[发明专利]鳍式场效晶体管的制作方法

说明书

技术领域

本发明一实施例是有关于一种鳍式场效晶体管及其制作方法。

背景技术

由于半导体器件的尺寸不断缩小，三维多栅极结构，例如鳍式场效晶体管(FinFET)已被开发，以取代平面互补金属氧化物半导体(CMOS)器件。鳍式场效晶体管的结构特征为硅基鳍片(silicon based fin)从衬底的表面垂直延伸，并且栅极会围绕由鳍片所形成的导电信道，以对信道进一步提供更好的电气控制。

以具有短信道(即信道长度小于50奈米)的鳍式场效应晶体的栅极替换工艺为例，覆盖硅基鳍片的部分氧化物层需要被过度蚀刻，以使得后续的高介电常数介电层和栅极的沉积具有更好的工艺窗口(process window)。然而，氧化物层的高蚀刻量会导致金属栅极的漏电路径和挤出路径产生。

发明内容

一种鳍式场效晶体管的制作方法，包括：图案化衬底以形成多个位于衬底内的沟槽以及位于沟槽之间的半导体鳍片；于沟槽内形成多个绝缘体；形成第一介电层以覆盖半导体鳍片与绝缘体；于第一介电层上形成拟栅极条，拟栅极条的长度方向不同于半导体鳍片的长度方向；于拟栅极条的多个侧壁上形成一对间隙物；移除拟栅极条与位于其下方的第一介电层直到间隙物的多个侧壁、半导体鳍片的一部分以及绝缘体的多个部分被暴露出来；形成第二介电层以顺应地覆盖间隙物的侧壁、半导体鳍片被暴露出来的部分以及绝缘体被暴露出来的部分，其中第一介电层的厚度小于第二介电层的厚度；以及于第二介电层上以及间隙物之间形成栅极。

附图说明

包含附图以便进一步理解本发明，且附图并入本说明书中并构成本说明书的一部分。附图说明本发明的实施例，并与描述一起用于解释本发明的原理。

图1绘示为根据一些实施例的一种半导体器件的制作方法的流程图。

图2A至图2L是根据一些实施例的一种半导体器件的制造方法的透视图。

附图标号说明

200、200a：衬底

202a：接垫层

202a’：图案化接垫层

202b：掩模层

202b’：图案化掩模层

204：图案化光刻胶层

206：沟槽

208：半导体鳍片

210：绝缘材料

210a：绝缘体

212：第一介电层

214a：第一拟栅极条

214b：第二拟栅极条

216a：第一间隙物

216b：第二间隙物

218：层间介电层

220：第二介电层

222a：第一栅极

222b：第二栅极

C1：第一凹槽

C2：第二凹槽

D1、D2：长度方向

G1：第一间隙

G2：第二间隙

H：高度差

S：间隙

T1：上表面

T2：顶表面

SW：侧壁

W1：第一宽度

W2：第二宽度

W3、W4：宽度

S10、S12、S14、S16、S18、S20、S22、S24、S26：步骤。

具体实施方式

以下揭露内容提供用于实施所提供的目标之不同特征的许多不同实施例或实例。以下所描述的构件及配置的具体实例是为了以简化的方式传达本发明为目的。当然，这些仅仅为实例而非用以限制。举例来说，于以下描述中，在第一特征上方或在第一特征上形成第二特征可包括第二特征与第一特征形成为直接接触的实施例，且亦可包括第二特征与第一特征之间可形成有额外特征使得第二特征与第一特征可不直接接触的实施例。此外，本发明在各种实例中可使用相同的器件符号及/或字母来指代相同或类似的部件。器件符号的重复使用是为了简单及清楚起见，且并不表示所欲讨论的各个实施例及/或配置本身之间的关系。

另外，为了易于描述附图中所绘示的一个构件或特征与另一器件或特征的关系，本文中可使用例如「在…下」、「在…下方」、「下部」、「在…上」、「在…上方」、「上部」及类似术语的空间相对术语。除了附图中所绘示的定向之外，所述空间相对术语意欲涵盖器件在使用或操作时的不同定向。设备可被另外定向(旋转90度或在其他定向)，而本文所用的空间相对术语相应地做出解释。