[发明专利]在主动区上方具有气隙间隔件与栅极接触的基于晶体管的半导体装置

说明书

本发明涉及在主动区上方具有气隙间隔件与栅极接触的基于晶体管的半导体装置，其中，一种半导体结构包括半导体衬底、在该半导体衬底上的半导体鳍片、与该半导体鳍片整合在其顶部的晶体管，该晶体管包括主动区，该主动区包括源极、漏极以及在源极、漏极之间的沟道区域。该半导体结构进一步包括在该沟道区域上方的栅极结构，该栅极结构包括栅极电极、邻近该栅极电极的相对侧壁上的气隙间隔件对、以及用于该栅极电极的栅极接触。还提供一种制造这种半导体装置的方法。

技术领域

本发明一般是关于具有有利向下缩放尺寸的半导体装置制造策略。更具体地，本发明是关于有利将气隙间隔件和栅极接触两者放置在基于晶体管的半导体装置的主动区上方。

背景技术

一般来说，在半导体工业中需要用于半导体装置的向下缩放(即缩小)尺寸的策略。例如，气隙间隔件(低k)提供比常规间隔件的电容降低，导致性能的提高。作为另一个示例，位于该主动区上方的该栅极接触有可能达到向下缩放尺寸的效益。虽然气隙间隔件与在主动区上方的栅极接触在半导体装置的尺寸继续缩小时都具有理想的效益，但是由于在该栅极接触与该气隙间隔件之间以及该源极/漏极接触与该气隙间隔件之间的相互作用的可能性，它们通常被认为是不相容的。

发明内容

因此，持续存在有利向下缩放尺寸的制造策略的需求。

透过一种制造晶体管的方法，在一态样中，克服先前技术的缺点并提供额外的优点。该方法包括提供一种起始半导体结构，该起始半导体结构包含半导体衬底、在衬底上的鳍片、具有源极/漏极对且在该源极/漏极对之间具有沟道区域的主动区、在该源极/漏极对的源极与漏极上面的下接触部分，以及在该沟道区域上方的栅极电极。该方法进一步包括形成邻近该栅极电极的相对侧壁的气隙间隔件对，在该栅极电极上方形成下栅极接触，并在该下栅极接触上方形成上栅极接触，该上栅极接触位于该主动区上面。

在另一态样中，提供一种半导体结构，该半导体结构包含半导体衬底、在该半导体衬底上的半导体鳍片、与该半导体鳍片整合在其顶部的晶体管，该晶体管包含：主动区，包括源极、漏极、与在其间的沟道区域；栅极结构，在该沟道区域上方，该栅极结构包含栅极电极；气隙间隔件对，在该栅极电极的相对侧壁上；以及栅极接触，用于该栅极电极。

从以下结合附图对本发明的各个态样的详细描述中，本发明的这些和其它目的、特征和优点将变得显而易见。

附图说明

根据本发明的一个或多个态样，图1是起始半导体结构的一实施例沿着鳍片穿过的剖面图，该起始半导体结构包括半导体衬底、在该衬底上方的至少一个鳍片、源极/漏极区域、包括一个或多个栅极电极的一个或多个栅极结构、一个或多个间隔件对与一个或多个栅极盖，该一个或多个栅极结构由下源极/漏极接触分开，其上有一个或多个介电质盖。

根据本发明的一个或多个态样，图2绘示图1的该结构的一实施例，在去除每个栅极盖与每个间隔件对的上间隔件对部分之后，导致剩余的下间隔件对部分。

根据本发明的一个或多个态样，图3绘示图2的该结构的一实施例，在形成至少一个气隙间隔件对之后，该至少一个气隙间隔件对中的每一个在其中包括气隙，每个栅极电极有栅极盖，每个栅极盖在其中具有沟槽。

根据本发明的一个或多个态样，图4绘示图3的该结构的一实施例，在暴露每个对应的沟槽(图3)下的该一个或多个栅极结构中的每个栅极结构的该栅极电极之后，该暴露导致暴露的栅极电极，间隔件侧壁在该气隙及栅极接触开口上面向上延伸与倾斜。

根据本发明的一个或多个态样，图5绘示图4的该结构的一实施例，在该栅极电极(例如钨或钴上的钨)上用金属选择性地填充该栅极接触开口(图4)的底部之后，用硬式掩模材枓(例如氮化硅)来填充该栅极接触开口剩下的部分，导致栅极盖，并平面化该结构。