[发明专利]半导体器件和形成半导体器件的方法

说明书

方法包括在衬底中形成第一半导体鳍和第二半导体鳍，第一半导体鳍与第二半导体鳍相邻，形成在第一半导体鳍和第二半导体鳍上方延伸的伪栅极结构，围绕伪栅极结构沉积第一介电材料，用第一金属栅极结构替换伪栅极结构，对第一金属栅极结构和第一介电材料实施蚀刻工艺，以在第一金属栅极结构中形成第一凹槽并且在第一介电材料中形成第二凹槽，其中，第一凹槽延伸至衬底中，并且其中，第二凹槽设置在第一半导体鳍和第二半导体鳍之间，并且在第一凹槽内沉积第二介电材料。本发明的实施例还涉及半导体器件和形成半导体器件的方法。

技术领域

本发明的实施例涉及半导体器件和形成半导体器件的方法。

背景技术

由于各种电子组件(例如，晶体管、二极管、电阻器、电容器等)的集成密度的不断改进，半导体工业经历了快速增长。在大多数情况下，集成密度的这种改进来自最小部件尺寸的不断减小，这允许将更多组件集成到给定区域中。

鳍式场效应晶体管(FinFET)器件在集成电路的使用中变得越来越普遍。FinFET器件具有三维结构，其包括从衬底突出的半导体鳍。被配置为控制FinFET器件的导电沟道内的电荷载流子流动的栅极结构包裹半导体鳍。例如，在三栅极FinFET器件中，栅极结构包裹半导体鳍的三个侧面，从而在半导体鳍的三个侧面上形成导电沟道。

发明内容

本发明的实施例提供了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，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。

本发明的另一实施例提供了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。

本发明的又一实施例提供了一种半导体器件，包括：半导体衬底；第一鳍，位于所述半导体衬底上方；第二鳍，位于所述半导体衬底上方，其中，所述第二鳍与所述第一鳍相邻；层间电介质(ILD)，围绕所述第一鳍和所述第二鳍，所述层间电介质(ILD)包括第一介电材料；第一栅极结构，延伸在所述第一鳍上方，其中，所述第一栅极结构包括第一栅极介电材料和第一栅极填充材料；第二栅极结构，延伸在所述第二鳍上方，其中，所述第二栅极结构包括所述第二栅极介电材料和所述第二栅极填充材料；以及第二隔离区域，位于所述第一栅极结构和所述第二栅极结构之间，其中，所述第二隔离区域延伸至所述半导体衬底中，其中，所述第一栅极介电材料和所述第一栅极填充材料与所述第二隔离区域的第一侧壁物理接触，其中，所述第二栅极介电材料和所述第二栅极填充材料与所述第二隔离区域的第二侧壁物理接触，所述第二隔离区域的所述第二侧壁与所述第一侧壁相对，其中，所述第二隔离区域延伸至所述层间电介质中，并且其中，所述第二隔离区域包括第二介电材料。

附图说明

当结合附图进行阅读时，从以下详细描述可最佳理解本发明的各个方面。应该指出，根据工业中的标准实践，各个部件未按比例绘制。实际上，为了清楚的讨论，各个部件的尺寸可以任意地增大或减小。