[发明专利]半导体元件及其制作方法

说明书

本发明公开一种半导体元件及其制作方法，其中该制作半导体元件的方法为，首先形成一鳍状结构于基底上，然后形成一栅极材料层于鳍状结构上，进行一蚀刻制作工艺图案化栅极材料层以形成一栅极结构以及一硅残留，对该硅残留进行灰化制作工艺，再进行一清洗制作工艺将该硅残留转换为聚合物停止层于鳍状结构顶部及侧壁。

技术领域

本发明涉及一种制作半导体元件的方法，尤其是涉及一种于栅极结构旁形成聚合物停止层的方法。

背景技术

近年来，随着场效晶体管(field effect transistors,FETs)元件尺寸持续地缩小，现有平面式(planar)场效晶体管元件的发展已面临制作工艺上的极限。为了克服制作工艺限制，以非平面(non-planar)的场效晶体管元件，例如鳍状场效晶体管(fin fieldeffect transistor,Fin FET)元件来取代平面晶体管元件已成为目前的主流发展趋势。由于鳍状场效晶体管元件的立体结构可增加栅极与鳍状结构的接触面积，因此，可进一步增加栅极对于载流子通道区域的控制，从而降低小尺寸元件面临的漏极引发能带降低(draininduced barrier lowering,DIBL)效应，并可以抑制短通道效应(short channel effect,SCE)。再者，由于鳍状场效晶体管元件在同样的栅极长度下会具有更宽的通道宽度，因而可获得加倍的漏极驱动电流。甚而，晶体管元件的临界电压(threshold voltage)也可通过调整栅极的功函数而加以调控。

一般而言，半导体制作工艺在进入10纳米世代后金属栅极的电阻值对整个鳍状场效晶体管的效能扮演了一重要角色。由于现今的金属栅极晶体管架构对整个电阻值的表现仍不尽理想，因此如何在现今场效晶体管的架构下改良此问题即为现今一重要课题。

发明内容

本发明一实施例揭露一种制作半导体元件的方法。首先形成一鳍状结构于基底上，然后形成一栅极材料层于鳍状结构上，进行一蚀刻制作工艺图案化栅极材料层以形成一栅极结构以及一硅残留，对该硅残留进行灰化制作工艺，再进行一清洗制作工艺将该硅残留转换为聚合物停止层于鳍状结构顶部及侧壁。

本发明另一实施例揭露一种半导体元件，其主要包含一鳍状结构设于基底上，一栅极结构设于鳍状结构上以及图案化该栅极材料层以形成一栅极结构以及一聚合物停止层设于该栅极结构旁的鳍状结构顶部及侧壁。

本发明又一实施例揭露一种半导体元件，其主要包含一鳍状结构依据上视角度沿着第一方向延伸于一基底上，第一栅极结构沿着第二方向延伸于鳍状结构一侧且第一栅极结构紧邻鳍状结构的第一角落包含第一聚合物停止层以及第二栅极结构沿着第二方向延伸于鳍状结构另一侧。

附图说明

图1至图6为本发明优选实施例制作一半导体元件的方法示意图；

图7为本发明一实施例的一半导体元件的结构上视图。

主要元件符号说明

12:基底

14:鳍状结构

16:浅沟隔离

18:栅极结构

20:介质层

22:栅极材料层

24:硬掩模

26:硬掩模

28:聚合物停止层

30:第一遮盖层

32:第二遮盖层

34:第一间隙壁

36:第二间隙壁

38:外延层

40:源极/漏极区域