[发明专利]半导体装置及其形成方法

说明书

本文叙述半导体装置及其形成方法。前述方法包括：沉积虚设栅极材料层在蚀刻至基板上的鳍片之上。然后形成栅极遮罩于在鳍片的通道区域中的虚设栅极材料层之上。使用栅极遮罩，蚀刻虚设栅极电极至虚设栅极材料。然后沉积顶部间隔物于栅极遮罩之上且沿着虚设栅极电极的顶部的侧壁。然后蚀刻穿过虚设栅极材料的剩余部分且穿过鳍片的开口。然后沿着开口的侧壁形成底部间隙物，且底部间隔物使开口与虚设栅极电极的底部分离。然后形成源极/漏极区域在开口中，且以金属栅极堆叠物取代虚设栅极电极。

技术领域

本发明实施例涉及半导体装置及其形成方法，特别是涉及能够提升集成密度的半导体装置及其形成方法。

背景技术

半导体装置用于各种电子应用，诸如：举例而言个人电脑、移动电话、数码相机及其他电子设备。通常通过在半导体基板之上按顺序地沉积绝缘或介电层、导电层及半导体层的材料，并使用微影使各种材料层图案化，以形成电路组件及元件在半导体基板上而制造出半导体装置。

半导体产业通过不断地缩减最小部件(feature)的尺寸，而持续改善了各种电子组件(例如：晶体管、二极管、电阻器、电容器等)的集成密度，这使得更多的组件可以被整合至指定的面积内。然而，随着最小部件的尺寸缩减，需要解决其所衍生出的其他问题。

发明内容

一实施例是关于一种形成方法。所述形成方法包括：形成鳍片于半导体基板之上。沉积虚设栅极材料层于鳍片之上。通过使虚设栅极材料层图案化，来形成虚设栅极电极的顶部。沿着虚设栅极电极的顶部的侧壁形成顶部间隔物。通过蚀刻穿过虚设栅极材料层且穿过鳍片的开口，形成虚设栅极电极的底部。沿着开口的侧壁形成底部间隔物。形成源极/漏极区域在开口中。移除虚设栅极电极。沉积栅极堆叠物于鳍片之上。

另一实施例是关于一种形成方法。所述形成方法包括：形成鳍片于半导体基板之上。沉积虚设栅极材料层于鳍片之上。蚀刻虚设栅极材料层至第一深度。在蚀刻虚设栅极材料层之后，沉积第一间隔物于虚设栅极材料层之上。在沉积第一间隔物之后，蚀刻穿过虚设栅极材料层的开口，以形成虚设栅极电极。沉积第二间隔物于第一间隔物之上且沿着开口的侧壁。形成源极/漏极区域于开口中，第二间隔物使虚设栅极电极与源极/漏极区域分离(separating。移除虚设栅极电极。沉积栅极堆叠物于鳍片之上。

又另一实施例是关于一种半导体装置。所述半导体装置包括鳍片、栅极电极堆叠物、第一顶部间隔物、第一底部间隔物及第一源极/漏极区域。鳍片位于基板之上。栅极电极堆叠物位于鳍片之上。第一顶部间隔物相邻于栅极电极堆叠物。第一底部间隔物位于第一顶部间隔物之下。第一源极/漏极区域相邻于鳍片且通过第一底部间隔物与栅极电极堆叠物独立(isolated)。

附图说明

根据以下的详细说明并配合所附图式阅读，能够最好的理解本公开的所有态样。应注意的是，根据本产业的标准作业，各种部件并未必按照比例绘制。事实上，可能任意的放大或缩小各种部件的尺寸，以做清楚的说明。

图1A是根据一些实施例，描绘半导体装置的透视图；

图1B、图1C、图2A、图2B、图3A及图3B是根据一些实施例，描绘在形成半导体装置的中间步骤中，形成在基板中的鳍片、形成在介于鳍片之间的隔离区域以及形成在鳍片之上的虚设栅极电极的剖面图。

图4A至图4C是根据一些实施例，描绘形成穿过虚设栅极材料的剩余部分且穿过鳍片的开口。

图5A至图5C是根据一些实施例，描绘执行蚀刻拉回(pull-back)制程以使虚设栅极电极的底部凹入。

图6A、图6B、图7A、图7B、图8A、图8B、图8C及图8D是根据一些实施例，描绘在虚设栅极电极的凹部中形成底部间隔物以及在穿过鳍片的开口中形成源极/漏极区域。

图9A至图9E是根据一些实施例，描绘移除虚设栅极电极以及形成取代虚设栅极电极的栅极电极堆叠物。