形成，包括鳍部106的上表面106S，如同在至少一些现有制造技术上的做法。另外，使用本发明所公开的方法，牺牲栅极材料116基本上是平面结构，在低密度氧化层114的大致平坦的上表面上或其上方形成，从而消除或减少在本说明书的【背景技术】部分所描述的不均匀形貌问题，其中该牺牲栅极电极材料是在该鳍部之间的沟槽中形成。在形成上述的附加氧化层107的情况下，图案化牺牲栅极材料116将会在附加薄氧化材料层107的大致平坦的上表面上形成。通过使用这些工艺技术，牺牲栅极材料层116可以形成，使得它在整个衬底上具有大致均匀的厚度。
[0030]图21显示在通过执行非等向性蚀刻工艺去除相对于蚀刻停止层110和鳍部106的该低密度氧化材料，以去除低密度氧化材料层114 (和112，如果存在的话)的暴露部分之后的鳍式场效晶体管器件100。需注意低密度氧化材料层114(和112，如果存在的话)的暴露部分依然位在图案化牺牲栅极材料116下。在上述的附加氧化层107形成的情况下，仅有附加薄氧化材料层107的部分将位在鳍部106的上表面106S上方图案化牺牲栅极材料116下。在图21的视角Y-Y，附加氧化层107 (未示出)将位在图案化低密度氧化材料层114和图案化牺牲栅极材料116之间。
[0031]图2J显示在简单地描绘侧壁间隔件120相邻于图案化牺牲栅极材料116、图案化栅极盖层118和位于这些结构下的低密度氧化材料114(和112，如果存在的话)的图案化部分形成之后的鳍式场效晶体管器件100。整体而言，牺牲栅极材料116和低密度氧化材料114(112)的图案化部分可被认为是牺牲栅极结构。侧壁间隔件120通过沉积一层间隔件材料(例如，氮化硅)且此后执行非等向性蚀刻工艺而形成。间隔件120可以具任何所需要的厚度。
[0032]图2K显示在执行几道工艺运作之后的鳍式场效晶体管器件100。首先，执行可选择性的鳍部合并工艺，其中示例性地示出磊晶半导体材料122生长于位在器件100的源极/漏极区中的鳍部106的部分上。虚线106Y显示初始鳍部结构106的轮廓。当然，这样的磊晶材料122在器件100的源极/漏极区中的形成对实现本发明是不需要。此后，另一绝缘材料层124，像是二氧化硅，是覆盖式沉积于器件100上方。然后，执行一或多道的化学机械抛光(CMP)工艺以平坦化绝缘材料124的上表面与栅极盖层118的上表面。
[0033]图2L显示在执行时控凹蚀刻工艺以去除栅极盖层118和选择性相对于周围结构的部分间隔件120之后的鳍式场效晶体管器件100。从图2L的视角Y-Y取得的特殊剖视图(A-A)。视角A-A是从器件100的栅极长度方向取得(仅单一鳍部106在视角A-A中示出)。如在视角A-A中最佳示出的，低密度氧化材料114(112)，整体被认为是，如果有的话，位在蚀刻停止层110上并与其相接触，并且该低密度氧化材料是在鳍部106的上表面106S及侧表面106Y上形成并与其相接触。即是说，低密度氧化材料114(112)封装鳍部106的上表面及侧表面。另外，如上所述，该低密度氧化材料定义一基本上平坦的上表面114S，其上方形成牺牲栅极材料116。注意到，使用本发明公开的方法所形成的图案化牺牲栅极材料116基本上是平面结构，且在整个衬底具有大致均匀的厚度，当由该器件的栅极宽度方向，从该栅极取得的剖面视角中得知。这样基本上的平坦层用于鳍式场效晶体管器件的该牺牲栅极结构与使用现有制造技术在鳍式场效晶体管器件上形成牺牲栅极结构的多晶硅或非晶硅部分的“台阶轮廓”形成鲜明地对照，其中热氧化物于形成该多晶硅或非晶硅材料用于在该鳍部间的该沟槽内的该牺牲栅极结构之前，先形成在该鳍部上。在绝缘材料层107形成的情况下(见图2G)，基本上平坦的材料层116，其用于鳍式场效晶体管器件100的该牺牲栅极结构，将会在绝缘材料层107上形成且与其相接触。
[0034]图2M显示在绝缘材料层124上执行一或多道平面化工艺(例如，CMP工艺)的鳍式场效晶体管器件100，而该平面化工艺停止在牺牲材料层116。
[0035]图2N显示在执行时控凹蚀刻工艺以凹陷绝缘材料层124相对该周围材料的该上表面之后的鳍式场效晶体管器件100。凹陷量可以依据特定应用而变化，例如约15纳米。需注意，在所示的例子中，绝缘材料层124的该凹陷上表面是位在低于间隔件120及牺牲材料层116两者的上表面的高度水平。
[0036]图20显示通过执行保形沉积工艺以在器件100上方形成薄绝缘保护层121之后的鳍式场效晶体管器件100。在一说明性实施例中，绝缘保护层121可以包括与侧壁间隔件120相同的材料，例如氮化硅。下文将更充分讨论，绝缘保护层121的目的是为了保护绝缘材料层124的消耗，当从间隔件120之间去除该低密度氧化材料时。此外，虽然本文显示的实施例示出低密度氧化材料114形成于由间隔件120定义的空间，由于绝缘保护层121的存在，高质量且更致密的氧化材料不同于低密度氧化材料，像是热生长氧化物、HARP氧化物或HDP氧化物，可以在间隔件120之间的该空间内形成。这样的更高质量且致密的氧化材料可能比本发明所显示的该低密度氧化材料更难以去除，但是，在这样的情况下，绝缘保护层121用于防止该绝缘材料层124的不希望的消耗，当从间隔件120之间的空间去除这样的其它较高质量的氧化材料时。
[0037]图2P显示在器件100上方沉积另一层绝缘材料123之后以及执行CMP工艺而停止在绝缘保护层121之后的器件100。绝缘材料123可以包括像是二氧化硅的材料。
[0038]图2Q显示在执行时控凹蚀刻工艺以去除绝缘保护层121选择性相对该周围结构的暴露部分之后的鳍式场效晶体管器件100。该工艺运作暴露出要去除的牺牲栅极材料116。
[0039]图2R显示在执行一或多道蚀刻工艺以去除牺牲栅极材料116相对该周围材料且特别是位于牺牲栅极材料118下方的低密度氧化材料114(112)之后的鳍式场效晶体管器件100。该工艺运作导致形成孔穴125且暴露出位在间隔件120之间的低密度氧化材料114(112) ο
[0040]图2S显示出执行另一道蚀刻工艺通过孔穴125以去除选择性相对该周围结构的暴露出的低密度氧化材料114(112)之后的鳍式场效晶体管器件100。该蚀刻工艺停止在该器件的通道区中的蚀刻停止层110和鳍部106。该工艺运作导致替代栅极孔127在间隔件120之间且器件100的最终替代栅极结构将形成之处形成。需注意，如上所述，在这蚀刻工艺期间，当去除栅极孔127内的低密度氧化材料114时，也将去除绝缘材料层123，但绝缘保护层121会做为蚀刻停止层，以防止从器件100的该源极/漏极区上方去除绝缘材料124。
[0041]重要的是，在图2S所示出的该蚀刻工艺期间，可以采用非常快的清洗工艺(例如，HF清洗)来快速地去除该低密度氧化材料。在一些情况下，这取决于蚀刻剂的使用，去除该低密度氧化材料的速率可以比去除传统热生长的二氧化硅材料的速率快约100倍，其中该传统热生长的二氧化硅材料是在作为牺牲栅极材料116的材料形成之前，在鳍部106的该上表面与该侧表面上形成。因此，使用本发明公开的方法，鳍部106的该表面不太可能被攻击和消耗，当它是即将被去除的低密度氧化材料而不是热生长氧化材料。此外，如上所述，蚀刻停止层110在该栅极区中的绝缘材料108上方(视角Y-Y)的存在使其在该蚀刻工艺期间有效地建立“硬性停止”，让鳍部106暴露出的垂直高度有更精确地控制，而且还会成为器件100的该通道区的一部分。
[0042]图2T显示了在替代栅极孔127中形成替代栅极结构130和栅极盖层132 (例如，氮化硅)的鳍式场效晶体管器件100。本文示出的替代栅极结构130是意在代表实际上在制造集成电路产品可以用任何形式的替代栅极结构。通常，在形成将要变成替代栅极结构130的一部分的各种材料层之前，将会执行预清洗工艺以意图从替代栅极孔127内去除所有外来材料。此后，最终的栅极结构130可通过依次沉积该栅极结构的材料到替代栅极孔127内以及绝缘材料层124上方来形成，接着执行CMP工艺以去除绝缘材料层124上方的过量材料，包括绝缘保护层121。接着，执行凹蚀刻工艺以凹陷栅极孔127中的材料，制造出空间而形成栅极盖层132。然后，在该凹陷栅极材料上方且替代栅极孔中形成栅极盖层132。栅极盖层132可以包括各种材料，例如氮化硅，并且其可以通过以该栅极盖材料过度填充替代栅极孔127的剩余部分来形成，此后执行CMP工艺以去除停止在绝缘材料层124上的过量材料。如先前所述，栅极结构130可以包括高k绝缘材料层(k值等于或大于10)以及一或多层金属层。
[0043]上述公开的特定实施例仅是说明性的，因为本发明明显对于那些受益于本发明所教示的本领域技术人士可以不同但等效的方式被修改和实现。例如，可以用不同的顺序来执行上述的处理步骤。此外，没有意图要限制在本说明书所示出的结构或设计的细节，除了所附的权利要求所描述的以外。因此，很明显上述公开的特定实施例可以被改变或修改，并且所有这些变化都被认为是在本发明的范围和精神内。请注意，所使用的术语，诸如“第一”、“第二”、“第三”或“第四”来描述在本说明书和在所附权利要求中的各种工艺或结构的仅是对这些步骤/结构作为一个参考用简称，且未必暗示这些步骤/结构是在有所定的顺序中被执行/形成。当然，这取决于确切的权利要求的语言，可以或可以不要求这样的工艺顺序。因此，本发明所寻求的保护是如所附的权利要求书所列。
【主权项】
1.一种在鳍式场效晶体管器件形成替代栅极结构的方法，其特征在于，该方法包括: 在半导体衬底中形成多个沟槽，以便定