具有栅极切割特征的半导体器件及其形成方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114664737A(43)申请公布日2022.06.24(21)申请号202210137474.5(22)申请日2022.02.15(30)优先权数据63/149,5762021.02.15US17/464,0502021.09.01US(71)申请人台湾积体电路制造股份有限公司地址中国台湾新竹(72)发明人苏焕杰游力蓁谌俊元张罗衡庄正吉程冠伦王志豪(74)专利代理机构北京东方亿思知识产权代理有限责任公司11258专利代理师陈蒙(51)Int.Cl.H01L21/8234(2006.01)H01L27/088(2006.01)权利要求书2页说明书17页附图26页(54)发明名称具有栅极切割特征的半导体器件及其形成方法(57)摘要本申请公开了具有栅极切割特征的半导体器件及其形成方法。根据本公开的方法包括提供具有衬底、第一多个沟道构件、第二多个沟道构件、接合第一多个沟道构件的第一栅极结构、接合第二多个沟道构件的第二栅极结构的工件。沟道构件、设置在第一和第二栅极结构之间的混合鳍、以及设置在混合鳍下方的隔离特征。该方法还包括在工件的前侧形成金属帽盖层。金属帽盖层电连接第一栅极结构与第二栅极结构。该方法还包括蚀刻隔离特征、蚀刻混合鳍、蚀刻金属帽盖层和沉积电介质材料以形成设置在第一和第二栅极结构之间的栅极隔离特征。CN114664737ACN114664737A权利要求书1/2页1.一种形成半导体器件的方法，包括：提供包括正面和背面的工件，所述工件包括衬底、在所述衬底的第一部分之上的第一多个沟道构件、在所述衬底的第二部分之上的第二多个沟道构件、接合所述第一多个沟道构件的第一栅极结构、接合所述第二多个沟道构件的第二栅极结构、设置在所述第一栅极结构和所述第二栅极结构之间的混合鳍、设置在所述混合鳍下方并且夹在所述衬底的第一部分和第二部分之间的隔离特征，其中，所述衬底在所述工件的背面，并且所述第一多个沟道构件和所述第二多个沟道构件在所述工件的正面；在所述工件的正面形成金属帽盖层，所述金属帽盖层电连接所述第一栅极结构和所述第二栅极结构；蚀刻所述隔离特征，从而在所述工件的背面形成暴露出所述混合鳍的开口；蚀刻所述混合鳍，从而将所述开口延伸至所述金属帽盖层的底表面；蚀刻所述金属帽盖层，从而将所述金属帽盖层划分为两个分段；以及将电介质材料沉积到所述开口中，从而形成设置在所述第一栅极结构和所述第二栅极结构之间的栅极隔离特征。2.根据权利要求1所述的方法，其中，沉积所述电介质材料密封所述第一栅极结构和所述第二栅极结构之间的气隙。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述气隙的顶部部分横向地位于经划分的金属帽盖层的两个分段之间。4.根据权利要求1所述的方法，还包括：将所述工件的正面粘合到载体衬底；以及在形成所述开口之前，翻转所述工件。5.根据权利要求1所述的方法，还包括：在形成所述开口之前，从所述工件的背面去除所述衬底的第一部分和第二部分以形成沟槽，其中，所述沟槽暴露出所述工件的背面处的所述第一栅极结构和所述第二栅极结构；以及在所述沟槽中沉积背面电介质层。6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述沟槽还暴露出邻接所述第一多个沟道构件和所述第二多个沟道构件的源极/漏极特征。7.根据权利要求1所述的方法，还包括：在蚀刻所述混合鳍之前，在所述开口的侧壁之上沉积电介质衬里。8.根据权利要求1所述的方法，还包括：在沉积所述电介质材料之前，修整所述第一栅极结构和所述第二栅极结构，从而扩大所述开口的宽度。9.一种形成半导体器件的方法，包括：在从衬底突出的基部部分之上形成多个沟道构件，所述沟道构件是竖直堆叠的；在所述基部部分的侧壁之上沉积隔离特征；在所述隔离特征之上形成第一电介质鳍和第二电介质鳍，该第一电介质鳍和第二电介质鳍将所述沟道构件夹在中间；在所述基部部分之上形成源极/漏极特征，该源极/漏极特征邻接所述沟道构件；2CN114664737A权利要求书2/2页在所述基部部分之上形成栅极结构，该栅极结构包围所述沟道构件中的每一者，其中，所述第一电介质鳍和所述第二电介质鳍与所述栅极结构的侧壁交界；蚀刻所述基部部分，从而形成从所述半导体器件的背面暴露出所述源极/漏极特征和所述栅极结构的第一沟槽；在所述第一沟槽中沉积第一电介质层；在所述半导体器件的背面形成掩模层，所述掩模层在所述第一电介质鳍的正下方具有掩模开口；穿过所述掩模开口蚀刻所述隔离特征，从而形成从所述半导体器件的背面暴露出所述第一电介质鳍的第二沟槽；从所述第二沟槽去除所述第一电介质鳍；以及在所述第二沟槽中沉积第二电介质层。10.一种半导体器件，包括：第一多个沟道构件，在第一背面电介质特征之上；第二多个沟道构件，在第二背面电介质特征之上；第一源极/漏极特征，邻接所述