[发明专利]金属栅极结构切割工艺

说明书

本发明提供了用于在半导体器件结构中切割(例如分割)金属栅极结构的方法。在一些实例中，双层结构可以在替换栅极制造工艺中形成子金属栅极结构。在实例中，半导体器件包括设置在层间介电(ILD)层中的多个金属栅极结构，其中，层间介电(ILD)层设置在衬底上，设置在金属栅极结构之间的隔离结构，其中，ILD层限制隔离结构的周界，以及设置在ILD层和隔离结构之间的介电结构。本发明的实施例还涉及金属栅极结构切割工艺。

技术领域

本发明的实施例涉及金属栅极结构切割工艺。

背景技术

随着半导体产业已经发展进入到追求更高的器件密度、更高的性能和更低的成本的纳米技术工艺节点，来自制造和设计的挑战已经导致诸如鳍式场效应晶体管(FinFET)的三维设计的发展。例如通过蚀刻衬底的硅层将典型的FinFET制造为具有从衬底延伸的鳍结构。在垂直鳍中形成FinFET的沟道。在鳍结构上方提供(例如，位于鳍结构上方以包裹)栅极结构。具有位于沟道上的栅极结构是有益的，其允许对栅极结构周围的沟道进行栅极控制。FinFET器件提供了包括减少的短沟道效应和增加的电流的许多优势。

随着技术节点的缩小，在一些FinFET器件设计中实现的一个改进是用金属栅电极替换典型的多晶硅栅电极以利用减小的部件尺寸改进器件性能。尽管制造FinFET器件的现有方法通常能满足其预期目的，但是这些方法还没有在各个方面完全令人满意。例如，针对不同的器件性能要求，制造具有不同尺寸的金属电极线的挑战增加。

发明内容

本发明的实施例提供了一种半导体器件，包括：多个金属栅极结构，设置在层间介电(ILD)层中，其中，所述层间介电层设置在衬底上；隔离结构，设置在所述金属栅极结构之间，其中，所述层间介电层限制所述隔离结构的周界；以及介电结构，设置在所述层间介电层和所述隔离结构之间。

本发明的另一实施例提供了一种用于制造半导体器件结构的方法，所述方法包括：在设置在衬底上的第一鳍结构和第二鳍结构上方形成金属栅极结构，其中，在所述第一鳍结构和所述第二鳍结构之间形成层间介电(ILD)层；实施层间介电凹槽蚀刻工艺以在所述层间介电层中选择性地形成凹槽；在所述凹槽中形成介电结构；实施金属栅极结构切割工艺以形成线切口，所述线切口将所述金属栅极结构划分为子金属栅极结构，所述线切口还至少部分地形成在所述介电结构中；以及在所述线切口中形成隔离结构。

本发明的又一实施例提供了一种用于制造半导体器件结构的方法，所述方法包括：蚀刻设置在衬底上的层间介电(ILD)层以在所述层间介电层中形成凹槽，其中，在形成在所述层间介电层中的多个金属栅极结构之间形成所述凹槽；在所述凹槽中形成介电结构；在所述多个金属栅极结构中形成线切口以将所述金属栅极结构分成子金属栅极结构，所述线切口至少部分地形成在所述介电结构中；以及用隔离结构填充所述线切口。

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发明的各个方面。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示出根据一些实施例的FinFET器件的立体图；

图2示出根据一些实施例的在金属栅极结构切割工艺之后的FinFET器件的顶视图；

图3A-图3C示出根据一些实施例的在金属栅极结构切割工艺之后分别沿着图2中的切割线A-A、B-B和C-C的FinFET器件的截面图；

图4是根据一些实施例的用于实施金属栅极结构切割工艺的示例性工艺的流程图；

图5示出根据一些实施例的在图4的特定制造阶段处的半导体器件结构的顶视图；

图6A-图6C示出根据一些实施例的在图4的特定制造阶段处的半导体器件结构的截面图；

图7A-图7C示出根据一些实施例的在图4的特定制造阶段处的半导体器件结构的截面图；