinFET器件的不同截面侧视图。图5B至图12B是根据本专利技术的各个实施例的在各个制造阶段处的FinFET器件的不同截面侧视图。图5C至图12C是根据本专利技术的各个实施例的在各个制造阶段处的FinFET器件的不同截面侧视图。图13A至图15A是根据本专利技术的各个实施例的在各个制造阶段处的FinFET器件的不同截面侧视图。图13B至图15B是根据本专利技术的各个实施例的在各个制造阶段处的FinFET器件的不同截面侧视图。图13C至图15C是根据本专利技术的各个实施例的在各个制造阶段处的FinFET器件的不同截面侧视图。图13D至图15D是根据本专利技术的各个实施例的在各个制造阶段处的FinFET器件的不同顶视图。图16是根据本专利技术的实施例的用于制造FinFET器件的方法的流程图。具体实施方式以下公开内容提供了许多用于实现本专利技术的不同特征的不同实施例或实例。下面描述了组件和布置的具体实例以简化本专利技术。当然，这些仅仅是实例，而不旨在限制本专利技术。例如，在以下描述中，在第二部件上方或者上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件以直接接触的方式形成的实施例，并且也可以包括在第一部件和第二部件之间可以形成额外的部件，从而使得第一部件和第二部件可以不直接接触的实施例。此外，本专利技术可在各个实例中重复参考标号和/或字符。该重复是为了简单和清楚的目的，并且其本身不指示所讨论的各个实施例和/或配置之间的关系。为了简单和清楚的目的，可以以不同比例任意绘制各个图。而且，为了便于描述，在此可以使用诸如“在…下方”、“在…下面”、“下部”、“在…之上”、“上部”等空间相对术语以描述如图所示的一个元件或部件与另一个(或另一些)元件或部件的关系。除了图中所示的方位外，空间相对术语旨在包括器件在使用或操作中的不同方位。例如，如果将附图中的器件翻过来，则描述为在其他元件或部件“下面”或“下方”的元件将被定位于在其他元件或部件“之上”。因此，说明性术语“在...下面”可包括在...之上和在...下面的方位。装置可以以其他方式定向(旋转90度或在其他方位上)，并且在此使用的空间相对描述符可以同样地作出相应的解释。本专利技术涉及但不以其他方式限制于鳍式场效应晶体管(FinFET)器件。例如，FinFET器件可以是包括P型金属氧化物半导体(PMOS)FinFET器件和N型金属氧化物半导体(NMOS)FinFET器件的互补金属氧化物半导体(CMOS)器件。以下公开内容将继续结合一个或多个FinFET实例以示出本专利技术的各个实施例。然而，应当理解，除了权利要求中特别声明，本专利技术不应限制于特定类型的器件。FinFET器件的使用在半导体产业中越来越受欢迎。参考图1，示出示例性FinFET器件50的立体图。FinFET器件50是在衬底(诸如块状衬底)上方构建的非平面多栅极晶体管。薄的含硅“鳍式”结构形成了FinFET器件50的主体。鳍具有鳍宽Wfin。FinFET器件50的栅极60包裹这个鳍。Lg表示栅极60的长度(或宽度，取决于立体图)。栅极60可以包括栅电极组件60A和栅极介电组件60B。栅极介电组件60B具有厚度tox。栅极60的部分位于诸如浅沟槽隔离(STI)的介电隔离结构上方。FinFET器件50的源极70和漏极80形成在鳍的位于栅极60的相对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体器件，包括：第一FinFET器件，包括多个第一鳍结构，在自顶向下的视图中，每个所述第一鳍结构均在第一方向上延伸；第二FinFET器件，包括多个第二鳍结构，在自顶向下的视图中，每个所述第二鳍结构均在所述第一方向上延伸，其中，所述第一FinFET器件和所述第二FinFET器件是不同类型的FinFET器件；多个栅极结构，在自顶向下的视图中，每个所述栅极结构均在第二方向上延伸，所述第二方向不同于所述第一方向，其中，每个所述栅极结构部分地包裹在所述第一鳍结构和所述第二鳍结构周围；以及介电结构，设置在所述第一FinFET器件和所述第二FinFET器件之间，其中，所述介电结构将每个所述栅极结构切割成用于所述第一FinFET器件的第一区段和用于所述第二FinFET器件的第二区段，并且其中，所述介电结构位于相比于所述第二FinFET器件更靠近所述第一FinFET器件的位置。

【技术特征摘要】
2017.11.30 US 62/592,510;2018.03.30 US 15/941,1371.一种半导体器件，包括：第一FinFET器件，包括多个第一鳍结构，在自顶向下的视图中，每个所述第一鳍结构均在第一方向上延伸；第二FinFET器件，包括多个第二鳍结构，在自顶向下的视图中，每个所述第二鳍结构均在所述第一方向上延伸，其中，所述第一FinFET器件和所述第二FinFET器件是不同类型的FinFET器件；多个栅极结构，在自顶向下的视图中，每个所述栅极结构均在第二方向上延伸，所述第二方向不同于所述第一方向，其中，每个所述栅极结构部分地包裹在所述第一鳍结构和所述第二鳍结构周围；以及介电结构，设置在所述第一FinFET器件和所述第二FinFET器件之间，其中，所述介电结构将每个所述栅极结构切割成用于所述第一FinFET器件的第一区段和用于所述第二FinFET器件的第二区段，并且其中，所述介电结构位于相比于所述第二FinFET器件更靠近所述第一FinFET器件的位置。2.根据权利要求1所述的半导体器件，其中：所述第一FinFET器件和所述第二FinFET器件中的一个包括NFET；以及所述第一FinFET器件和所述第二FinFET器件中的另一个包括PFET。3.根据权利要求1所述的半导体器件，其中：所述介电结构通过第一距离与所述第一FinFET器件间隔开；所述介电结构通过第二距离与所述第二FinFET器件间隔开；以及所述第二距离与所述第一距离之间的差值在2纳米和30纳米之间的范围内。4.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，在自顶向下的视图中，所述介电结构在所述第一方向上延伸。5.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述介电结构向下延伸穿过所述多个栅极结构的至少一些。6.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张长昀，张铭庆，古淑瑗，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71