[发明专利]半导体装置

说明书

本公开实施例提供半导体装置，此半导体装置包含栅极结构、间隔结构、及形成于半导体层表面上的源极/漏极结构。栅极结构包含介电结构、金属结构、及绝缘结构。介电结构形成于半导体层表面上。金属结构底端接触介电结构顶端。绝缘结构底端接触金属结构顶端，且绝缘结构于金属结构顶端之上突出。间隔结构配置为在绝缘结构底端下方延伸，且接触金属结构侧壁。间隔结构配置为隔开栅极结构与源极/漏极结构。源极/漏极结构包含源极/漏极掺杂结构、硅化物结构、以及金属接触插塞。

技术领域

本发明实施例涉及半导体装置，特别涉及使用先栅极制程制造的半导体装置。

背景技术

集成电路(integrated circuit，IC)产业已经经历了指数型成长。随着技术节点微缩，栅极堆叠材料(例如，高介电常数(high-k)栅极绝缘层、金属栅极(MG)电极，及类似材料)的导入得以重启摩尔定律。高介电常数/金属栅极型(high-k/MG)的栅极堆叠材料能整合于先栅极(gate-first)制程或后栅极(gate-last)制程。在先栅极制程中，栅极结构是在形成源极-漏极结构之前形成。在后栅极制程中，栅极结构是在形成源极-漏极结构之后形成。

发明内容

本发明实施例提供半导体装置，此半导体装置包含栅极结构以及间隔结构。栅极结构形成于半导体层的表面上。栅极结构包含介电结构、金属结构、以及绝缘结构。介电结构形成于半导体层的表面上。金属结构的底端接触介电结构的顶端。绝缘结构的底端接触金属结构的顶端，且绝缘结构于金属结构的顶端之上突出。间隔结构配置为在绝缘结构的底端下方延伸，且接触金属结构的侧壁。

本发明实施例提供半导体制造方法，此方法包含形成心轴(mandrel)结构于具有凹陷的半导体层之上，心轴结构围绕凹陷。此方法还包含形成栅极结构于凹陷中。栅极结构包含位于半导体层的表面上的介电结构、位于介电结构上的金属结构、以及位于金属结构上的绝缘结构。此方法还包含移除心轴结构、形成间隔结构隔开栅极结构与源极/漏极结构、以及根据间隔结构形成源极/漏极结构。

本发明实施例提供半导体装置，此半导体装置包含第一半导体鳍片、形成于半导体鳍片的区域处的栅极结构、以及间隔结构。栅极结构包含形成于半导体鳍片侧壁和顶面上的介电结构、金属结构，其覆盖形成于半导体鳍片的侧壁和顶面之上的介电结构、以及覆盖金属结构且延伸超出金属结构的绝缘结构。间隔结构配置以延伸于绝缘结构下方且接触金属结构的侧壁。

附图说明

通过以下的详细描述配合说明书附图，可以更加理解本发明实施例的内容。需强调的是，根据产业上的标准惯例，许多部件(feature)仅用于说明目的，并未按照比例绘制。事实上，为了能清楚地讨论，各种部件的尺寸可能被任意地增加或减少。

图1是根据一些实施例，显示半导体装置100中的晶体管101的纵向剖面示意图。

图2是根据一些实施例，显示半导体装置100的透视示意图。

图3是根据一些实施例，显示流程图，其概述制程300。

图4至图14是根据一些实施例，显示半导体装置100在半导体制造制程期间的中间阶段的各个纵向剖面示意图。

附图文字说明：

100 半导体装置

101 晶体管

103 栅极结构

104 间隔结构

105 源极/漏极结构

110 半导体层

120 介电结构

122、522 界面层

124、524 高介电常数介电层