DE102020112821A1 - DUMMY GATE INTERSECTION PROCESS AND RESULTING GATE STRUCTURES - Google Patents
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- H01L29/772—Field effect transistors
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- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
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- H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/06—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions
- H01L29/08—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions with semiconductor regions connected to an electrode carrying current to be rectified, amplified or switched and such electrode being part of a semiconductor device which comprises three or more electrodes
- H01L29/0843—Source or drain regions of field-effect devices
- H01L29/0847—Source or drain regions of field-effect devices of field-effect transistors with insulated gate
Abstract
Ein Verfahren umfasst das Bilden eines Dummy-Gatestapels, das Ätzen des Dummy-Gatestapels zur Bildung einer Öffnung, das Abscheiden einer ersten dielektrischen Schicht, die sich in die Öffnung erstreckt, und das Abscheiden einer zweiten dielektrischen Schicht auf der ersten dielektrischen Schicht, wobei sich die zweite dielektrische Schicht in die Öffnung erstreckt. Dann wird ein Planarisierungsprozess durchgeführt, um ein Gateisolationsgebiet zu bilden, das die erste dielektrische Schicht und die zweite dielektrische Schicht aufweist. Der Dummy-Gatestapel wird dann entfernt, um Gräben auf gegenüberliegenden Seiten des Gateisolationsgebietes zu bilden. Das Verfahren umfasst ferner das Durchführen eines ersten Ätzprozesses zur Entfernung von Seitenwandabschnitten der ersten dielektrischen Schicht, das Durchführen eines zweiten Ätzprozesses zur Abdünnung der zweiten dielektrischen Schicht und das Bilden von Ersatzgates in den Gräben.One method includes forming a dummy gate stack, etching the dummy gate stack to form an opening, depositing a first dielectric layer that extends into the opening, and depositing a second dielectric layer on the first dielectric layer, wherein the second dielectric layer extends into the opening. A planarization process is then performed to form a gate isolation region having the first dielectric layer and the second dielectric layer. The dummy gate stack is then removed to form trenches on opposite sides of the gate isolation region. The method further comprises performing a first etching process to remove sidewall sections of the first dielectric layer, performing a second etching process to thin the second dielectric layer, and forming replacement gates in the trenches.
Description
PRIORITÄTSANSPRUCH UND QUERVERWEISPRIORITY CLAIM AND CROSS REFERENCE
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der am 29. Oktober 2019 eingereichten vorläufigen US-Patentanmeldung mit der Anmeldenummer
TECHNISCHER HINTERGRUNDTECHNICAL BACKGROUND
Metall-Oxid-Halbleiter-Vorrichtungen (MOS) sind grundlegende Vorrichtungen in integrierten Schaltungen. Eine MOS-Vorrichtung hat typischerweise eine Gateelektrode mit Polysilizium, das mit p-Typ- oder n-Typ-Verunreinigungen mittels Dotierungsvorgänge wie Ionenimplantation oder thermischer Diffusion dotiert ist. Die Austrittsarbeit der Gateelektrode wurde an die Bandkante des Siliziums angepasst. Bei einer N-Metalloxidhalbleiter-Vorrichtung (NMOS-Vorrichtung) kann die Austrittsarbeit nahe an der Bandkante des Siliziums eingestellt werden. Für eine PMOS-Vorrichtung kann die Austrittsarbeit nahe an dem Valenzband des Siliziums eingestellt werden. Die Einstellung der Austrittsarbeit der Polysilizium-Gateelektrode kann durch die Auswahl geeigneter Verunreinigungen erreicht werden.Metal-oxide-semiconductor (MOS) devices are fundamental devices in integrated circuits. A MOS device typically has a gate electrode comprising polysilicon doped with p-type or n-type impurities through doping processes such as ion implantation or thermal diffusion. The work function of the gate electrode was adapted to the band edge of the silicon. In an N-metal oxide semiconductor (NMOS) device, the work function can be set close to the band edge of the silicon. For a PMOS device, the work function can be set close to the valence band of silicon. The adjustment of the work function of the polysilicon gate electrode can be achieved by the selection of suitable impurities.
MOS-Vorrichtungen mit Polysilizium-Gateelektroden zeigen einen Trägerverarmungseffekt, der auch als Polyverarmungseffekt bezeichnet wird. Der Polyverarmungseffekt tritt auf, wenn die angelegten elektrischen Felder Ladungsträger aus Gate-Gebieten nahe an Gatedielektrika verdrängen und Verarmungsschichten bilden. In einer n-dotierten Polysiliziumschicht enthält die Verarmungsschicht ionisierte nichtbewegliche Donorstellen, wobei in einer p-dotierten Polysiliziumschicht die Verarmungsschicht ionisierte nichtbewegliche Akzeptorstellen enthält. Der Verarmungseffekt führt zu einer Zunahme der effektiven Dicke eines Gatedielektrikums, wodurch es schwieriger wird, eine Inversionsschicht an der Oberfläche des Halbleiters zu erzeugen.MOS devices with polysilicon gate electrodes exhibit a carrier depletion effect, which is also referred to as the poly-depletion effect. The poly-depletion effect occurs when the applied electric fields displace charge carriers from gate regions close to gate dielectrics and form depletion layers. In an n-doped polysilicon layer, the depletion layer contains ionized immobile donor sites, and in a p-doped polysilicon layer the depletion layer contains ionized immobile acceptor sites. The depletion effect leads to an increase in the effective thickness of a gate dielectric, which makes it more difficult to produce an inversion layer on the surface of the semiconductor.
Das Polyverarmungsproblem kann durch die Bildung von Metall-Gateelektroden oder Metall-Silizid-Gateelektroden gelöst werden, wobei die in NMOS-Vorrichtungen und PMOS-Vorrichtungen verwendeten metallischen Gates auch Bandkante-Austrittsarbeit aufweisen können. Da die NMOS-Vorrichtungen und PMOS-Vorrichtungen unterschiedliche Anforderungen hinsichtlich der Austrittsarbeiten haben, werden Dual-Gate-CMOS-Vorrichtungen verwendet.The poly-depletion problem can be solved by forming metal gate electrodes or metal-silicide gate electrodes, and the metal gates used in NMOS devices and PMOS devices can also have band edge work functions. Since the NMOS devices and PMOS devices have different work function requirements, dual gate CMOS devices are used.
Bei der Bildung der Metall-Gateelektroden wird zunächst ein langes Dummy-Gate gebildet, das dann geätzt wird, so dass Abschnitte des langen Dummy-Gates voneinander getrennt werden. In die Öffnung, die der geätzte Abschnitt des langen Dummy-Gates hinterlässt, kann dann ein dielektrisches Material gefüllt werden. Das dielektrische Material wird dann poliert, was einen Abschnitt des dielektrischen Materials zwischen den verbleibenden Abschnitten des Dummy-Gates hinterlässt. Die abgetrennten Abschnitte des Dummy-Gates werden dann durch Metallgates ersetzt.When forming the metal gate electrodes, a long dummy gate is first formed, which is then etched so that sections of the long dummy gate are separated from one another. A dielectric material can then be filled into the opening left by the etched section of the long dummy gate. The dielectric material is then polished, leaving a portion of the dielectric material between the remaining portions of the dummy gate. The cut-off sections of the dummy gate are then replaced by metal gates.
FigurenlisteFigure list
Aspekte der vorliegenden Offenbarung lassen sich am besten anhand der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen verstehen. Es ist zu beachten, dass gemäß der branchenüblichen Praxis verschiedene Merkmale nicht maßstabsgetreu dargestellt sind. Vielmehr können die Abmessungen der verschiedenen Merkmale zugunsten einer klaren Erläuterung willkürlich vergrößert oder verkleinert sein.
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1-4 ,5A ,5B ,6 ,7A ,7B ,7C ,8A ,8B-1 ,8B-2 ,8C ,9A ,9B ,10 ,11A ,11B ,12A ,12B und12C veranschaulichen Querschnittsansichten, Draufsichten und perspektivische Ansichten von Zwischenstadien bei der Herstellung von Finnen-Feldeffekttransistoren (FinFETs) und Gateisolationsgebieten auf einer Dummy-Finne gemäß einigen Ausführungsformen. -
13 ,14A ,14B und15-19 veranschaulichen Querschnittsansichten und perspektivische Ansichten von Zwischenstadien bei der Herstellung von Finnen-Feldeffekttransistoren (FinFETs) und einem Gateisolationsgebiet auf einem Flachgrabenisolationsgebiet gemäß einigen Ausführungsformen. -
20 bis23 veranschaulichen Querschnittsansichten bei der Bildung von Gate-All-Around-Transistoren (GAA-Transistoren) und Gateisolationsgebieten gemäß einigen Ausführungsformen. -
24 und25 veranschaulichen die Bildung von Gateisolationsgebieten mit mehreren Schichten gemäß einigen Ausführungsformen. -
26 veranschaulicht einen Prozessablauf zur Herstellung von FinFETs und Gateisolationsgebieten gemäß einigen Ausführungsformen.
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1-4 ,5A ,5B ,6th ,7A ,7B ,7C ,8A ,8B-1 ,8B-2 ,8C ,9A ,9B ,10 ,11A ,11B ,12A ,12B and12C -
13th ,14A ,14B and15-19 10 illustrate cross-sectional and perspective views of intermediate stages in the manufacture of fin field effect transistors (FinFETs) and a gate isolation region on a shallow trench isolation region in accordance with some embodiments. -
20th to23 10 illustrate cross-sectional views in forming gate all around transistors (GAA transistors) and gate isolation regions in accordance with some embodiments. -
24 and25th illustrate the formation of gate isolation regions with multiple layers in accordance with some embodiments. -
26th illustrates a process flow for fabricating FinFETs and gate isolation regions in accordance with some embodiments.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION
Die folgende Offenbarung liefert viele verschiedene Ausführungsformen oder Beispiele für die Umsetzung verschiedener Merkmale der Erfindung. Um die vorliegende Offenbarung zu vereinfachen, werden nachstehend spezifische Beispiele für Komponenten und Anordnungen beschrieben. Diese sind natürlich nur Beispiele und sollen nicht einschränkend sein. Beispielsweise kann die Bildung eines ersten Merkmals über oder auf einem zweiten Merkmal in der folgenden Beschreibung Ausführungsformen umfassen, in denen das erste und das zweite Merkmal in direktem Kontakt gebildet sind, und kann auch Ausführungsformen umfassen, in denen zusätzliche Merkmale zwischen dem ersten und dem zweiten Merkmal gebildet sein können, so dass das erste und das zweite Merkmal möglichweise nicht in direktem Kontakt stehen. In der vorliegenden Offenbarung können ferner Bezugszeichen in den verschiedenen Beispielen wiederholt werden. Diese Wiederholung dient dem Zweck der Einfachheit und Klarheit und schreibt an sich keine Beziehung zwischen den verschiedenen Ausführungsformen und/oder Konfigurationen vor, die hierin diskutiert werden.The following disclosure provides many different embodiments or examples of implementing various features of the invention. To simplify the present disclosure, specific examples of components and arrangements are described below. These are of course only examples and are not intended to be limiting. For example, the formation of a first feature over or on a second feature in the following description may include embodiments in which the first and second features are formed in direct contact, and may also include embodiments in which additional features are between the first and second Feature can be formed so that the first and second features may not be in direct contact. In the present disclosure, reference numerals may also be repeated in the various examples. This repetition is for the purpose of simplicity and clarity and does not per se dictate a relationship between the various embodiments and / or configurations discussed herein.
Darüber hinaus können hier der Einfachheit halber räumlich relative Begriffe wie „unterliegend“, „unten“, „unter“, „darüberliegend“, „über“, „oben“ und dergleichen verwendet werden, um die Beziehung eines Elements oder Merkmals zu einem oder mehreren anderen Elementen oder Merkmalen zu beschreiben, wie sie in den Abbildungen dargestellt sind. Die räumlich relativen Begriffe sollen zusätzlich zu der in den Abbildungen dargestellten Ausrichtung verschiedene Ausrichtungen der in Gebrauch oder Betrieb befindlichen Vorrichtung umfassen. Die Vorrichtung kann anders ausgerichtet sein (um 90 Grad gedreht oder in anderen Ausrichtungen), und auch die hier verwendeten räumlich relativen Deskriptoren können entsprechend auszulegen sein.In addition, for the sake of simplicity, spatially relative terms such as “below”, “below”, “below”, “above”, “above”, “above” and the like can be used here to describe the relationship of an element or feature to one or more Describe other elements or features as shown in the illustrations. The spatially relative terms are intended to include various orientations of the device in use or operation in addition to the orientation shown in the figures. The device can be oriented differently (rotated by 90 degrees or in other orientations), and the spatially relative descriptors used here can also be designed accordingly.
Es werden Gateisolationsgebiete, Finnen-Feldeffekttransistoren (FinFETs) und ein Verfahren zu ihrer Herstellung gemäß verschiedenen Ausführungsformen bereitgestellt. Die Zwischenschritte bei der Bildung der Gateisolationsgebiete gemäß einiger Ausführungsformen werden veranschaulicht. Einige Variationen einiger Ausführungsformen werden diskutiert. Die hierin diskutierten Ausführungsformen sollen Beispiele schaffen, um die Herstellung oder Verwendung des Gegenstandes dieser Offenbarung zu ermöglichen, und ein Fachmann auf dem relevanten Gebiet wird leicht erkennen, welche Modifikationen innerhalb des in Betracht gezogenen Umfangs der verschiedenen Ausführungsformen vorgenommen werden können. In den verschiedenen Ansichten und veranschaulichenden Ausführungsformen werden zur Bezeichnung ähnlicher Elemente gleiche (oder ähnliche) Bezugszeichen verwendet. Obwohl hierin Ausführungsformen des Verfahrens in einer bestimmten Reihenfolge diskutiert werden können, können andere Ausführungsformen des Verfahrens in jeder logischen Reihenfolge ausführbar sein.Gate isolation regions, fin field effect transistors (FinFETs) and a method for their production in accordance with various embodiments are provided. The intermediate steps in forming the gate isolation regions in accordance with some embodiments are illustrated. Some variations of some embodiments are discussed. The embodiments discussed herein are intended to provide examples to enable the manufacture or use of the subject matter of this disclosure, and one skilled in the relevant art will readily appreciate what modifications can be made within the contemplated scope of the various embodiments. Like (or similar) reference characters are used to refer to like elements throughout the several views and illustrative embodiments. Although embodiments of the method may be discussed herein in a particular order, other embodiments of the method may be practicable in any logical order.
Gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung umfasst die Herstellung von Gateisolationsgebieten das Ätzen eines Dummy-Gates zur Bildung einer Öffnung, das Füllen der Öffnung mit einer ersten dielektrischen Schicht und einer zweiten Schicht sowie die Durchführung eines Planarisierungsprozesses. Das Gate-Dummy wird dann entfernt. Ein erster Ätzprozess wird durchgeführt, um die freiliegenden Seitenwandabschnitte der ersten dielektrischen Schicht zu entfernen. Dann wird ein zweiter Ätzprozess durchgeführt, um die zweite dielektrische Schicht abzudünnen, so dass das resultierende Gateisolationsgebiet eine konkave Form in der Draufsicht aufweist. Anschließend werden Ersatzgates auf gegenüberliegenden Seiten der Gateisolationsgebiete gebildet.According to some embodiments of the present disclosure, the production of gate isolation regions includes etching a dummy gate to form an opening, filling the opening with a first dielectric layer and a second layer, and performing a planarization process. The gate dummy is then removed. A first etch process is performed to remove the exposed sidewall portions of the first dielectric layer. A second etching process is then carried out in order to thin the second dielectric layer so that the resulting gate insulation region has a concave shape in plan view. Replacement gates are then formed on opposite sides of the gate isolation regions.
Die STI-Gebiete
Mit Bezug auf
Bei den oben abgebildeten Ausführungsformen können die Finnen mit jedem geeigneten Verfahren strukturiert werden. Beispielsweise können die Finnen durch ein oder mehrere Photolithographieprozesse strukturiert werden, einschließlich Doppel- oder Mehrfachstrukturierungsprozesse. Im Allgemeinen werden bei Doppel- oder Mehrfachstrukturierungsprozessen die Photolithographie und selbstausrichtende Verfahren kombiniert, wodurch Strukturen erzeugt werden können, die beispielsweise kleinere Teilungen aufweisen als solche, die sonst durch einen einzigen, direkten Photolithographieprozess erzielt werden können. In einer Ausführungsform wird beispielsweise eine Opferschicht über einem Substrat gebildet und durch einen Photolithographieprozess strukturiert. Neben der strukturierten Opferschicht werden Abstandhalter durch einen selbstausrichtenden Prozess gebildet. Die Opferschicht wird dann entfernt, und die verbleibenden Abstandhalter oder Dorne können dann zur Strukturierung der Finnen verwendet werden.In the embodiments illustrated above, the fins can be structured using any suitable method. For example, the fins can be patterned by one or more photolithography processes, including double or multiple patterning processes. In general, in double or multiple structuring processes, photolithography and self-aligning methods are combined, whereby structures can be produced which, for example, have smaller pitches than those which can otherwise be achieved by a single, direct photolithography process. In one embodiment, for example, a sacrificial layer is formed over a substrate and patterned by a photolithography process. In addition to the structured sacrificial layer, spacers are formed through a self-aligning process. The sacrificial layer is then removed and the remaining spacers or mandrels can then be used to structure the fins.
Mit Bezug weiter auf
Als nächstes werden Gateabstandhalter
Gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung wird ein Ätzschritt durchgeführt, um die Abschnitte der hervorstehenden Finnen
Als nächstes werden Epitaxiegebiete (Source/Drain-Gebiete)
Mit Bezug auf
Als nächstes werden die Öffnungen
Mit Bezug auf
Wie in
Die Dummy-Gatestapel
Mit Bezug auf
Mit Bezug auf
Gemäß einigen Ausführungsformen kann bei der Durchführung eines der Ätzprozesse
Wenn ein Nassätzen in dem ersten Ätzprozess
Gemäß alternativen Ausführungsformen kann anstelle der Durchführung von zwei Ätzprozessen unter Verwendung unterschiedlicher Ätzchemikalien ein und derselbe Ätzprozess durchgeführt werden, um sowohl die dielektrische Schicht
Dielektrische Schichten
Durch das Ätzen der dielektrischen Schichten
Ferner ist der Winkel θ, der zwischen den Seitenwänden der Gateisolationsgebiet
Die Ersatzgatestapel
Als nächstes, wie in
Die Verfahren zur Herstellung von Gateisolationsgebieten können auch auf die Herstellung anderer Transistortypen als FinFETs angewandt werden. Die Prozesse können beispielsweise beim Schneiden von Dummy-Gates für Planartransistoren, Gate-All-Around-Transistoren (GAA-Transistoren) oder dergleichen angewendet werden.
Mit Bezug auf
Gemäß einigen Ausführungsformen sind die Form der Struktur in der perspektivischen Ansicht und in der Draufsicht wie in
Mit Bezug auf
In nachfolgenden Prozessen werden Opferfilme
Gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung weist die Gateisolationsgebiet
Die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung weisen einige vorteilhafte Merkmale auf. Durch die Bildung von mehrschichtigen Gateisolationsgebieten und das Ätzen der mehreren Schichten werden die Profile der Eckgebiete der Gateisolationsgebiete geformt, wobei keine Hinterschnitte und scharfen Ecken gebildet sind. Die Herstellung von Ersatzgates ist daher einfacher, und die Bildung von Hohlräumen ist unwahrscheinlicher.The embodiments of the present disclosure have several advantageous features. The profiles of the corner regions of the gate insulation regions are formed by the formation of multi-layer gate insulation regions and the etching of the several layers, with no undercuts and sharp corners being formed. The manufacture of replacement gates is therefore easier and the formation of voids is less likely.
Gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung umfasst ein Verfahren das Bilden eines Dummy-Gatestapels; das Ätzen des Dummy-Gatestapels zur Bildung einer Öffnung; das Abscheiden einer ersten dielektrischen Schicht, die sich in die Öffnung erstreckt; das Abscheiden einer zweiten dielektrischen Schicht auf der ersten dielektrischen Schicht, die sich in die Öffnung erstreckt; das Durchführen eines Planarisierungsprozesses, um ein Gateisolationsgebiet zu bilden, das die erste dielektrische Schicht und die zweite dielektrische Schicht aufweist; das Entfernen von Abschnitten des Dummy-Gatestapels auf gegenüberliegenden Seiten des Gateisolationsgebietes, um Gräben zu bilden; das Durchführen eines ersten Ätzprozesses, um Seitenwandabschnitte der ersten dielektrischen Schicht zu entfernen; das Durchführen eines zweiten Ätzprozesses, um die zweite dielektrische Schicht abzudünnen; und das Bilden von Ersatzgates in den Gräben. In einer Ausführungsform weist die erste dielektrische Schicht bei dem ersten Ätzprozess eine höhere Ätzrate auf als die zweite dielektrische Schicht, und die erste dielektrische Schicht weist eine niedrigere Ätzrate bei dem zweiten Ätzprozess auf als die zweite dielektrische Schicht. In einer Ausführungsform bewirken der erste Ätzprozess und der zweite Ätzprozess, dass das Gateisolationsgebiet konkave Seitenwände aufweist, die den Gräben zugewandt sind. In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren ferner das Bilden einer dielektrischen Dummy-Finne, die aus den Isolationsgebieten hervorsteht, welche auf gegenüberliegenden Seiten der dielektrischen Dummy-Finne liegen, und das Gateisolationsgebiet weist eine Bodenfläche auf, die mit der dielektrischen Dummy-Finne in Kontakt steht. In einer Ausführung umfasst das Verfahren ferner das Bilden eines Flachgrabenisolationsgebietes, das sich in ein Halbleitersubstrat erstreckt, wobei das Gateisolationsgebiet eine Bodenfläche aufweist, die das Flachgrabenisolationsgebiet kontaktiert. In einer Ausführungsform erstreckt sich der Dummy-Gatestapel auf zwei benachbarte Halbleiterfinnen. In einer Ausführungsform erstreckt sich der Dummy-Gatestapel auf zwei benachbarten Stapeln gestapelter Schichten, und jeder Stapel der gestapelten Schichten weist abwechselnd Kanalschichten und Opferfilme auf, und das Verfahren umfasst ferner das Entfernen der Opferfilme.According to some embodiments of the present disclosure, a method includes forming a dummy gate stack; etching the dummy gate stack to form an opening; depositing a first dielectric layer extending into the opening; depositing a second dielectric layer on the first dielectric layer extending into the opening; performing a planarization process to form a gate isolation region having the first dielectric layer and the second dielectric layer; removing portions of the dummy gate stack on opposite sides of the gate isolation region to form trenches; performing a first etch process to remove sidewall portions of the first dielectric layer; performing a second etch process to thin the second dielectric layer; and forming replacement gates in the trenches. In one embodiment, the first dielectric layer has a higher etching rate in the first etching process than the second dielectric layer, and the first dielectric layer has a lower etching rate in the second etching process than the second dielectric layer. In one embodiment, the first etching process and the second etching process have the effect that the gate insulation region has concave side walls that face the trenches. In one embodiment, the method further includes forming a dummy dielectric fin protruding from the isolation regions located on opposite sides of the dummy dielectric fin, and the gate isolation region has a bottom surface that is in contact with the dummy dielectric fin . In one embodiment, the method further comprises forming a shallow trench isolation region that extends into a semiconductor substrate, wherein the gate isolation region has a bottom surface that contacts the shallow trench isolation region. In one embodiment, the dummy gate stack extends onto two adjacent semiconductor fins. In one embodiment, the dummy gate stack extends over two adjacent stacks of stacked layers, and each stack of the stacked layers includes alternating channel layers and sacrificial films, and the method further includes removing the sacrificial films.
Gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung weist eine Struktur ein erstes Halbleitergebiet und ein zweites Halbleitergebiet; einen ersten Gatestapel und einen zweiten Gatestapel auf dem ersten Halbleitergebiet und dem zweiten Halbleitergebiet; ein dielektrisches Gebiet zwischen dem ersten Halbleitergebiet und dem zweiten Halbleitergebiet; und ein Gateisolationsgebiet zwischen dem ersten Gatestapel und dem zweiten Gatestapel, wobei eine untere Oberfläche des Gateisolationsgebietes das dielektrische Gebiet kontaktiert, und wobei das Gateisolationsgebiet in einer Draufsicht konkave Seitenwände in Kontakt mit dem ersten Gatestapel und dem zweiten Gatestapel aufweist. In einer Ausführungsform weist die Struktur ferner einen ersten Gateabstandhalter und einen zweiten Gateabstandhalter auf, die auf gegenüberliegenden Seiten des Gateisolationsgebietes angeordnet sind und diesen kontaktieren. In einer Ausführungsform kontaktieren der erste Gateabstandhalter und der zweite Gateabstandhalter den ersten Gatestapel und den zweiten Gatestapel. In einer Ausführungsform hat das Gateisolationsgebiet einen unteren Abschnitt, der das dielektrische Gebiet kontaktiert, wobei die oberen Abschnitte des unteren Teils schmaler als die jeweiligen unteren Abschnitte des unteren Teils sind. In einer Ausführungsform weist das Gateisolationsgebiet eine erste dielektrische Schicht und eine zweite dielektrische Schicht auf. Die erste dielektrische Schicht weist einen unteren Abschnitt und zwei Seitenwandabschnitte auf, die über dem unteren Abschnitt liegen und mit gegenüberliegenden Enden des unteren Abschnitts verbunden sind. Die zweite dielektrische Schicht liegt zwischen den beiden Seitenwandabschnitten. In einer Ausführungsform sind die erste dielektrische Schicht und die zweite dielektrische Schicht aus verschiedenen Materialien gebildet. In einer Ausführungsform sind die erste dielektrische Schicht und die zweite dielektrische Schicht aus demselben Material gebildet, und die erste dielektrische Schicht und die zweite dielektrische Schicht haben verschiedene Porositätswerte.According to some embodiments of the present disclosure, a structure includes a first semiconductor region and a second semiconductor region; a first gate stack and a second gate stack on the first semiconductor region and the second semiconductor region; a dielectric region between the first semiconductor region and the second semiconductor region; and a gate isolation region between the first gate stack and the second gate stack, wherein a lower surface of the gate isolation region contacts the dielectric region, and wherein the gate isolation region has concave sidewalls in contact with the first gate stack and the second gate stack in a plan view. In one embodiment, the structure furthermore has a first gate spacer and a second gate spacer, which are arranged on opposite sides of the gate isolation region and contact the latter. In one embodiment, the first gate spacer and the second gate spacer contact the first gate stack and the second gate stack. In one embodiment, the gate isolation region has a lower portion that contacts the dielectric region, the upper portions of the lower part being narrower than the respective lower portions of the lower part. In one embodiment, the gate insulation region has a first dielectric layer and a second dielectric layer. The first dielectric layer has a lower portion and two sidewall portions overlying the lower portion and connected to opposite ends of the lower portion. The second dielectric layer lies between the two side wall sections. In one embodiment, the first dielectric layer and the second dielectric layer are formed from different materials. In one embodiment, the first dielectric layer and the second dielectric layer are formed from the same material, and the first dielectric layer and the second dielectric layer have different porosity values.
Gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung weist eine Struktur einen ersten Gatestapel und einen zweiten Gatestapel auf. Der erste Gatestapel weist ein erstes Gatedielektrikum und eine erste Gateelektrode auf, die einen ersten unteren Abschnitt des ersten Gatedielektrikums überlappt. Der zweite Gatestapel weist ein zweites Gatedielektrikum auf; und eine zweite Gateelektrode, die einen zweiten unteren Abschnitt des zweiten Gatedielektrikums überlappt. Die Struktur weist ferner einen ersten Gateabstandhalter; und ein Gateisolationsgebiet zwischen dem ersten Gatestapel und dem zweiten Gatestapel auf, wobei das Gateisolationsgebiet eine erste dielektrische Schicht, die einen unteren Abschnitt und zwei Seitenwandabschnitte aufweist, die über gegenüberliegenden Enden des unteren Abschnitts und mit diesen verbunden sind, wobei die erste dielektrische Schicht eine erste Grenzfläche mit dem ersten Gatestapel und eine zweite Grenzfläche mit dem ersten Gateabstandhalter bildet und die erste Grenzfläche und die zweite Grenzfläche einen spitzen Winkel bilden; und eine zweite dielektrische Schicht zwischen den beiden Seitenwandabschnitten aufweist. In einer Ausführungsform weist die Struktur ferner einen zweiten Gateabstandhalter auf, wobei sowohl der erste Gateabstandhalter als auch der zweite Gateabstandhalter das Gateisolationsgebiet kontaktieren. In einer Ausführungsform sind die erste dielektrische Schicht und die zweite dielektrische Schicht aus unterschiedlichen Materialien gebildet. In einer Ausführungsform sind die erste dielektrische Schicht und die zweite dielektrische Schicht aus demselben Material gebildet und haben unterschiedliche Dichtewerte. In einer Ausführungsform kontaktieren sowohl die erste dielektrische Schicht als auch die zweite dielektrische Schicht sowohl mit dem ersten Gatestapel als auch mit dem zweiten Gatestapel. In einer Ausführungsform weist die Struktur ferner ein dielektrisches Gebiet auf, das unter dem Gateisolationsgebiet liegt und dieses kontaktiert, wobei das dielektrische Gebiet eine erste Grenzfläche mit dem Gateisolationsgebiet bildet und der untere Abschnitt der ersten dielektrischen Schicht eine zweite Grenzfläche mit der zweiten dielektrischen Schicht bildet und die zweite Grenzfläche kürzer als die erste Grenzfläche ist.According to some embodiments of the present disclosure, a structure includes a first gate stack and a second gate stack. The first gate stack has a first gate dielectric and a first gate electrode that overlaps a first lower portion of the first gate dielectric. The second gate stack has a second gate dielectric; and a second gate electrode overlapping a second lower portion of the second gate dielectric. The structure further includes a first gate spacer; and a gate isolation region between the first gate stack and the second gate stack, the gate isolation region having a first dielectric layer having a lower portion and two sidewall portions over and connected to opposite ends of the lower portion, the first dielectric layer being a first Forms an interface with the first gate stack and a second interface with the first gate spacer, and the first interface and the second interface form an acute angle; and a second dielectric layer between the two sidewall portions. In one embodiment, the structure further comprises a second gate spacer, wherein both the first gate spacer and the second gate spacer contact the gate isolation region. In one embodiment, the first dielectric layer and the second dielectric layer are formed from different materials. In one embodiment, the first dielectric layer and the second dielectric layer are formed from the same material and have different density values. In one embodiment, both the first dielectric layer and the second dielectric layer contact both the first gate stack and the second gate stack. In one embodiment, the structure furthermore has a dielectric region which lies beneath the gate insulation region and makes contact therewith, wherein the dielectric region forms a first interface with the gate insulation region and the lower section of the first dielectric layer forms a second interface with the second dielectric layer and the second interface is shorter than the first interface.
Die vorstehenden Ausführungen umreißen die Merkmale verschiedener Ausführungsformen, so dass der fachkundige Leser die Aspekte der vorliegenden Offenbarung besser verstehen kann. Der Fachmann sollte erkennen, dass die vorliegende Offenbarung ohne weiteres als Grundlage für die Gestaltung oder Änderung anderer Prozesse und Strukturen verwendet werden kann, um die gleichen Zwecke zu verwirklichen und/oder die gleichen Vorteile der hier vorgestellten Ausführungsformen zu erreichen. Der Fachmann sollte ferner erkennen, dass solche äquivalenten Konstruktionen nicht vom Geist und Umfang der vorliegenden Offenbarung abweichen und dass verschiedene Änderungen, Substitutionen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.The foregoing outlines the features of various embodiments so that those skilled in the art may better understand aspects of the present disclosure. Those skilled in the art should recognize that the present disclosure can readily be used as a basis for designing or changing other processes and structures in order to achieve the same purposes and / or achieve the same advantages of the embodiments presented here. It should also be recognized by those skilled in the art that such equivalent constructions do not depart from the spirit and scope of the present disclosure, and that various changes, substitutions, and modifications can be made without departing from the spirit and scope of the present disclosure.
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