半导体装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供一种半导体装置。半导体装置包括半导体鳍片以及栅极结构，半导体鳍片形成于基板上；栅极结构位于半导体鳍片的通道区域之上，上述栅极结构包括栅极介电层及栅极电极，其中上述栅极介电层包括底部分及侧部分，且上述栅极电极与上述栅极介电层的侧部分通过第一气隙而分开。

【技术实现步骤摘要】
半导体装置
本专利技术实施例涉及一种半导体装置，且尤其涉及一种具有栅极气隙及源极/漏极气隙的半导体装置及其制造方法。
技术介绍
半导体集成电路工业已经历快速成长。集成电路的材料和设计方面的技术进步已经产生了数代的集成电路，其中每一代都比上一代具有更小且更复杂的电路。在集成电路的发展过程中，随着几何尺寸(也就是说，利用工艺所能够制造的最小装置尺寸或线宽)的降低，功能密度(functionaldensity，也就是说，每一芯片面积中内连接的装置数量)已普遍增加。尺寸缩减的工艺具有提升生产效率及降低相关成本的优点。然而，随着如此的尺寸缩减，加工与制造集成电路的复杂性也随之增加，为了要实现这些优点，在集成电路的加工及制造中需要类似的发展。举例而言，栅极堆叠中的高介电常数(high-k)介电材料对于装置微缩是有需要的。然而，高介电常数材料可能会增加寄生电容(parasiticcapacitance)并阻碍半导体装置的交流(alternatingcurrent,AC)效能。另外，在公知的半导体结构中，可以在源极/漏极接触件与金属栅极之间形成气隙(airgap)以降低寄生电容。然而，公知的气隙是在形成接触插塞之前形成的，因此，由于源极/漏极接触件蚀刻的重叠偏移，装置可能会遭受短路。因此，需要一种改良的工艺。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种半导体装置，以解决上述至少一个问题。本专利技术的一实施例公开一种半导体装置，包括：半导体鳍片，形成于基板上；以及栅极结构，位于上述半导体鳍片的通道区域之上，上述栅极结构包括栅极介电层及栅极电极，其中上述栅极介电层包括底部分及侧部分，且上述栅极电极与上述栅极介电层的上述侧部分通过第一气隙而分开。本专利技术的另一实施例公开一种半导体装置的形成方法，包括：接收半导体结构，其中上述半导体结构包括半导体鳍片设置于基板之上，虚置栅极结构设置于上述半导体鳍片的通道区域之上，外延源极/漏极特征部件形成于上述半导体鳍片之上且相邻于上述虚置栅极结构，以及层间介电材料层设置于上述外延源极/漏极特征部件及上述基板之上；移除上述虚置栅极结构，以形成第一沟槽于上述层间介电材料层中；形成栅极介电层于上述第一沟槽中，其中上述栅极介电层包括侧部分及底部分；形成第一牺牲层于上述栅极介电层之上，其中上述第一牺牲层包括沿着上述栅极介电层的上述侧部分的侧部分，以及位于上述栅极介电层的上述底部分之上的底部分；移除上述第一牺牲层的上述底部分，以暴露出上述栅极介电层的上述底部分；沉积栅极电极于上述第一沟槽内；以及移除上述第一牺牲层的上述侧部分，以形成第一气隙位于上述栅极电极与上述栅极介电层的上述侧部分之间。本专利技术的又一实施例公开一种半导体装置的形成方法，包括：形成虚置栅极于基板上的半导体鳍片的通道区域域之上；形成外延源极/漏极特征部件于上述半导体鳍片的源极/漏极区域之上；沉积层间介电材料层于上述基板之上；移除上述虚置栅极，以形成栅极沟槽于上述层间介电材料层中；形成栅极介电层于上述栅极沟槽中；沿着上述栅极介电层的侧壁形成具有开口的第一牺牲层，以暴露出上述栅极介电层的底部分；沉积栅极电极于上述栅极沟槽中的上述栅极介电层的上述底部分之上；移除位于上述外延源极/漏极特征部件上的上述层间介电材料层的一部分，以形成接触沟槽；沿着上述接触沟槽的侧壁形成第二牺牲层，并且暴露上述外延源极/漏极特征部件的顶表面；沉积源极/漏极接触件于上述接触沟槽中的上述外延源极/漏极特征部件的上述顶表面之上；移除上述第一牺牲层及上述第二牺牲层，使得在上述栅极电极与上述栅极介电层之间形成第一气隙，并且在上述源极/漏极接触件与上述层间介电材料层之间形成第二气隙。附图说明依据以下的详细说明并配合所附附图做完整公开。应注意的是，依据本产业的一般作业，图示并未必按照比例绘制。事实上，可能任意的放大或缩小元件的尺寸，以做清楚的说明。图1是依据本公开的一些实施例的制造半导体装置的例示性方法的流程图。图2A是依据本公开的一些实施例的例示性半导体装置的俯视示意图。图2B是依据本公开的一些实施例的如图2A所示出的例示性半导体装置的一部分C的三维立体示意图。图3A至图22A是依据本公开的一些实施例的例示性半导体装置沿着如图2B所示出的剖面A-A’的在图1的方法的各个中间步骤的剖面示意图。图3B至图22B是依据本公开的一些实施例的例示性半导体装置沿着如图2B所示出的剖面B-B’的在图1的方法的各个中间步骤的剖面示意图。图23是依据本公开的一些实施例的制造半导体装置的另一例示性方法的另一流程图。图24A至图32A是依据本公开的一些实施例的例示性半导体装置沿着如图2B所示出的剖面A-A’的在图23的方法的各个中间步骤的剖面示意图。图24B至图32B是依据本公开的一些实施例的例示性半导体装置沿着如图2B所示出的剖面B-B’的在图23的方法的各个中间步骤的剖面示意图。附图标记如下：100:方法102:工艺步骤104:工艺步骤106:工艺步骤108:工艺步骤110:工艺步骤112:工艺步骤114:工艺步骤116:工艺步骤118:工艺步骤120:工艺步骤122:工艺步骤124:工艺步骤126:工艺步骤200:半导体装置(装置)202:基板204:鳍片208:隔离结构210:虚置栅极结构212:虚置栅极电极214:栅极间隔物220:源极/漏极特征部件230:第一层间介电材料层232:栅极沟槽240:界面层242:栅极介电层242B:底部分242S:侧部分242T:顶部分244:第一牺牲层244B:底部分244S:侧部分244T:顶部分246:聚合物层248:栅极电极250:栅极气隙252:第一保护层260:源极/漏极沟槽262:第二牺牲层262B:底部分262S:侧部分262T:顶部分264:第二保护层264B:底部分264S:侧部分264T:顶部分266:源极/漏极接触件270:源极/漏极气隙280:蚀刻停止层282:层间介电材料层284:蚀刻停止层292:接触/通孔294:金属线路2300:方法2302:工艺步骤2304:工艺步骤2306:工艺步骤2308:工艺步骤2310:工艺步骤2312:工艺步骤2314:工艺步骤2316:工艺步骤2318:工艺步骤2320:工艺步骤2322:工艺步骤2324:工艺步骤H1:高度H2:高度T1:厚度T2:厚度<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体装置，包括：/n一半导体鳍片，形成于一基板上；以及/n一栅极结构，位于该半导体鳍片的一通道区域之上，该栅极结构包括一栅极介电层及一栅极电极，其中该栅极介电层包括一底部分及一侧部分，且该栅极电极与该栅极介电层的该侧部分通过一第一气隙而分开。/n

【技术特征摘要】
20200211 US 16/788,1841.一种半导体装置，包括：
一半导体鳍片，形成于一基板上；以及
一栅极结构...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚茜甯，李凯璿，杨世海，李威养，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，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71