[发明专利]半导体器件及其形成方法

说明书

本发明的实施例公开了一种半导体器件及其形成方法。根据本公开的半导体器件包括第一栅极结构和第二栅极结构沿着方向对准，第一金属层设置在所述第一栅极结构上方，第二金属层设置在所述第二栅极结构上方，和栅极隔离结构在所述第一栅极结构和所述第二栅极结构之间以及在所述第一金属层和所述第二金属层之间延伸。

技术领域

本发明的实施例涉及一种半导体器件及其形成方法。

背景技术

半导体集成电路(IC)行业经历了指数级增长。IC材料和设计的技术进步产生了多个IC时代，每个时代都具有比先前时代更小且更复杂的电路。在IC演进过程中，功能密度(即，每芯片面积中互连器件的数量)通常都在增加，同时几何尺寸(即，可以使用制造工艺创建的最小组件(或线))减小。这样的规模缩小工艺通常通过增加生产效率和降低相关成本来提供很多益处。这样的规模缩小还增加了加工和制造IC的复杂性。

例如，随着集成电路(IC)技术向更小的技术节点发展，引入了多栅极器件，以通过增加栅极沟道耦合、减少断态电流和减少短沟道效应(SCE)来改进栅极控制。多栅极器件通常是指在沟道区域的多侧上方设置有栅极结构、或部分栅极结构的器件。鳍式场效应晶体管(FinFET)和多桥沟道(MBC)晶体管是多栅极器件的示例，它们已成为高性能和低泄漏应用的热门和有前途的候选器件。FinFET具有由栅极在多侧上包裹(例如，栅极包裹从衬底延伸的半导体材料的“鳍”的顶部和侧壁)的提高的沟道。MBC晶体管具有栅极结构，栅极结构可以部分地或全部地在沟道区域周围延伸，以在两侧或更多侧上提供对沟道区域的访问。因为其栅极结构围绕沟道区域，MBC晶体管也可以称为围绕栅极晶体管(SGT)或全环栅(GAA)晶体管。MBC晶体管的沟道区域可以由纳米线、纳米板或其他纳米结构形成，并且因为这个原因，MBC晶体管也可以称为纳米线晶体管或纳米板晶体管。

多栅极晶体管的栅极切割部件或介电鳍限定了栅极结构的填充窗口。当栅极切割部件或介电鳍的宽度增加以减少相邻栅极结构之间的寄生电容时，栅极填充窗口可能会减少，从而难以形成令人满意的栅极结构。虽然常规的栅极切割部件或介电鳍通常对于其预期目的是令人满意的，但是它们并不是在所有方面都令人满意。

发明内容

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种半导体器件，包括：第一栅极结构和第二栅极结构，沿着方向对准；第一金属层，设置在第一栅极结构上方；第二金属层，设置在第二栅极结构上方；以及栅极隔离结构，在第一栅极结构和第二栅极结构之间以及第一金属层和第二金属层之间延伸。

根据本发明实施例的另一个方面，提供了一种半导体器件，包括：第一多个沟道构件，第一多个沟道构件垂直堆叠；第二多个沟道构件，第二多个沟道构件垂直堆叠；第一栅极结构，设置在第一多个沟道构件中的每个上方并且包裹环绕第一多个沟道构件中的每个，第一栅极结构包括：第一栅极介电层，和第一电极层，在第一栅极介电层上方；第二栅极结构，设置在第二多个沟道构件中的每个上方并且包裹环绕第二多个沟道构件中的每个，第二栅极结构包括：第二栅极介电层，和第二电极层，在第二栅极介电层上方；第一金属层，设置在第一栅极结构上方；第二金属层，设置在第二栅极结构上方；以及栅极隔离结构，在第一栅极结构和第二栅极结构之间以及在第一金属层和第二金属层之间延伸，其中，栅极隔离结构与第一电极层和第二电极层直接接触。

根据本发明实施例的又一个方面，提供了一种形成半导体器件的方法，包括：接收工件，工件包括：第一介电鳍、第二介电鳍和第三介电鳍，第一栅极结构，设置在第一介电鳍和第二介电鳍之间，和第二栅极结构，设置在第二介电鳍和第三介电鳍之间；在第一栅极结构和第二栅极结构上选择性地沉积第一金属层；选择性地去除第二介电鳍以形成隔离沟槽；以及在隔离沟槽中沉积介电材料以形成栅极隔离结构。

附图说明

当结合附图阅读时，从以下详细描述中将最好地理解本公开。应该强调的是，根据工业中的标准实践，各种部件没有按比例绘制，并且仅仅用于说明的目的。实际上，为了清楚的讨论，各种部件的尺寸可以被任意增加或减小。