[发明专利]半导体结构的形成方法

说明书

本申请说明半导体结构的形成方法，其包括：形成栅极结构于基板上；形成层间介电结构以围绕栅极结构；以及形成第一开口于栅极结构与层间介电结构中。第一开口具有栅极结构中的第一部分，以及层间介电结构中的第二部分，其中第一部分的宽度大于第二部分的宽度。方法还包括沉积介电层于第一开口中，以及形成第二开口于第一开口上。沉积介电层后，第一开口的第一部分维持开放，而介电层填入第一开口的第二部分。栅极结构中的第二开口的深度大于栅极结构中的第一开口的深度。

技术领域

本发明实施例关于半导体结构，更特别关于填隙结构的轮廓控制。

背景技术

随着半导体技术进展，对更高存储能力、更快处理系统、更高效能、与更低成本的需求也随之增加。为了符合这些需求，半导体产业持续缩小半导体装置如金属氧化物半导体场效晶体管(包含平面金属氧化物半导体场效晶体管与鳍状场效晶体管)的尺寸。尺寸缩小亦增加半导体制造工艺的复杂度。

发明内容

在一些实施例中，半导体结构的形成方法，包括形成栅极结构于基板上；形成层间介电结构以围绕栅极结构；形成第一开口于栅极结构与层间介电结构中。第一开口具有栅极结构中的第一部分，以及层间介电结构中的第二部分，且第一部分的宽度大于第二部分的宽度。方法还包括沉积介电层于第一开口中，并形成第二开口于第一开口上。在沉积介电层之后，第一开口的第一部分维持开放，而介电层填入第一开口的第二部分。栅极结构中的第二开口的深度大于栅极结构中的第一开口的深度。

在一些实施例中，半导体结构的形成方法包括：形成第一鳍状结构与第二鳍状结构于基板上；形成栅极结构于第一鳍状结构与第二鳍状结构上；形成层间介电结构于第一鳍状结构与第二鳍状结构上并围绕栅极结构；以及形成第一开口于栅极结构与层间介电结构中。第一开口具有栅极结构中的第一部分，以及层间介电结构中的第二部分，且第一部分的宽度大于第二部分的宽度。方法还包括沉积介电层于第一开口中，形成第二开口于第一开口上，以及形成填隙结构于第二开口中。在沉积介电层之后，第一开口的第一部分维持开放，而介电层填入第一开口的第二部分。栅极结构中的第二开口的深度大于栅极结构中的第一开口的深度。

在一些实施例中，半导体结构包括：第一鳍状结构与第二鳍状结构，位于基板上；栅极结构，位于第一鳍状结构与第二鳍状结构上；层间介电结构，围绕栅极结构并位于第一鳍状结构与第二鳍状结构上；以及填隙结构，具有形成于栅极结构中的第一部分，与形成于层间介电结构中的第二部分。第一鳍状结构与第二鳍状结构彼此平行。填隙结构的第一部分的第一宽度比填隙结构的第二部分的第二宽度大至少两倍。

附图说明

图1是一些实施例中，以轮廓控制的填隙结构分开的栅极结构的等角图(isometric views，等距视图)。

图2A至图2D是一些实施例中，以轮廓控制的填隙结构分开的栅极结构的上视图与剖视图。

图3是一些实施例中，轮廓控制的填隙结构的形成方法的流程图。

图4A至图4D、图5A至图5D、图6A至图6D、及图7A至图7D是一些实施例中，形成轮廓控制的填隙结构的多种工艺步骤的上视图与剖视图。

图8是一些实施例中，在具有与不具有轮廓控制的填隙结构的情况下，栅极结构末端至主动区的距离与有效电容变化之间的关系图。

符号说明

B-B,C-C,D-D：剖线

100,200-1,200-2,200-3,200-4：栅极结构

100a：介电堆叠

100b：功函数堆叠

100c：金属填充层

102,104,202,204：晶体管

110,210：鳍状结构