[发明专利]半导体器件和形成半导体器件的方法

权利要求书

1.一种形成半导体器件的方法，包括：

在衬底中形成第一半导体鳍和第二半导体鳍，所述第一半导体鳍与所述第二半导体鳍相邻；

形成在所述第一半导体鳍和所述第二半导体鳍上方延伸的伪栅极结构；

围绕所述伪栅极结构沉积第一介电材料；

用第一金属栅极结构替换所述伪栅极结构；

对所述第一金属栅极结构和所述第一介电材料实施蚀刻工艺，以在所述第一金属栅极结构中形成第一凹槽并且在所述第一介电材料中形成第二凹槽，所述第一凹槽的深度大于所述第二凹槽的深度，其中，所述第一凹槽延伸至所述衬底中，并且其中，所述第二凹槽设置在所述第一半导体鳍和所述第二半导体鳍之间；以及

在所述第一凹槽内沉积第二介电材料。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述蚀刻工艺形成包括所述第一凹槽和所述第二凹槽的凹槽。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二介电材料直接接触所述第一金属栅极。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二凹槽的深度小于所述第一介电材料的厚度。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述蚀刻工艺包括原子层蚀刻(ALE)工艺。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二介电材料包括氮化硅(SiN)。

7.根据权利要求1所述的方法，还包括在所述第二凹槽内沉积所述第二介电材料。

8.根据权利要求7所述的方法，还包括在所述第一介电材料上方形成第三介电材料，其中，在形成所述第三介电材料之后，所述第二介电材料的部分保留在所述第二凹槽中。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一凹槽在所述第一凹槽的顶部处具有第一宽度，所述第一宽度大于所述第一凹槽的底部处的第二宽度。

10.一种形成半导体器件的方法，包括：

在半导体衬底上方形成鳍；

形成在所述鳍上方延伸的金属栅极结构，其中，所述金属栅极结构由第一介电材料围绕；

在所述金属栅极结构和所述第一介电材料上方形成图案化的硬掩模层，其中，所述图案化的硬掩模层的开口从所述金属栅极结构正上方的第一区域延伸至所述第一介电材料正上方的第二区域；

使用相同的蚀刻工艺蚀刻所述第一区域中的所述金属栅极结构的部分和所述第二区域中的所述第一介电材料的部分，其中，所述蚀刻工艺在所述金属栅极结构和所述第一介电材料中形成凹槽，其中，所述凹槽在所述第一区域中具有第一深度，所述第一深度大于所述凹槽在所述第二区域中的第二深度，其中，蚀刻所述第一区域中的所述金属栅极结构的部分暴露所述半导体衬底；以及

用绝缘材料填充所述凹槽。

11.根据权利要求10所述的方法，还包括在所述第一介电材料上方形成第二介电材料并且在所述凹槽内形成绝缘材料。

12.根据权利要求10所述的方法，其中，所述绝缘材料是氮化硅(SiN)。

13.根据权利要求10所述的方法，其中，形成所述金属栅极结构包括形成栅极介电层、功函层和栅极填充材料，并且其中，所述栅极介电层、所述功函层和所述栅极填充材料物理地接触所述绝缘材料。

14.根据权利要求10所述的方法，还包括实施蚀刻工艺以将接触开口蚀刻到所述第一介电材料中并且蚀刻到所述第二区域中的所述绝缘材料中，其中，在所述蚀刻工艺之后，所述绝缘材料的部分保留在所述第二区域中。

15.根据权利要求10所述的方法，其中，所述凹槽的高宽比在7:1和18:1之间。