[发明专利]通过覆盖STI区域的高介电常数金属栅极超整合

权利要求书

1.一种方法，包括：

在半导体装置的半导体层中，使用第一介电材料形成沟渠隔离区域，所述沟渠隔离区域侧向刻画所述半导体层中的主动区域；

在所述第一介电材料上，使用第二介电材料形成覆盖层，所述第一与第二介电材料具有不同的材料组成；以及

在所述主动区域与包含所述覆盖层的所述沟渠隔离区域上，形成栅极电极结构。

2.如权利要求1所述的方法，其中形成栅极电极结构包括形成栅极绝缘层，诱导高介电常数介电材料，以及在所述栅极绝缘层上方，形成含金属的电极材料。

3.如权利要求2所述的方法，其中形成所述栅极电极结构更包括在所述栅极绝缘层与所述含金属的电极材料的侧壁上，形成保护垫。

4.如权利要求1所述的方法，其中形成所述覆盖层包括用所述第一介电材料填充隔离沟渠，凹陷所述第一介电材料，以及在所述凹陷的第一介电材料上形成所述第二介电材料。

5.如权利要求4所述的方法，其中凹陷所述第一介电材料包括把所述第一介电材料的高度调整至低于所述半导体层的表面的高度。

6.如权利要求1所述的方法，更包括在形成所述栅极电极结构之前，在所述主动区域上形成半导体合金。

7.如权利要求6所述的方法，其中形成所述半导体合金包括凹陷所述主动区域，以及在所述凹陷中选择性沉积所述半导体合金。

8.如权利要求1所述的方法，更包括该栅极电极结构存在时，在所述主动区域中形成凹槽，以及在所述凹槽中，形成应力诱导半导体材料。

9.如权利要求8所述的方法，其中所述应力诱导半导体材料包括锗、锡与碳至少其中之一。

10.一种方法，包括：

在半导体装置的半导体层中，凹陷沟槽隔离区域的第一介电材料而凹陷所述沟渠隔离区域，以及在所述凹陷第一介电材料上，形成第二介电材料作为覆盖层；以及

在所述沟渠隔离区域的所述覆盖层上，形成栅极电极结构，所述栅极电极结构包括高介电常数介电材料。

11.如权利要求10的所述方法，其中凹陷所述第一介电材料包括把所述第一介电材料的高度调整至低于所述半导体层的表面的高度。

12.如权利要求10所述的方法，其中形成第二介电材料作为覆盖层包括沉积含硅与氮层以及进行平面化制程。

13.如权利要求10所述的方法，更包括在形成所述栅极电极结构之前，在主动区域上形成半导体合金，用所述沟渠隔离区域在所述半导体层中侧向刻画所述主动区域。

14.如权利要求11所述的方法，其中形成所述栅极电极结构包括形成层堆栈，包括包含所述高介电常数介电材料的栅极绝缘层，以及含金属的电极材料在所述栅极绝缘层上方，图案化所述层堆栈，以及在所述图案化的层堆栈的侧壁上，形成保护垫。

15.如权利要求14所述的方法，更包括在主动区域中形成凹槽，用所述沟渠隔离区域在所述半导体层中侧向刻画所述主动区域，以及在所述凹槽中，形成应力诱导半导体合金。

16.如权利要求10所述的方法，更包括在所述半导体层上形成第一掩膜层，以及在所述第一掩膜层上形成第二掩膜层，以及使用所述第一与第二掩膜层作为蚀刻掩膜，用于在所述半导体层中形成沟渠。

17.如权利要求16所述的方法，其中所述第一掩膜层包括氧化硅材料以及具有约10nm(纳米)或更大的厚度。

18.一种半导体装置，包括：

沟渠隔离区域，侧向刻画半导体层中的主动区域，所述沟渠隔离区域包括第一介电材料与形成在所述第一介电材料上的第二介电材料，所述第一与第二介电材料的材料组成不同；以及

栅极电极结构，形成在所述主动区域的信道区上，所述栅极电极结构包括材料系统，包括高介电常数介电材料与含金属的电极材料，所述栅极电极结构更包括形成在所述高介电常数介电材料与所述含金属的电极材料的侧壁上的保护垫。

19.如权利要求18所述的半导体装置，其中所述信道区域包括半导体合金。

20.如权利要求18所述的半导体装置，其中所述第一介电材料延伸至高度小于所述栅极电极结构的栅极绝缘层与所述信道区域形成的接口的高度。