[发明专利]半导体装置及其制造方法

说明书

本发明实施例提供一种半导体装置及其制造方法。半导体装置的制造方法包括形成栅极沟槽于半导体鳍状物上。栅极沟槽包括多个第一栅极间隔物所围绕的上侧部分，与多个第二栅极间隔物及第一栅极间隔物所围绕的下侧部分。方法包括形成金属栅极于栅极沟槽的下侧部分中。金属栅极位于栅极介电层的第一部分上。方法包括沉积金属材料于栅极沟槽中，以形成栅极于栅极沟槽的下侧部分中的金属栅极上，且栅极介电层的第二部分维持覆盖第一栅极间隔物的侧壁与第二栅极间隔物的上表面。方法包括移除栅极介电层的第二部分，而栅极维持实质上完整。

技术领域

本发明实施例涉及半导体装置，尤其涉及形成非平面晶体管的方法。

背景技术

由于多种电子构件如晶体管、二极管、电阻、电容器或类似物的集成密度持续改善，半导体产业经历快速成长。集成密度改善的主要原因为重复缩小最小结构尺寸，以将更多构件整合至给定面积中。

鳍状场效晶体管装置泛用于集成电路中。鳍状场效晶体管装置具有三维结构，其包含自基板凸起的鳍状物。栅极结构设置以控制鳍状场效晶体管的导电通道中的电荷载子，且可包覆鳍状物。举例来说，三栅极场效晶体管装置中的栅极结构包覆鳍状物的三侧，进而形成导电通道于鳍状物的三侧上。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种半导体装置及其制造方法，以解决上述至少一个问题。

在本发明一实施例中，公开半导体装置的制造方法。方法包括形成栅极沟槽于半导体鳍状物上。栅极沟槽包括多个第一栅极间隔物所围绕的上侧部分，与多个第二栅极间隔物及第一栅极间隔物所围绕的下侧部分。方法包括形成金属栅极于栅极沟槽的下侧部分中。金属栅极位于栅极介电层的第一部分上。方法包括沉积金属材料于栅极沟槽中，以形成栅极于栅极沟槽的下侧部分中的金属栅极上，且栅极介电层的第二部分维持覆盖第一栅极间隔物的侧壁与第二栅极间隔物的上表面。方法包括移除栅极介电层的第二部分，而栅极维持实质上完整。

在本发明另一例中，公开半导体装置的制造方法。方法包括移除覆盖半导体鳍状物的一部分的虚置栅极结构。方法包括形成金属栅极于半导体鳍状物的部分上，且金属栅极位于栅极介电层的第一部分上。方法包括沉积金属材料以形成接触金属栅极的栅极，并露出栅极介电层的第二部分。方法包括蚀刻栅极介电层的第二部分，并在蚀刻时露出栅极。栅极维持实质上完整。

在本发明又一实施例中，公开半导体装置。半导体装置包括半导体鳍状物。半导体装置包括第一间隔物，位于半导体鳍状物上。半导体装置包括第二间隔物，位于半导体鳍状物上，且比第一间隔物自半导体鳍状物延伸得更远。半导体装置包括金属栅极，位于半导体鳍状物上，且夹设于第一间隔物之间，而第一间隔物更夹设于第二间隔物之间。半导体装置包括栅极，接触金属栅极的上表面，其中栅极不延伸于第一间隔物或第二间隔物上。

本发明实施例的有益效果在于，此处公开的半导体装置的制造方法在选择性蚀刻栅极如金属结构未覆盖的栅极介电层的部分之前，形成栅极如金属结构于金属栅极上以助保护下方结构。在此方式中，选择性蚀刻工艺时的栅极如金属结构有更多材料维持完整，有助于避免非预期的过蚀刻损伤下方层状物。如此一来，可避免损伤金属栅极，并可维持金属栅极的关键尺寸。

附图说明

图1为一些实施例中，鳍状场效晶体管装置的透视图。

图2为一些实施例中，制造非平面晶体管装置的方法的流程图。

图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12、图13、图14、图15、图16、图17、图18、图19及20为一些实施例中，以图2的方法制造的鳍状场效晶体管或其部分于多种制作阶段时的剖视图。

图21为一些实施例中，另一鳍状场效晶体管装置的剖视图。

图22为一些实施例中，又一鳍状场效晶体管装置的剖视图。

附图标记如下：