[发明专利]形成具有栅极的半导体器件结构的方法

权利要求书

1.一种用于形成半导体器件结构的方法，包括：

在衬底上方形成介电层，其中，所述衬底具有鳍结构，并且所述介电层具有沟槽，所述沟槽暴露出所述鳍结构的部分；

在所述沟槽中形成栅极材料层；

在所述栅极材料层上方形成平坦化层，其中，所述平坦化层包括第一材料，所述第一材料与所述栅极材料层的第二材料和所述介电层的第三材料不同；

实施蚀刻工艺以去除所述平坦化层和所述栅极材料层的第一上部以在所述沟槽中形成栅极；

在形成所述栅极之后，在所述栅极上方形成绝缘层以填充所述沟槽；以及

去除位于所述沟槽外部的所述绝缘层，其中，位于所述沟槽中的所述绝缘层覆盖所述栅极。

2.根据权利要求1所述的用于形成半导体器件结构的方法，其中，所述蚀刻工艺包括干蚀刻工艺。

3.根据权利要求1所述的用于形成半导体器件结构的方法，还包括：

在形成所述介电层之后并且在形成所述栅极材料层之前，在所述沟槽的底面和内壁上方形成功函层，其中，所述栅极材料层形成在所述功函层上方，并且所述平坦化层还形成在所述功函层上方；以及

在形成所述平坦化层之后，去除位于所述沟槽外部的所述平坦化层以及所述功函层的第二上部。

4.根据权利要求3所述的用于形成半导体器件结构的方法，还包括：

在形成所述介电层之后并且在形成所述功函层之前，在所述沟槽的所述底面和所述内壁上方形成栅极介电层，其中，所述功函层形成在所述栅极介电层上方；以及

在去除位于所述沟槽外部的所述平坦化层以及所述功函层的所述第二上部之后，去除所述栅极介电层的第三上部。

5.根据权利要求1所述的用于形成半导体器件结构的方法，其中，所述栅极材料层具有凹槽，并且所述平坦化层的形成包括在所述栅极材料层上方形成所述平坦化层并且填充所述凹槽。

6.根据权利要求5所述的用于形成半导体器件结构的方法，其中，所述平坦化层的厚度大于所述凹槽的深度。

7.根据权利要求1所述的用于形成半导体器件结构的方法，其中，所述平坦化层形成有平坦的上表面。

8.根据权利要求1所述的用于形成半导体器件结构的方法，其中，所述平坦化层包括聚合物材料。

9.一种用于形成半导体器件结构的方法，包括：

在衬底上方形成介电层，其中，所述衬底具有鳍结构，并且所述介电层具有沟槽，所述沟槽暴露出所述鳍结构的部分；

在所述沟槽中形成栅极材料层；

实施等离子体沉积工艺以在所述栅极材料层上方形成平坦化层；

实施蚀刻工艺以去除所述平坦化层和所述栅极材料层的第一上部以在所述沟槽中形成栅极；

在形成所述栅极之后，在所述栅极上方形成绝缘层以填充所述沟槽；以及

去除位于所述沟槽外部的所述绝缘层，位于所述沟槽中的所述绝缘层覆盖所述栅极。

10.根据权利要求9所述的用于形成半导体器件结构的方法，其中，所述蚀刻工艺包括等离子体蚀刻工艺。

11.根据权利要求10所述的用于形成半导体器件结构的方法，其中，使用相同的等离子体装置来实施所述等离子体沉积工艺和所述等离子体蚀刻工艺。

12.根据权利要求11所述的用于形成半导体器件结构的方法，其中，在所述等离子体装置的相同腔室中实施所述等离子体沉积工艺和所述等离子体蚀刻工艺。

13.根据权利要求9所述的用于形成半导体器件结构的方法，其中，在所述等离子体沉积工艺中使用的反应气体包括甲烷和溴化氢。