半导体装置及其形成方法制造方法及图纸

提供一种半导体装置及其形成方法。方法包含在基底上方形成第一鳍状物以及第二鳍状物。方法包含形成横跨第一鳍状物以及第二鳍状物的第一虚置栅极结构，第一虚置栅极结构包含第一虚置栅极介电质以及设置在第一虚置栅极介电质上方的第一虚置栅极。方法包含以栅极隔离结构取代第一虚置栅极的一部分，第一虚置栅极的部分设置在第二鳍状物上方。方法包含移除第一虚置栅极。方法包含移除在第一鳍状物周围的第一虚置栅极介电质的第一部分，同时保持在第二鳍状物周围的第一虚置栅极介电质的第二部分完整。方法包含形成横跨第一鳍状物以及第二鳍状物的栅极部件，其中栅极隔离结构与栅极部件相交。件相交。件相交。

【技术实现步骤摘要】
半导体装置及其形成方法


[0001]本公开实施例大致上涉及半导体装置，且特别是涉及非平面式(non
‑
planar)晶体管的制造方法。

技术介绍

[0002]半导体产业因持续改善各种电子组件(例如，晶体管、二极管、电阻器、电容器等)的集成密度，而经历快速成长。在大多数的情况下，此种在集成密度上的改善来自于最小特征尺寸的反复缩减，这允许整合更多的组件于给定的区域中。
[0003]鳍式场效晶体管(Fin Field
‑
Effect Transistor，FinFET)装置变得逐渐普遍使用于集成电路中。鳍式场效晶体管装置具有三维结构，其包含从基底突出的一个或多个鳍状物(fin)、环绕(wrap around)一个或多个鳍状物的栅极结构，栅极结构配置用以控制鳍式场效晶体管装置的导电通道内的电荷载子(charge carrier)流动。例如，在三栅极鳍式场效晶体管装置中，栅极结构环绕一个或多个鳍状物中每一个的三个侧边，进而在鳍状物的三个侧边上形成导电通道。

技术实现思路

[0004]根据一些实施例，提供一种半导体装置的形成方法，此方法包含：在基底上方形成第一鳍状物以及第二鳍状物；形成横跨(straddling)第一鳍状物以及第二鳍状物的第一虚置栅极结构，其中第一虚置栅极结构包含第一虚置栅极介电质以及设置在第一虚置栅极介电质上方的第一虚置栅极；以栅极隔离结构取代第一虚置栅极的部分，其中第一虚置栅极的部分设置在第二鳍状物上方；移除第一虚置栅极；移除在第一鳍状物周围的第一虚置栅极介电质的第一部分，同时保持在第二鳍状物周围的第一虚置栅极介电质的第二部分完整(intact)；以及形成横跨第一鳍状物以及第二鳍状物的栅极部件，其中栅极隔离结构与栅极部件相交(intersect)。
[0005]根据另一些实施例，提供一种半导体装置的形成方法，此方法包含：在基底上形成沿着第一方向延伸的半导体鳍状物以及介电质鳍状物，其中半导体鳍状物以及介电质鳍状物的每一个的各自的中央部分被虚置栅极结构覆盖，虚置栅极结构包含虚置栅极介电质以及设置在虚置栅极介电质上方的虚置栅极，虚置栅极结构沿着与第一方向垂直的第二方向延伸；移除设置在介电质鳍状物上的虚置栅极的部分，以形成凹口(cavity)；以介电材料填充凹口，以形成栅极隔离结构；移除虚置栅极的剩余部分；以遮罩覆盖在介电质鳍状物周围的虚置栅极介电质的第一部分；移除在半导体鳍状物周围的虚置栅极介电质的第二部分，同时使用遮罩保持虚置栅极介电质的第一部分完整；以及形成横跨半导体鳍状物以及介电质鳍状物的栅极部件，其中栅极隔离结构穿过(traverse)栅极部件。
[0006]根据又一些实施例，提供一种半导体装置，包含半导体鳍状物、介电质鳍状物、栅极隔离结构以及金属栅极层，半导体鳍状物沿着第一方向延伸，介电质鳍状物沿着第一方向延伸，栅极隔离结构设置在介电质鳍状物上方，金属栅极层沿着与第一方向垂直的第二
方向延伸，且横跨半导体鳍状物以及介电质鳍状物，其中金属栅极层与半导体鳍状物电性耦接，且金属栅极层被栅极隔离结构以及虚置栅极介电质横跨，虚置栅极介电质设置在介电质鳍状物的顶表面与栅极隔离结构之间，且沿着介电质鳍状物的侧壁延伸。
附图说明
[0007]以下将配合所附图式详述本公开实施例。应注意的是，依据在业界的标准做法，各种特征并未按照比例绘制且仅用以说明例示。事实上，可任意地放大或缩小元件的尺寸，以清楚地表现出本公开实施例的特征。
[0008]图1显示根据一些实施例中的鳍式场效晶体管(Fin Field
‑
Effect Transistor，FinFET)装置的立体图。
[0009]图2显示根据一些实施例中的非平面式晶体管装置的示例性制造方法的流程图。
[0010]图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12、图13、图14、图15、图16、图17、图18、图19及图20显示根据一些实施例中由图2的方法所制造的示例性鳍式场效晶体管装置(或鳍式场效晶体管装置的一部分)于各个制程阶段中的剖面图。
[0011]图21显示根据一些实施例中用于制造图3至图20的示例性鳍式场效晶体管装置的一些装置部件的示例性电路布局。
[0012]图22显示根据一些实施例中用于制造图3至图20的示例性鳍式场效晶体管装置的一些装置部件的另一示例性电路布局。
[0013]图23显示根据一些实施例中用于制造图3至图20的示例性鳍式场效晶体管装置的一些装置部件的又一示例性电路布局。
[0014]图24显示根据一些实施例中用于制造图3至图20的示例性鳍式场效晶体管装置的一些装置部件的又一示例性电路布局。
[0015]图25显示根据一些实施例中根据图24的布局所制造的示例性鳍式场效晶体管装置(或鳍式场效晶体管装置的一部分)于各个制程阶段中的剖面图。
[0016]其中，附图标记说明如下：
[0017]100：鳍式场效晶体管装置
[0018]102：基底
[0019]104：鳍状物
[0020]106：隔离区
[0021]108：栅极介电质
[0022]110：栅极
[0023]112S：源极区
[0024]112D：漏极区
[0025]200：方法
[0026]202、204、206、208、210、212、214、216、218、220、222、224、226、228：操作
[0027]300：鳍式场效晶体管装置
[0028]302：基底
[0029]302A、302B：区域
[0030]303：分隔物
[0031]404A、404B、404C：主动鳍状物
[0032]406：垫氧化物层
[0033]408：垫氮化物层
[0034]410：遮罩
[0035]411：沟槽
[0036]500：虚置通道层
[0037]600A、600B：虚置鳍状物
[0038]700：隔离区
[0039]1000、1000A、1000B：虚置栅极结构
[0040]1002：虚置栅极介电质
[0041]1002A、1002B、1002C、1002D、1002E：虚置栅极介电质部分
[0042]1004：虚置栅极
[0043]1004A、1004B：虚置栅极部分
[0044]1006：遮罩
[0045]1020：虚置栅极结构
[0046]1022：虚置栅极介电质
[0047]1022A、1022B、1022C、1022D、1022E：虚置栅极介电质部分
[0048]1024：虚置栅极
[0049]1026：遮罩
[0050]1100：栅极间隔物
[0051]1200：源极区/漏极区
[0052]1300：层间介电质
[0053本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体装置的形成方法，包括：在一基底上方形成一第一鳍状物以及一第二鳍状物；形成横跨该第一鳍状物以及该第二鳍状物的一第一虚置栅极结构，其中该第一虚置栅极结构包括一第一虚置栅极介电质以及设置在该第一虚置栅极介电质上方的一第一虚置栅极；以一栅极隔离结构取代该第一虚置栅极的一部分，其中该第一虚置栅极的该部分设置在该第二鳍状物上方；移除该第一虚置栅极；移除在该第一鳍状物周围的该第一虚置栅极介电质的一第一部分，同时保持在该第二鳍状物周围的该第一虚置栅极介电质的一第二部分完整；以及形成横跨该第一鳍状物以及该第二鳍状物的一栅极部件，其中该栅极隔离结构与该栅极部件相交。2.如权利要求1所述的半导体装置的形成方法，其中，在该基底的一第一区域中，该第一鳍状物以及该第二鳍状物沿着相同方向延伸并且彼此相邻。3.如权利要求2所述的半导体装置的形成方法，其中，该第一鳍状物被配置作为该第一区域中的一第一主动通道，且该第二鳍状物被配置作为该第一区域中的一第一虚置通道。4.如权利要求3所述的半导体装置的形成方法，还包括：在该基底的一第二区域中形成一第三鳍状物，该第三鳍状物被配置作为一第二主动通道；形成横跨该第三鳍状物的一第二虚置栅极结构，其中该第二虚置栅极结构包括一第二虚置栅极介电质以及设置在该第二虚置栅极介电质上方的一第二虚置栅极；在该基底的该第一区域中形成一第四鳍状物，其中该第四鳍状物被配置作为一第二虚置通道，且其中该第一虚置栅极结构也横跨该第四鳍状物；以及在移除该第一虚置栅极介电质的该第一部分时，移除在该第四鳍状物周围的该第一虚置栅极介电质的一第三部分，同时保持在该第三鳍状物周围的该第二虚置栅极介电质完整；其中该栅极部件也横跨该第四鳍状物，且未有栅极隔离结构设置在该第四鳍状物上方。5.如权利要求4所述的半导体装置的形成方法，其中，具有该第一主动通道的一第一晶体管包含具有一第一厚度的一第一栅极介电质，具有该第二主动通道的一第二晶体管包含具有一第二厚度的一第二栅极介电质，且该第二厚度大于该第一厚度。6.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：林士尧，林志翰，张书维，蔡雅怡，张棋翔，王梓仲，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：