[发明专利]半导体装置的制造方法

说明书

本公开涉及一种半导体装置的制造方法。揭示了在半导体装置中形成气体间隔物的方法以及包含气体间隔物的半导体装置。根据一实施例，方法包含在基底上方形成栅极堆叠；在栅极堆叠的侧壁上形成第一栅极间隔物；在第一栅极间隔物的侧壁上形成第二栅极间隔物；使用蚀刻制程移除第二栅极间隔物以形成第一开口，蚀刻制程在小于0℃的温度下进行，蚀刻制程使用包含氟化氢的蚀刻溶液；以及在第一栅极间隔物和栅极堆叠上方沉积介电层，介电层在第一开口中密封气体间隔物。

技术领域

本公开实施例涉及半导体制造技术，特别是涉及半导体装置的制造方法。

背景技术

半导体装置用于各种电子应用中，举例来说，例如个人电脑、手机、数码相机和其他电子设备。半导体装置的制造通常通过在半导体基底上方依序沉积绝缘层或介电层、导电层和半导体层的材料，并使用微影将这些不同材料层图案化，以在半导体基底上形成电路组件和元件。

半导体产业通过不断缩减最小部件尺寸来持续提升各种电子组件(例如晶体管、二极管、电阻器、电容器等)的集成密度，这允许将更多组件整合至给定区域中。然而，随着最小部件尺寸缩减，产生了应被解决的其他问题。

发明内容

根据一些实施例提供半导体装置的制造方法。此方法包含在基底上方形成栅极堆叠；在栅极堆叠的侧壁上形成第一栅极间隔物；在第一栅极间隔物的侧壁上形成第二栅极间隔物；使用蚀刻制程移除第二栅极间隔物以形成第一开口，其中蚀刻制程在小于0℃的温度下进行，其中蚀刻制程使用包含氟化氢的蚀刻溶液；以及在第一栅极间隔物和栅极堆叠上方沉积介电层，介电层在第一开口中密封气体间隔物。

根据另一些实施例提供半导体装置的制造方法。此方法包含在半导体基底上方形成栅极堆叠；在栅极堆叠的侧壁上形成第一栅极间隔物；在第一栅极间隔物的侧壁上形成第二栅极间隔物；在栅极堆叠的两侧外延成长源极/漏极区；使用蚀刻制程移除第二栅极间隔物，第二栅极间隔物的移除形成第一开口，在蚀刻制程期间，在栅极堆叠、第一栅极间隔物和源极/漏极区的表面上形成固态蚀刻膜，并在第二栅极间隔物的表面上形成液态蚀刻膜；以及沉积第一介电层以密封第一开口并在第一栅极间隔物的侧壁上界定气体间隔物。

根据另一些实施例提供半导体装置的制造方法。此方法包含在半导体基底上方形成虚设栅极；在虚设栅极上方沉积第一间隔层；在第一间隔层上方沉积第二间隔层；在第二间隔层上方沉积第三间隔层；将第一间隔层、第二间隔层和第三间隔层图案化以分别形成第一栅极间隔物、第二栅极间隔物和第三栅极间隔物；在与第三栅极间隔物相邻的虚设栅极的两侧外延成长源极/漏极区；以金属栅极取代虚设栅极；以及在取代虚设栅极之后，在低于0℃的温度下使用蚀刻制程移除第二栅极间隔物和第三栅极间隔物，第二栅极间隔物和第三栅极间隔物的移除形成空隙，空隙暴露出第一栅极间隔物和源极/漏极区的表面。

附图说明

通过以下的详细描述配合附图，可以更加理解本公开实施例的内容。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根据一些实施例以三维示意图绘示鳍式场效晶体管的范例。

图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8A～图8D、图9A～图9D、图10A～图10D、图11A～图11E、图12A～图12D、图13A～图13D、图14A～图14D、图15A～图15E、图16A～图16D、图17A～图17D、图18A～图18E、图19A～图19D、图20A～图20D和图21A～图21D是根据一些实施例的鳍式场效晶体管的制造期间的中间阶段的剖面示意图。

其中，附图标记说明如下：

50：基底

50N，50P：区域

51：分隔物

52：鳍片

54：绝缘材料