鳍片型场效应晶体管装置的制作方法

本发明实施例涉及一种鳍片型场效应晶体管装置及其制造方法。

背景技术：

由于半导体装置的栅极宽度和沟道长度持续缩小，所以已经研发出非平面或三维场效应晶体管结构，例如，具有升高的垂直鳍片的鳍片型场效应晶体管(fin-typefieldeffecttransistor，finfet)以提高晶体管的操作速度。升高的和狭窄的鳍片能够使晶片区域被更有效使用，不过也导致具有高纵横比的场效应晶体管。

技术实现要素：

本发明的实施例提供一种鳍片型场效应晶体管(finfet)装置。鳍片型场效应晶体管装置包括衬底、至少一个栅极堆叠结构、间隔物、源极和漏极区域、介电层、至少一个鞘结构以及至少一个金属连接器。至少一个栅极堆叠结构安置在衬底上，并且间隔物安置在至少一个栅极堆叠结构的侧壁上。间隔物包含第一间隔物和第二间隔物并且第一间隔物的第一高度大于第二间隔物的第二高度。源极和漏极区域安置在衬底中并且位于至少一个栅极堆叠结构的相对侧。介电层安置在衬底上并且位于至少一个栅极堆叠结构上。介电层包含至少一个接触开口，接触开口暴露源极和漏极区域、第一和第二间隔物以及至少一个栅极堆叠结构的一部分。至少一个鞘结构安置在至少一个接触开口内。至少一个鞘结构与第一和第二间隔物以及至少一个栅极堆叠结构的暴露部分接触而不覆盖源极和漏极区域。至少一个金属连接器安置在至少一个鞘结构内并且在至少一个接触开口内，并且至少一个金属连接器连接到源极和漏极区域。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

当结合附图阅读时，从以下详细描述最好地理解本发明的各方面。应注意，根据行业中的标准惯例，各种特征未按比例绘制。事实上，为了论述清楚起见，可以任意增加或减小各种特征的尺寸。

图1说明根据本发明的一些实施例的示例性finfet装置的截面图。

图2a-2g是示出根据本发明的一些实施例的用于形成finfet装置的制造方法的各个阶段所制得的finfet装置的截面图和俯视图。

图3是示出根据本发明的一些实施例的用于形成finfet装置的制造方法的过程步骤的示例性流程图。

元件符号说明：

10：finfet装置

102：衬底

104：沟道区域

110：栅极堆叠结构

110a：栅极堆叠结构110的顶部表面

112：侧壁

114：栅极介电条

116：栅极电极条

118：硬掩模条

120：间隔物

120a：第一间隔物

120b：第二间隔物

125：源极和漏极区域

130：介电层

130a：介电层130的顶部

131：介电层

131a：介电层131的顶部表面

132：接触开口

132b：接触开口132的侧壁

134：粘附层

135：鞘结构

140：金属连接器

140a：金属连接器140的顶部表面

142：顶盖层

150：掩模图案

152：孔。

具体实施方式

以下公开内容提供用于实施所提供的标的物的不同特征的许多不同实施例或实例。下文描述组件以和布置的具体实例以简化本发明。当然，这些组件和布置仅为实例且并不意图为限制性的。举例来说，在以下描述中第一特征在第二特征上方或上的形成可包含第一特征和第二特征直接接触地形成的实施例，并且还可包含额外特征可在第一特征和第二特征之间形成使得第一特征和第二特征可不直接接触的实施例。另外，本发明可能在各个实例中重复参考标号和/或字母。此重复是出于简化和清晰的目的且本身并不指示所论述的各种实施例和/或配置之间的关系。

此外，为了易于描述，在本文中可使用例如“在…下方”、“在…下”、“下部”、“在…上”、“上部”等等的空间相关术语，以描述如图中所说明的一个元件或特征相对于另一元件或特征的关系。除图中所描绘的定向以外，与空间相关的术语意图包涵在使用中的装置或操作的不同定向。设备可以其它方式定向(旋转90度或在其它定向处)，且本文中所使用的空间上相对的描述词同样地可相应地进行解释。

本发明的实施例描述了finfet装置的示例性制造过程以及从其中制造的finfet装置。finfet装置可以形成于单晶半导体衬底上，例如，在本发明的某些实施例中的块状硅(bulksilicon)衬底。在一些实施例中，作为替代方案，finfet装置可以形成于绝缘体上硅(silicon-on-insulator，soi)衬底或绝缘体上锗(germanium-on-insulator，goi)衬底上。并且，根据实施例，硅衬底可以包括其它传导层、掺杂区或其它半导体元件，例如，晶体管、二极管或类似物。实施例意图提供进一步的解释但是并非用于限制本发明的范围。

图1说明根据本发明的一些实施例的示例性finfet装置的截面图。在图1中，finfet装置10包括：形成于衬底102上的至少一个栅极堆叠结构110；形成于栅极堆叠结构110的相对的侧壁112上的间隔物120；以及位于衬底102内并且在栅极堆叠结构110的两个相对侧处的源极和漏极区域125。在一些实施例中，finfet装置10还包括：介电层131，其位于栅极堆叠结构110和间隔物120上方并且覆盖栅极堆叠结构110和间隔物120；至少一个金属连接器140，其连接到源极和漏极区域125；以及位于金属连接器140与介电层131和间隔物120之间的鞘结构135。在一些实施例中，栅极堆叠结构110包含多晶硅栅极结构或替代金属栅极结构。在一些实施例中，位于间隔物120和栅极堆叠结构110旁边的源极和漏极区域125是应变源极和漏极区域。finfet装置10预定位于衬底102的隔离结构(未示出)之间。在一些实施例中，finfet装置10是p型finfet装置。在一些实施例中，finfet装置10是n型finfet装置。

在图1中，在某些实施例中，间隔物120包含第一间隔物120a和第二间隔物120b并且第一间隔物的第一高度h1大于第二间隔物的第二高度h2。在一些实施例中，介电层131包含一个或多个接触开口132，并且接触开口132暴露源极和漏极区域125、第一和第二间隔物以及栅极堆叠结构110的一部分。在一些实施例中，鞘结构135会与第一间隔物120a和第二间隔物120b以及栅极堆叠结构110的暴露部分接触，但不覆盖住源极和漏极区域125。在某些实施例中，栅极堆叠结构110的硬掩模条118的顶部尺寸cdt小于硬掩模条118的底部尺寸cdb。

图2a-2g说明根据本发明的一些实施例用于形成finfet装置的制造方法的各个阶段所制得的finfet装置的截面图和俯视图。在图2a中，提供形成有至少一个栅极堆叠结构110以及源极和漏极区域125的衬底102。衬底102是例如单晶半导体衬底或soi衬底。在一些实施例中，衬底102是硅衬底。在一些实施例中，一个以上栅极堆叠结构110形成于衬底102上并且栅极堆叠结构110是平行布置的条形状的结构。在图2a中，示出了两个栅极堆叠结构110，并且栅极堆叠结构110的数目是出于说明性目的而非意图限制本发明的结构。在一些实施例中，栅极堆叠结构110包含多晶硅栅极结构或替代金属栅极结构。在一些实施例中，栅极堆叠结构110包括栅极介电条114、位于栅极介电条114上的栅极电极条116以及位于栅极电极条116上的硬掩模条118。并且，包含第一间隔物120a和第二间隔物120b的间隔物120位于栅极堆叠结构110的相对侧壁112上。在一些实施例中，栅极堆叠结构110通过以下步骤形成：形成栅极介电层(未示出)、沉积栅极电极材料层(未示出)、栅极电极材料层上的硬掩模层(未示出)且接着图案化硬掩模层、栅极电极材料层和栅极介电层以形成栅极介电条114、栅极电极条116和硬掩模条118。栅极电极条116的材料包括掺杂或未掺杂的多晶硅或含金属传导材料。含金属传导材料包括铝(al)、铜(cu)、钨(w)、钴(co)、钛(ti)、钽(ta)、钌(ru)、tin、tial、tialn、tan、tac、nisi、cosi或其组合。在一些实施例中，栅极介电条114的材料包括氧化硅、氮氧化硅、氮化硅或其组合。在一些实施例中，栅极介电条114的材料包括高介电常数(high-k)介电材料，并且高介电常数介电材料具有的k值大于大约7.0并且包含金属氧化物或金属硅酸盐例如铪(hf)、al、锆(zr)、镧(la)、镁(mg)、钡(ba)、ti、铅(pb)的硅酸盐及其组合。取决于finfet装置10是否是p型finfet装置或是n型finfet装置，栅极介电条114和/或栅极电极条116的材料是基于产品需求选择的。在一个实施例中，硬掩模条118由例如氮化硅、氧化硅或其组合形成。在一些实施例中，间隔物120的第一间隔物或第二间隔物可以是单层或多层结构。在某些实施例中，第一间隔物和第二间隔物的材料包含氮化硅、氮氧化硅，其组合或其它合适的介电材料。在一些实施例中，间隔物120的第一间隔物和第二间隔物通过以下步骤形成：沉积介电材料(未示出)的毯覆层并且执行各向异性刻蚀过程以在栅极堆叠结构110的相对的侧壁112上形成第一间隔物120a和第二间隔物120b(间隔物120的对)。

在图2a中，源极和漏极区域125形成在衬底102内且在栅极堆叠结构110和间隔物120旁边。在一些实施例中，源极和漏极区域125是应变(strained)的源极和漏极区域或升高的外延源极和漏极区域(raisedepitaxialsourceanddrainregions)。在一些实施例中，源极和漏极区域125通过使用一个或多个各向异性蚀刻与各向同性蚀刻过程使衬底102的一部分在预定为源极和漏极区域的位置处凹陷并且用应变材料(未示出)填满衬底102的凹陷部分形成。因为沟道区域位于栅极堆叠结构110的相对侧处的源极和漏极区域125之间，所以沟道区域104是经受应变或经受应力的以增大装置的载流子迁移率并且增强装置性能。在一些实施例中，源极和漏极区域125中的一些是实质上与衬底表面共面的或略微地突出衬底表面上。在某些实施例中，如果finfet装置10是p型finfet装置，那么应变材料是锗化硅(sige)，或者如果finfet装置10是n型finfet装置，那么应变材料是碳化硅(sic)。在一些实施例中，源极和漏极区域125是使用循环沉积蚀刻(cyclicdeposition-etch，cde)外延过程或选择性外延生长(selectiveepitaxialgrowth，seg)过程形成的以形成高晶体质量的应变材料。在一个实施例中，源极和漏极区域是应变源极和漏极区域并且源极和漏极区域125的材料包括硼掺杂的sige，其通过原位掺杂的选择性外延生长(selectivelygrowingepitaxywithin-situdoping)所形成。在某些实施例中，可选择地通过硅化工艺形成硅化物层(未示出)於源极和漏极区域125。

在图2b中，介电层130形成在衬底102上覆盖栅极堆叠结构110、间隔物120以及源极和漏极区域125。在一些实施例中，介电层130是层间介电(inter-layerdielectric，ild)层。在一个实施例中，介电层130形成为填满栅极堆叠结构110之间的间隙直至介电层130的顶部表面130a高于栅极堆叠结构110的顶部表面110a。在一些实施例中，介电层130包含选自氧化硅、氮化硅、sic、碳氮化硅(sicn)或低介电常数(low-k)介电材料的至少一种介电材料。低介电常数介电材料具有低于大约4.0的k值并且包含通过等离子体增强化学气相沉积(plasma-enhancedchemicalvapordeposition，pecvd)或旋涂方法形成的含碳氧化物或硅酸盐玻璃。在形成介电层130之后，包含多个孔152的掩模图案150形成于介电层130上。掩模图案150用作在随后过程中蚀刻底层介电层130的蚀刻掩模。在一些实施例中，掩模图案150包含光刻剂材料。孔152的位置对应于随后形成的接触孔的期望的位置。

参考图2c，通过蚀刻贯穿介电层130，介电层130(图2b)图案化以在源极和漏极区域125上形成多个接触开口132。在一些实施例中，介电层130被蚀刻直至源极和漏极区域125暴露并且图案化介电层131仍然覆盖栅极堆叠结构110。在一些实施例中，掩模图案150(图2b)在介电层130的蚀刻期间被移除或者在介电层130的蚀刻之后被移除。在某些实施例中，接触开口132的形成(介电层130的蚀刻)包括一个或多个各向异性蚀刻过程、反应性离子蚀刻(rie)过程或其组合。在一些实施例中，接触开口132位于两个最邻近的栅极堆叠结构110之间，且通过接触开口132暴露源极和漏极区域125的部分与间隔物120。在某些实施例中，接触开口132的形状(从俯视图中)是根据掩模图案的设计确定的并且取决于产品需求而可以是圆形的、椭圆形的、四边形的或呈任何多边形形状。本文中描述的接触开口可以是圆形的或多边形的孔或者衬底102的延伸一特定长度的沟槽。

在图2c中，看介电层130(图2b)、硬掩模条118和/或间隔物120所选择的材料为何来决定，通常可调节蚀刻的蚀刻速率和蚀刻选择性使得介电层130向下蚀刻以暴露出源极和漏极区域125。在某些实施例中，由于栅极堆叠结构110之间的紧密间隔与高纵横比的接触开口132，为了移除在源极和漏极区域125上的介电层130，蚀刻介电层130造成第二间隔物120b的下拉(pullingdown)和硬掩模条118的部分移除。在一个实施例中，虽然源极和漏极区域上的介电层130被移除，但是栅极堆叠结构110的栅极电极条116被接触开口132几乎暴露出来或暴露出来的，这是因为硬掩模条118和第二间隔物120b在蚀刻(图案化)介电层130期间被部分地移除。在一个实施例中，由于接触开口132的高纵横比，用于蚀刻的过程窗口(processwindow)实际上较小并且过度蚀刻(over-etching)会发生在介电层130、硬掩模条118和第二间隔物120b上，这使得栅极堆叠结构110的转角(或边缘)被切割，接触开口132在一侧处倾斜并且在上部部分处更宽。在接触开口的形成过程，此类过度蚀刻可能在栅极堆叠结构的一侧或两侧中发生，并且第一和第二间隔物中的任一者或两者被下拉。在一个实施例中，栅极堆叠结构110的一侧在图案化介电层130期间是过度蚀刻的，部分移除的硬掩模条118具有小于底部尺寸cdb的顶部尺寸cdt，并且在栅极堆叠结构110的一侧上的部分移除的第二间隔物120b具有第二高度h2小于第一间隔物120a的第一高度h1。也就是说，第二间隔物被从相当于h1的高度下拉到较低高度h2。在某些实施例中，取决于接触开口132的斜度，部分移除的硬掩模条118的顶部尺寸cdt小于部分移除的硬掩模条118的底部尺寸cdb，并且底部尺寸cdb与顶部尺寸cdt之间的差值范围介于5nm到1000nm间。在某些实施例中，取决于接触开口132的斜度，第一高度h1和第二高度h2之间的差值范围介于10nm到1000nm间。在一个实施例中，一些介电层130残留在第一间隔物120a上而第二间隔物120b被下拉到第二高度h2。

在一些实施例中，如图2d中所示，在介电层130的蚀刻之后，在衬底102上形成实质上共形到上文描述的结构(第一间隔物120a、暴露的源极和漏极区域125、部分移除的第二间隔物120b、部分移除的硬掩模条118和位于栅极堆叠结构110上方的图案化介电层131)的拓扑结构(topology)的毯覆式粘附层134。在某些实施例中，粘附层134实质上共形到接触开口132的轮廓并且均匀地覆盖接触开口132的侧壁132b以及源极和漏极区域125。在一些实施例中，粘附层134的材料可以与间隔物120的材料相同或不同，并且粘附层134的材料包含氮化硅、氮氧化硅、sicn或其组合。在一个实施例中，粘附层134的形成包含原子层沉积(atomiclayerdeposition，ald)过程或等离子增强型ald(plasma-enhancedald，peald)过程并且粘附层134具有到范围内的厚度。

图2e是根据本发明的某些实施例示出finfet装置10的一部分的示例性截面图，而图2e'是根据本发明的某些实施例示出finfet装置10的一部分的示例性俯视图。在图2e中，共形粘附层134(图2d)被蚀刻以形成安置于接触开口132的侧壁132b上的鞘结构135，这是通过移除位于源极和和区域125上的粘附层134并且移除位于图案化介电层131上的粘附层134而形成。在某些实施例中，安置于接触开口132的侧壁132b上的鞘结构135(所残留的粘附层)覆盖第一间隔物120a、转角切割的栅极堆叠结构110、缩短(下拉的)的第二间隔物120b以及图案化介电层131的一部分，但是暴露出源极和漏极区域125。在一些实施例中，倾斜的接触开口132内的鞘结构135与第一间隔物120a、缩短的第二间隔物120b以及被接触开口132所暴露切割过的硬掩模条118接触。在一个实施例中，如果接触开口132是更加倾斜的并且栅极电极条116被接触开口暴露出来，那么随后所形成的鞘结构135覆盖且隔离转角切割的栅极堆叠结构110的栅极电极条116。如图2e'中所示，在一个实施例中，使用圆形接触开口作为一个实例，鞘结构135看起来类似于中空的圆但是形状类似于沿着开口132布置的闭合的壁结构以暴露源极和漏极区域125。在一些实施例中，鞘结构135的形成(共形粘附层134的蚀刻)包括一个或多个各向异性蚀刻过程。在某些实施例中，蚀刻气体的流速、一个或多个各向异性蚀刻过程的压力和/或蚀刻温度是可调节的，用以控制粘附层134的蚀刻以最小程度的损坏选择性地移除位于源极和漏极区域125上的粘附层134与位于图案化介电层131上的粘附层134，使得图案化介电层131的顶部表面131a以及源极和漏极区域125暴露。由于覆盖间隔物120、转角切割的栅极堆叠结构110和图案化的介电层131的粘附层134所提供的更好保护，刻蚀过程窗口变得更大并且图案化转移和光刻和刻蚀过程的负荷或需求得到减轻。在一个实施例中，粘附层134的材料是基于所执行的各向异性刻蚀过程选择的，使得位于源极和漏极区域125上的粘附层134被选择性地蚀刻完而暴露源极和漏极区域125，同时保留位于第一间隔物120a、缩短的第二间隔物120b和暴露的硬掩模条118上的粘附层134以用于更好的绝缘。也就是说，位于接触开口132内的鞘结构135(所保留的粘附层)强化被转角切割的栅极堆叠结构110与随后形成的金属连接器或接触件之间的隔离和绝缘。如先前所提到，在一些实施例中，在形成接触开口132时，间隔物120的下拉甚至可能暴露栅极电极条116，并且稍后形成的粘附层134进一步覆盖栅极电极条116和间隔物120以及图案化介电层131以强化栅极堆叠结构110的隔离。栅极堆叠结构110和底层沟道区域104的更佳隔离可改进可靠性和改善装置性能。在某些实施例中，鞘结构135的形成可使沟道和栅极堆叠结构能更好地被隔离，并且对于用于形成接触开口的图案化或蚀刻的过程提供更大的容差(tolerance)。因此，获得用于形成接触开口132更好的在线控制(in-linecontrol)并且得到用于形成接触开口和金属连接器(接触件)的更大的过程窗口。

在一些实施例中，在鞘结构135的形成之后，金属连接器140形成在接触开口132内，如图2f中所示。在一些实施例中，金属材料(未示出)形成填满接触开口132并且覆盖图案化介电层131之后，执行平坦化过程，例如，化学机械抛光(chemicalmechanicalpolishing)过程以移除图案化介电层131上方的金属材料的部分，而保留在源极和漏极区域125的接触开口132中的金属材料用作源极和漏极区域125的金属连接器140。在平坦化过程之后，金属连接器140的顶部表面140a与图案化介电层131的顶部表面131a实质上共面(coplanar)齐平。在一些实施例中，金属连接器140的材料包含钨、铜、其合金或具有合适的阻抗与间隙填充能力的任何金属材料。在一个实施例中，金属连接器包含通过溅镀、化学气相沉积(chemicalvapordeposition，cvd)或电化学镀(electrochemicalplating，ecp)形成的钨。在图2f中，鞘结构135位于金属连接器140与图案化介电层131之间以及位于金属连接器140和切割过的硬掩模条118、栅极电极条116和间隔物120之间。在一些实施例中，金属连接器140通过鞘结构135连同间隔物120和图案化的介电层131与切割的栅极堆叠结构110隔离开来。金属连接器140电连接到源极和漏极区域125，并且至少通过鞘结构135和间隔物120与栅极堆叠结构110电隔离。在某些实施例中，因为从粘附层134的形成和鞘结构135的形成中提供了更好的隔离性，所以finfet装置的可靠性和产率得到改进，并且包含电路探针测试结果的晶片测试结果得到加强。另外，因为粘附层的形成允许用于形成接触开口的图案化或蚀刻步骤能有更大的容差，使得金属连接器可具有更小的关键尺寸。

在图2g中，顶盖层142可选择地形成在金属连接器140和图案化介电层131上方。在一些实施例中，顶盖层142充当蚀刻停止层并且顶盖层142的材料包含氮化物。

在上述实施例中，形成覆盖接触开口的粘附层或鞘结构允许蚀刻接触开口132轮廓的步骤有更大容差，因为粘附层或鞘结构进一步隔离栅极堆叠结构110与金属连接器。对于具有较小尺寸的装置，可以形成具有更好的隔离、更小特征尺寸的金属连接器，使得装置的可靠性得到改进并且装置的性能得到增强。并且，根据本发明的上述实施例的刻蚀过程窗口变得更大，这可归因于额外的鞘结构的形成，并且金属连接器确实连接到源极和漏极区域而不会直接地接触栅极电极。

图3是示出根据本发明的一些实施例用于形成finfet装置的制造方法的一些过程步骤的示例性流程图。

虽然方法的步骤被说明且描述为一系列动作或事件，但应了解不应以限制意义来解译此类动作或事件的所说明的排序。另外，并不需要全部所说明的过程或步骤来实施本发明的一个或多个实施例。

在步骤300中，提供具有至少一个栅极堆叠结构以及源极和漏极区域的衬底，栅极堆叠结构具有形成在其上的第一和第二间隔物，源极和漏极区域形成在衬底中。衬底是硅衬底或绝缘体上硅(silicon-on-insulator，soi)衬底。在步骤302中，在衬底上形成介电层，覆盖栅极堆叠结构、第一和第二间隔物以及源极和漏极区域。在步骤304中，图案化介电层以形成在源极和漏极区域上的多个接触开口并且部分地移除栅极堆叠结构的硬掩模条和第二间隔物。在步骤306中，在衬底上形成粘附层，共形地覆盖多个接触开口、源极和漏极区域以及图案化介电层。在一些实施例中，粘附层共形地覆盖第一间隔物、部分移除的硬掩模条和被接触开口暴露的部分移除的第二间隔物，或甚至覆盖被接触开口暴露的栅极电极条。在步骤308中，在多个接触开口内形成多个鞘结构，覆盖第一间隔物、部分移除的硬掩模条和部分移除的第二间隔物但是暴露源极和漏极区域。在一些实施例中，鞘结构形成通过蚀刻粘附层直至源极和漏极区域暴露，并且粘附层的蚀刻包括至少一个各向异性刻蚀过程、一个rie过程或其组合。在步骤310中，在鞘结构内形成多个金属连接器并且填满接触开口。鞘结构位于金属连接器与接触开口之间。

在上述实施例中，刻蚀过程窗口变得更大，并且粘附层的形成提供栅极堆叠结构更好的隔离。对于具有紧密间距或间隔的栅极堆叠结构的装置来说，形成在接触开口内的鞘结构可以支持具有良好可靠性与更小尺寸的金属连接器的形成。由于金属连接器很好的连接到源极和漏极区域，所以装置的可靠性得到提昇并且装置的电气性能得到改善。

在本发明的一些实施例中，描述了鳍片型场效应晶体管(finfet)装置。鳍片型场效应晶体管装置包括衬底，衬底具有至少一个栅极堆叠结构、间隔物以及源极和漏极区域。至少一个栅极堆叠结构安置在衬底上，并且间隔物安置在至少一个栅极堆叠结构的侧壁上。间隔物包含第一间隔物和第二间隔物并且第一间隔物的第一高度大于第二间隔物的第二高度。源极和漏极区域安置在衬底中并且位于至少一个栅极堆叠结构的相对侧。介电层安置在衬底上并且位于至少一个栅极堆叠结构上。介电层包含至少一个接触开口，接触开口暴露源极和漏极区域、第一和第二间隔物以及至少一个栅极堆叠结构的一部分。至少一个鞘结构安置在至少一个接触开口内。至少一个鞘结构与第一和第二间隔物以及至少一个栅极堆叠结构的暴露部分接触而不覆盖源极和漏极区域。至少一个金属连接器安置在至少一个鞘结构内并且位在至少一个接触开口内，并且至少一个金属连接器连接到源极和漏极区域。

在本发明的一些实施例中，至少一个栅极堆叠结构的暴露部分包含硬掩模条并且硬掩模条的顶部尺寸小于硬掩模条的底部尺寸。在本发明的一些实施例中，至少一个栅极堆叠结构的暴露部分进一步包含栅极电极条，栅极电极条被至少一个接触开口暴露出来，并且栅极电极条被至少一个鞘结构覆盖并且隔离。在本发明的一些实施例中，至少一个金属连接器与源极和漏极区域接触并且电连接到源极和漏极区域，而至少一个金属连接器通过至少一个鞘结构和第一和第二间隔物与至少一个栅极堆叠结构电隔离。在本发明的一些实施例中，至少一个鞘结构的材料包括氮化硅、氮氧化硅、碳氮化硅(sicn)或其组合。在本发明的一些实施例中，至少一个金属连接器的材料包括钨、铜或其合金。在本发明的一些实施例中，源极和漏极区域是应变源极和漏极区域并且源极和漏极区域的材料包括锗化硅或碳化硅。

在本发明的一些实施例中，描述了鳍片型场效应晶体管装置。鳍片型场效应晶体管装置包括衬底，衬底具有栅极堆叠结构、第一和第二间隔物以及源极和漏极区域。栅极堆叠结构包括硬掩模条。第一和第二间隔物安置于栅极堆叠结构的相对侧壁上，并且第一间隔物的第一高度大于第二间隔物的第二高度。源极和漏极区域安置在衬底中并且位于栅极堆叠结构的相对侧。介电层安置在衬底上覆盖栅极堆叠结构。介电层包含穿透介电层的接触开口以暴露源极和漏极区域、第一和第二间隔物以及硬掩模条。金属连接器安置在接触开口内并且连接到源极和漏极区域。粘附层夹在金属连接器和第一和第二间隔物以及栅极堆叠结构的硬掩模条之间。

在本发明的一些实施例中，硬掩模条的顶部尺寸小于硬掩模条的底部尺寸。在本发明的一些实施例中，栅极堆叠结构进一步包括栅极电极条并且被接触开口暴露的栅极电极条被粘附层覆盖和隔离。在本发明的一些实施例中，至少一个金属连接器与源极和漏极区域接触并且电连接到源极和漏极区域，而至少一个金属连接器通过至少一个鞘结构和第一和第二间隔物与至少一个栅极堆叠结构电隔离。

在本发明的一些实施例中，描述了一种用于形成鳍片型场效应晶体管的方法。提供具有栅极堆叠结构以及源极和漏极区域的衬底，栅极堆叠结构具有第一和第二间隔物。介电层形成在衬底上，覆盖栅极堆叠结构、第一和第二间隔物以及源极和漏极区域。图案化介电层以形成在源极和漏极区域上的多个接触开口并且部分地移除栅极堆叠结构的硬掩模条和第二间隔物。多个鞘结构形成在多个接触开口内，覆盖第一间隔物、部分移除的硬掩模条与部分移除的第二间隔物，但是暴露源极和漏极区域。多个金属连接器形成在多个鞘结构内并且填满多个接触开口。多个鞘结构夹在多个金属连接器与多个接触开口之间。

在本发明的一些实施例中，其中在多个接触开口内形成多个鞘结构包括：在衬底上形成粘附层，共形地覆盖多个接触开口、源极和漏极区域以及图案化介电层；以及移除位于图案化介电层上方且位于源极和漏极区域上的粘附层。在本发明的一些实施例中，其中粘附层的材料包括氮化硅、氮氧化硅、sicn或其组合，并且形成粘附层包括原子层沉积(atomiclayerdeposition，ald)过程或等离子增强型ald(plasma-enhancedald，peald)过程。在本发明的一些实施例中，其中移除位于图案化介电层上方以及位于源极和漏极区域上的粘附层包括执行至少一个各向异性刻蚀过程、一个反应性离子蚀刻(reactiveionetching，rie)过程或其组合。在本发明的一些实施例中，其中形成多个金属连接器包括在多个接触开口内通过溅镀、化学气相沉积(chemicalvapordeposition，cvd)或电化学镀敷(electrochemicalplating，ecp)形成钨。在本发明的一些实施例中，其中图案化介电层包括执行一个或多个各向异性刻蚀过程、反应性离子蚀刻(reactiveionetching，rie)过程或其组合，并且蚀刻介电层以暴露源极和漏极区域，而栅极堆叠结构的硬掩模条是部分移除的并且第二间隔物被从第一高度下拉到第二高度，其中第一高度大于第二高度。

前文概述若干实施例的特征，以使得所属领域的技术人员可更好地理解本发明的各方面。所属领域的技术人员应理解，他们可易于使用本发明作为用于设计或修改用于实施本文中所引入的实施例的相同目的和/或实现相同优点的其它过程和结构的基础。所属领域的技术人员还应认识到，此类等效构造并不脱离本发明的精神和范围，且其可在不脱离本发明的精神和范围的情况下在本文中进行各种改变、取代和更改。