[发明专利]鳍式场效应晶体管器件及其形成方法

说明书

本公开涉及鳍式场效应晶体管器件及其形成方法。一种形成半导体器件的方法，包括：在突出于衬底上方的鳍上方形成第一虚设栅极结构和第二虚设栅极结构，其中，第一虚设栅极结构和第二虚设栅极结构被电介质层围绕；分别用第一金属栅极和第二金属栅极替代第一虚设栅极结构和第二虚设栅极结构，其中，替代包括：移除第一虚设栅极结构和第二虚设栅极结构以在电介质层中分别形成第一凹槽和第二凹槽；在第一凹槽和第二凹槽中形成栅极电介质层；在第二凹槽中的栅极电介质层上方依次形成N型功函数层和帽盖层，而不在第一凹槽中形成；以及用导电材料填充第一凹槽和第二凹槽。

技术领域

本公开涉及鳍式场效应晶体管器件及其形成方法。

背景技术

由于各种电子元件(例如，晶体管、二极管、电阻器、电容器等)的集成密度持续提高，半导体工业经历了快速增长。在大部分情况下，集成密度的这种提高来自最小特征尺寸的重复减少，这允许将更多元件集成到给定区域中。

鳍式场效应晶体管(FinFET)器件正变得普遍用于集成电路中。FinFET器件具有三维结构，其包括从衬底突出的半导体鳍。被配置为控制FinFET器件的导电沟道内的电荷载流子的流动的栅极结构环绕半导体鳍。例如，在三栅极FinFET器件中，栅极结构环绕半导体鳍的三个侧面，从而在半导体鳍的三个侧面上形成导电沟道。

发明内容

根据本公开的一个实施例，提供了一种形成半导体器件的方法，所述方法包括：在突出于衬底上方的鳍上方形成第一虚设栅极结构和第二虚设栅极结构；在所述第一虚设栅极结构和所述第二虚设栅极结构周围形成电介质层；移除所述第一虚设栅极结构和所述第二虚设栅极结构以在所述电介质层中分别形成第一凹槽和第二凹槽；在所述第一凹槽和所述第二凹槽中依次形成栅极电介质层、N型功函数层和帽盖层；在所述帽盖层上方形成经图案化的掩模层，其中，所述经图案化的掩模层的开口暴露所述第一凹槽中的所述帽盖层；使用第一湿法蚀刻工艺选择性地移除所述第一凹槽中的所述帽盖层以暴露所述第一凹槽中的所述N型功函数层；以及使用与所述第一湿法蚀刻工艺不同的第二湿法蚀刻工艺选择性地移除所述第一凹槽中的所述N型功函数层以暴露所述第一凹槽中的所述栅极电介质层。

根据本公开的另一实施例，提供了一种形成半导体器件的方法，所述方法包括：在突出于衬底上方的鳍上方形成第一虚设栅极结构和第二虚设栅极结构，其中，所述第一虚设栅极结构和所述第二虚设栅极结构被电介质层围绕；以及分别用第一金属栅极和第二金属栅极替代所述第一虚设栅极结构和所述第二虚设栅极结构，其中，所述替代包括：移除所述第一虚设栅极结构和所述第二虚设栅极结构以在所述电介质层中分别形成第一凹槽和第二凹槽；在所述第一凹槽和所述第二凹槽中形成栅极电介质层；在所述第二凹槽中的所述栅极电介质层上方依次形成N型功函数层和帽盖层，而不在所述第一凹槽中形成；以及用导电材料填充所述第一凹槽和所述第二凹槽。

根据本公开的又一实施例，提供了一种半导体器件，包括：鳍，位于衬底上方；第一金属栅极，位于所述鳍上方，其中，所述第一金属栅极包括：位于所述鳍上方的栅极电介质层、位于所述栅极电介质层上方并且与所述栅极电介质层接触的胶层、以及位于所述胶层上方并且与所述胶层接触的填充金属；以及第二金属栅极，位于所述鳍上方并且与所述第一金属栅极相邻，其中，所述第二金属栅极包括：位于所述鳍上方的所述栅极电介质层、位于所述栅极电介质层上方并且与所述栅极电介质层接触的N型功函数层、位于所述N型功函数层上方并且与所述N型功函数层接触的帽盖层、位于所述帽盖层上方并且与所述帽盖层接触的所述胶层、以及位于所述胶层上方并且与所述胶层接触的所述填充金属。

附图说明

当结合附图阅读时，从以下详细描述中可以最好地理解本公开的各方面。应注意，根据工业中的标准实践，各种特征未按比例绘制。实际上，为了清楚讨论，可以任意增加或减小各种特征的尺寸。

图1示出了根据一些实施例的鳍式场效应晶体管(FinFET)器件的透视图。