[发明专利]半导体结构

说明书

一种半导体结构，具有可调整临界电压的栅极结构。半导体装置结构的各种几何形状可以改变以调整临界电压。在一些示例中，可以改变从鳍片的顶部至栅极结构的顶部的距离以调整临界电压。在一些示例中，可以改变从栅极结构的最外侧壁至相应最外侧壁的最近的鳍片的相应最近的侧壁的距离(相应的栅极结构覆盖最近的鳍片)，以调整临界电压。

技术领域

本公开涉及一种半导体结构，特别是用于调整临界电压的半导体结构。

背景技术

随着半导体产业已经发展到纳米技术制程节点以追求更高的装置密度、更高的效能以及更低的成本，制程和设计的挑战已导致了三维设计的发展，例如鳍式场效晶体管(FinFET)。举例来说，典型的鳍式场效晶体管通过蚀刻基板中的硅而具有从基板延伸的鳍片。鳍式场效晶体管的通道形成在垂直的鳍片中。栅极结构被提供在鳍片上(例如：覆盖以包裹鳍片)。在通道上具有栅极结构，以允许在栅极结构的通道的栅极控制是有益的。鳍式场效晶体管装置具有许多优点，包括减少短通道效应和增加电流。

随着装置尺寸持续微缩，可以通过使用金属栅极来改善鳍式场效晶体管装置效能，而不是使用典型的多晶硅栅极。形成金属栅极堆叠的一个制程是执行替换栅极制程(亦称为“栅极后”制程)，其中最终的栅极堆叠是在“后面”制造的。在一些栅极制程中，通过沉积具有与金属薄膜的固有特质和厚度相关的不同功函数的金属薄膜来实现临界电压调整。随着装置尺寸缩小，使用这些技术调整的临界电压(Vt)可能变得更加困难。

发明内容

本公开提供一种半导体结构。此半导体结构包括在基板上的第一鳍片、在基板上的第二鳍片、在第一鳍片上的第一栅极结构以及在第二鳍片上的第二栅极结构。从第一鳍片的顶部至第一栅极结构的顶部具有第一距离。从第二鳍片的顶部至第二栅极结构的顶部具有第二距离。第一距离大于上述第二距离。

本公开提供一种半导体结构的制造方法。在基板中蚀刻出多个沟槽，以在基板上定义至少一第一鳍片和至少一第二鳍片。沉积一或多个膜层，以形成第一栅极结构和第二栅极结构。第一栅极结构形成在第一鳍片上，并且第二栅极结构形成在第二鳍片上。平坦化第一栅极结构和第二栅极结构的相应的顶部。从第一鳍片和第二鳍片的顶部至第一栅极结构和第二栅极结构的平坦化的顶部具有第一距离。在第一栅极结构被遮盖时，蚀刻第二栅极结构的顶部。从第二鳍片的顶部至第二栅极结构的蚀刻的顶部具有第二距离。第二距离小于第一距离。

本公开提供一种半导体结构。此半导体结构包括基板。基板包括多个区域。每个区域包括形成在基板上的一或多个鳍片。此半导体结构包括在区域中的一或多个鳍片上的多个栅极结构。在区域的至少第一区域中的栅极结构的一或多个第一栅极结构具有相应的顶部，一或多个第一栅极结构的相应的顶部与一或多个鳍片的相应的顶部具有第一距离，一或多个第一栅极结构形成在一或多个鳍片上。在区域的至少第二区域中的栅极结构的一或多个第二栅极结构具有相应的顶部，一或多个第二栅极结构的相应的顶部与一或多个鳍片的相应的顶部具有第二距离，一或多个第二栅极结构形成在一或多个鳍片上。第二距离小于第一距离。

附图说明

本公开的观点从后续实施例以及附图可以更佳理解。须知示意图是为范例，并且不同特征并无示意于此。不同特征的尺寸可能任意增加或减少以清楚论述。

图1A和图1B是为根据本公开实施例的中间结构的布局图和三维图。

图2A和图2B至图8A和图8B是为根据本公开实施例的在形成一或多个鳍式场效晶体管(FinFET)的示例制程中的中间站点的中间结构的剖面图。

图9A和图9B与图10A和图10B是为根据本公开实施例的在形成一或多个鳍式场效晶体管的另一示例制程中的中间站点的中间结构的剖面图。

图11A和图11B是为根据本公开实施例的在形成一或多个鳍式场效晶体管的另一示例制程中的中间站点的中间结构的剖面图。