[发明专利]在FINFET器件上形成替代栅极结构的方法及其得到的器件

权利要求书

1.一种在鳍式场效晶体管器件形成替代栅极结构的方法，其特征 在于，该方法包括:

在半导体衬底中形成多个沟槽，以便定义具有上表面及多个侧表 面的鳍部；

形成牺牲栅极结构，该牺牲栅极结构包括:

具有密度小于1.8克/立方厘米的低密度氧化材料，位于该多 个沟槽中，并与该鳍部的该上表面和该侧表面接触，该低密度氧 化材料具有基本上是平坦的上表面，且其所在高度要高于该鳍部 的该上表面的高度；以及

牺牲栅极材料，位于该低密度氧化材料的该上表面上并与其 相接触；

形成侧壁间隔件，相邻于包括该牺牲栅极材料及该低密度氧化材 料的该牺牲栅极结构；

执行第一蚀刻工艺以去除该牺牲栅极材料，以便由此暴露该低密 度氧化材料，该低密度氧化材料于整个该第一蚀刻工艺中维持在该鳍 部的该上表面和该侧表面上的位置；

去除该暴露出的低密度氧化材料以便定义替代栅极孔，且从而暴 露出于该替代栅极孔内的该鳍部的该上表面和该侧表面；以及

在该替代栅极孔中该鳍部的该暴露出的上表面和该侧表面周围形 成替代栅极结构。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在形成该牺牲栅极结 构之前，该方法更包括:

在该多个沟槽中形成绝缘材料层，使得该绝缘材料层的上表面的 高度要低于该鳍部的该上表面的高度；以及

在该绝缘材料层的该上表面上以及该鳍部的该上表面上方形成蚀 刻停止层。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在形成该牺牲栅极结 构之前，该方法更包括:

在位于该绝缘材料层上的该蚀刻停止层上方形成材料层，该材料 层具有上表面，其所在位置使得位于该鳍部的该上表面上方的该蚀刻 停止层暴露出来；以及

去除位在该鳍部的该上表面上方的该暴露出的该蚀刻停止层。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，该材料层是OPL材料 或可流动氧化材料的其中一个。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该牺牲栅极材料包括 多晶硅或非晶硅的其中一个。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该替代栅极结构包括 高k栅绝缘材料以及至少一金属层。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该低密度氧化材料是 可流动氧化材料，其通过执行至少二道可流动氧化沉积工艺来形成。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该低密度氧化材料是 可流动氧化材料，其通过执行单一道可流动氧化沉积工艺来形成。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该低密度氧化材料是 可流动氧化材料，其通过去除先前形成的可流动氧化材料层，并接着 执行单一道可流动氧化沉积工艺来形成。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当由该器件的栅极宽 度方向得到的剖面观察，该牺牲栅极材料基本上是具有基本上平均厚 度的平面结构。

11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在形成该侧壁间隔件 之后，该方法更包括:

在该多个沟槽中该间隔件的侧向外围形成绝缘材料凹层，使得该 绝缘材料凹层的凹陷上表面是处在低于该间隔件的上表面的高度以及 低于该牺牲栅极材料的上表面的高度；

在该绝缘材料凹层的该凹陷上表面、该间隔件的该上表面以及该 牺牲栅极材料的该上表面上形成绝缘保护层；

去除该绝缘保护层位在该间隔件上方及该牺牲栅极材料上方的部 分；以及

对在该绝缘材料凹层上方位置的该绝缘保护层的剩余部分，执行 该第一蚀刻工艺，其中，该绝缘保护层的该剩余部分在该第一蚀刻工 艺的执行过程中会保护该绝缘材料凹层。