[发明专利]半导体结构及其制造方法

权利要求书

1.一种半导体结构，包括：

基板；

栅极结构，设置在该基板上，该栅极结构具有相对的二侧壁，该栅极结构包括：

U形结构，定义朝向上方的一开口，该U形结构包括功函数层；和

金属栅极电极，设置在该U形结构所定义的该开口中，其中该U形结构的一上表面的水平高度低于该金属栅极电极的一上表面的水平高度；

第一介电层，设置在该基板上并邻接于该栅极结构；以及

二气隙，分别形成在该第一介电层和该栅极结构相对的该二侧壁的其中一者之间。

2.如权利要求1所述的半导体结构，其中该二气隙并未超过该U形结构的该上表面的水平高度。

3.如权利要求1所述的半导体结构，其中该U形结构的该上表面的水平高度和该金属栅极电极的该上表面的水平高度低于该第一介电层的一上表面的水平高度。

4.如权利要求1所述的半导体结构，还包括：

第二介电层，密封该二气隙。

5.如权利要求4所述的半导体结构，其中该第二介电层是通过等离子体辅助化学气相沉积由氮化硅形成。

6.如权利要求1所述的半导体结构，还包括：

界面介电层，设置在该基板上，其中该栅极结构是设置在该界面介电层上。

7.如权利要求1所述的半导体结构，其中该U形结构还包括高介电常数介电层，其中该功函数层是设置在该高介电常数介电层上。

8.如权利要求7所述的半导体结构，其中该U形结构还包括蚀刻停止层，其中该蚀刻停止层是设置在该功函数层和该高介电常数介电层之间。

9.如权利要求8所述的半导体结构，其中该U形结构还包括阻障层，其中该阻障层是设置在该功函数层上。

10.如权利要求1所述的半导体结构，还包括：

鳍，设置在该基板上，其中该栅极结构是设置在该鳍上并横越该鳍。

11.一种半导体结构的制造方法，包括：

提供一基板；

形成一牺牲栅极结构在该基板上，该牺牲栅极结构具有相对的二侧壁；

形成二牺牲间隔物分别在该牺牲栅极结构相对的该二侧壁上；

形成一第一介电层在该基板上并邻接于该牺牲栅极结构；

移除该牺牲栅极结构，形成一开口；

形成一栅极结构在该开口中，该栅极结构具有相对的二侧壁，该栅极结构包括：

U形结构，定义朝向上方的一开口，该U形结构包括一功函数层；和

金属栅极电极，形成在该U形结构所定义的该开口中，其中该U形结构的一上表面的水平高度低于该金属栅极电极的一上表面的水平高度；

移除该二牺牲间隔物，形成二气隙分别位于该第一介电层和该栅极结构相对的该二侧壁的其中一者之间。

12.如权利要求11所述的半导体结构的制造方法，其中该二气隙并未超过该U形结构的该上表面的水平高度。

13.如权利要求11所述的半导体结构的制造方法，其中形成该栅极结构的步骤包括移除部分该U形结构和该金属栅极电极的材料，使得该U形结构的该上表面的水平高度和该金属栅极电极的该上表面的水平高度低于该第一介电层的一上表面的水平高度。

14.如权利要求11所述的半导体结构的制造方法，还包括：

形成一第二介电层在该第一介电层上，使得该第二介电层密封该二气隙。

15.如权利要求14所述的半导体结构的制造方法，其中该第二介电层是通过等离子体辅助化学气相沉积由氮化硅形成。

16.如权利要求11所述的半导体结构的制造方法，还包括：

形成一界面介电层在该基板上，其中该牺牲栅极结构是形成在该界面介电层上。

17.如权利要求11所述的半导体结构的制造方法，其中该U形结构还包括一高介电常数介电层，其中该功函数层是形成在该高介电常数介电层 上。

18.如权利要求17所述的半导体结构的制造方法，其中该U形结构还包括一蚀刻停止层，其中该蚀刻停止层是形成在该功函数层和该高介电常数介电层之间。