本公開(kāi)涉及半導(dǎo)體技術(shù)，且特別涉及半導(dǎo)體裝置的制造方法。

背景技術(shù)：

半導(dǎo)體工業(yè)由于各種電子組件(例如晶體管、二極管、電阻器、電容器等等)的集成密度不斷地改善已經(jīng)歷了迅速成長(zhǎng)。在大多數(shù)情況下，集成密度的改善是從重復(fù)地縮減最小特征部件尺寸得來(lái)，其使更多的組件被整合至既定區(qū)域。然而，較小的特征部件尺寸可能導(dǎo)致更多漏電流。隨著目前對(duì)于更小的電子裝置的需求的提高，便需要降低半導(dǎo)體裝置漏電流。

隨著半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展，鰭式場(chǎng)效晶體管(finfieldeffecttransistors，finfets)已經(jīng)成為有效的替代方案來(lái)更加減少半導(dǎo)體裝置中的漏電流。在鰭式場(chǎng)效晶體管中，有源區(qū)包含漏極、通道區(qū)和源極突出于此鰭式場(chǎng)效晶體管所在位置的半導(dǎo)體基底的表面上。鰭式場(chǎng)效晶體管的有源區(qū)，類似一鰭狀物，從剖面示意圖來(lái)看為矩形形狀。此外，鰭式場(chǎng)效晶體管的柵極結(jié)構(gòu)沿著三個(gè)側(cè)面包覆有源區(qū)，類似倒u形。因此，通道的柵極結(jié)構(gòu)的控制變得更強(qiáng)，已減少傳統(tǒng)平面式晶體管的短通道漏電效應(yīng)。如此一來(lái)，當(dāng)鰭式場(chǎng)效晶體管關(guān)閉時(shí)，柵極結(jié)構(gòu)可更佳地控制通道來(lái)減少漏電流。

鰭式場(chǎng)效晶體管(finfet)的鰭的形成可包含將基底凹陷以形成凹口，使用介電材料填入凹口，實(shí)施化學(xué)機(jī)械研磨工藝以移除鰭上方介電材料的多余部分，將介電材料的頂層凹陷，使在凹口中介電材料的余留部分形成淺溝槽隔離(shallowtrenchisolation，sti)區(qū)域，沉積柵極電極層于鰭上方以形成鰭式場(chǎng)效晶體管。

化學(xué)機(jī)械研磨(chemicalmechanicalpolishing，cmp)工藝可用來(lái)將柵極電極層的頂表面平坦化。在化學(xué)機(jī)械研磨工藝期間，包括鰭式場(chǎng)效晶體管的晶片放置于晶片承載盤(pán)中，晶片承載盤(pán)朝研磨墊向下移動(dòng)。稱為研磨液的化學(xué)溶液，沉積于研磨墊的表面上且在晶片下，以幫助平坦化工藝。晶片承載盤(pán)設(shè)置為使晶片的面接觸研磨墊和研磨液。在化學(xué)機(jī)械研磨工藝中，可使用機(jī)械力和化學(xué)力的結(jié)合研磨柵極電極層的表面。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在一些實(shí)施例中，本公開(kāi)提供半導(dǎo)體裝置的制造方法，此方法包含蝕刻基底的多個(gè)部分，以形成多個(gè)第一隔離區(qū)域和第二隔離區(qū)域。形成多個(gè)第一半導(dǎo)體鰭和多個(gè)第二半導(dǎo)體鰭，其中兩相鄰的第一半導(dǎo)體鰭通過(guò)第一隔離區(qū)域隔開(kāi)，及至少兩個(gè)第二半導(dǎo)體鰭通過(guò)第二隔離區(qū)域隔開(kāi)，且其中第二隔離區(qū)域的寬度大于第一隔離區(qū)域的寬度。將柵極電極層沉積于基底上方，其中第一半導(dǎo)體鰭的上部和第二半導(dǎo)體鰭的上部埋置于柵極電極層中。將反轉(zhuǎn)膜(reversefilm)沉積于柵極電極層上方；以及使用研磨液實(shí)施化學(xué)機(jī)械研磨工藝于反轉(zhuǎn)膜和柵極電極層，此研磨液對(duì)于柵極電極層與反轉(zhuǎn)膜的研磨選擇比大于1。

在其他實(shí)施例中，本公開(kāi)提供半導(dǎo)體裝置的制造方法，此方法包含形成多個(gè)第一半導(dǎo)體鰭和多個(gè)第二半導(dǎo)體鰭于基底上方，其中兩相鄰的第一半導(dǎo)體鰭通過(guò)第一隔離區(qū)域隔開(kāi)，且至少兩個(gè)第二半導(dǎo)體鰭通過(guò)第二隔離區(qū)域隔開(kāi)，且其中第二隔離區(qū)域的寬度大于第一隔離區(qū)域的寬度。將柵極電極層沉積于這些第一半導(dǎo)體鰭和這些第二半導(dǎo)體鰭上方，將反轉(zhuǎn)膜沉積于柵極電極層上方，以及使用對(duì)于柵極電極層與反轉(zhuǎn)膜的研磨選擇比大于1的研磨液實(shí)施化學(xué)機(jī)械研磨工藝于反轉(zhuǎn)膜和柵極電極層，其中在實(shí)施化學(xué)機(jī)械研磨工藝的步驟之后，第二半導(dǎo)體鰭上方的柵極電極層的頂表面高于第一半導(dǎo)體鰭上方的柵極電極層的頂表面。

在另外一些實(shí)施例中，本公開(kāi)提供半導(dǎo)體裝置的制造方法，此方法包含形成多個(gè)第一半導(dǎo)體鰭和多個(gè)第二半導(dǎo)體鰭于基底中，將柵極電極層沉積于基底上方，其中這些第一半導(dǎo)體鰭的上部和這些第二半導(dǎo)體鰭的上部埋置于柵極電極層中。將反轉(zhuǎn)膜沉積于柵極電極層上方，以及實(shí)施化學(xué)機(jī)械研磨工藝于反轉(zhuǎn)膜和柵極電極層，其中在實(shí)施化學(xué)機(jī)械研磨工藝的步驟期間，將研磨液沉積于研磨墊與反轉(zhuǎn)膜之間，且其中柵極電極層對(duì)反轉(zhuǎn)膜的研磨液選擇比大于1。

附圖說(shuō)明

根據(jù)以下的詳細(xì)說(shuō)明并配合所附附圖可以更加理解本公開(kāi)的概念。應(yīng)注意的是，根據(jù)本產(chǎn)業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)慣例，圖示中的各種特征部件并未必按照比例繪制。事實(shí)上，可能任意的放大或縮小各種特征部件的尺寸，以做清楚的說(shuō)明。

圖1顯示依據(jù)本公開(kāi)的各種實(shí)施例的鰭式場(chǎng)效晶體管(finfet)半導(dǎo)體裝置的剖面示意圖。

圖2顯示依據(jù)本公開(kāi)的各種實(shí)施例的具有多個(gè)隔離區(qū)域的半導(dǎo)體基底的剖面示意圖。

圖3顯示依據(jù)本公開(kāi)的各種實(shí)施例，圖2所示的半導(dǎo)體裝置在實(shí)施凹陷工藝于半導(dǎo)體裝置之后，半導(dǎo)體裝置的剖面示意圖。

圖4顯示依據(jù)本公開(kāi)的各種實(shí)施例，圖3所示的半導(dǎo)體裝置在柵極電極層形成于半導(dǎo)體鰭上方之后，半導(dǎo)體裝置的剖面示意圖。

圖5顯示依據(jù)本公開(kāi)的各種實(shí)施例，圖4所示的半導(dǎo)體裝置在反轉(zhuǎn)膜(reversefilm)沉積于柵極電極層上方之后，半導(dǎo)體裝置的剖面示意圖。

圖6顯示依據(jù)本公開(kāi)的各種實(shí)施例，圖5所示的半導(dǎo)體裝置在實(shí)施化學(xué)機(jī)械研磨工藝于半導(dǎo)體裝置的突出部之后，半導(dǎo)體裝置的剖面示意圖。

圖7顯示依據(jù)本公開(kāi)的各種實(shí)施例，圖6所示的半導(dǎo)體裝置在化學(xué)機(jī)械研磨工藝完成之后，半導(dǎo)體裝置的剖面示意圖。

圖8顯示依據(jù)本公開(kāi)的各種實(shí)施例的形成圖1所示的半導(dǎo)體裝置的方法的流程圖。

圖9顯示依據(jù)本公開(kāi)的各種實(shí)施例的在反轉(zhuǎn)膜沉積于柵極電極層上方之后，半導(dǎo)體裝置的剖面示意圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明：

100、900半導(dǎo)體裝置

101第一區(qū)域

102基底(半導(dǎo)體基底)

106、120、206、220、236隔離區(qū)域

112、114、116、118、212、214、216、222、224、226半導(dǎo)體鰭

201第二區(qū)域

402柵極電極層

502反轉(zhuǎn)膜

802、804、806、808、810步驟

h高度差

h1厚度

具體實(shí)施方式

要了解的是本說(shuō)明書(shū)以下的公開(kāi)內(nèi)容提供許多不同的實(shí)施例或范例，以實(shí)施本公開(kāi)的不同特征部件。而本說(shuō)明書(shū)以下的公開(kāi)內(nèi)容是敘述各個(gè)構(gòu)件及其排列方式的特定范例，以求簡(jiǎn)化本公開(kāi)的說(shuō)明。當(dāng)然，這些特定的范例并非用以限定本公開(kāi)。例如，本說(shuō)明書(shū)以下的公開(kāi)內(nèi)容敘述了將一第一特征部件形成于一第二特征部件之上或上方，即表示其包含了所形成的上述第一特征部件與上述第二特征部件是直接接觸的實(shí)施例，亦包含了尚可將附加的特征部件形成于上述第一特征部件與上述第二特征部件之間，而使上述第一特征部件與上述第二特征部件可能未直接接觸的實(shí)施例。另外，本公開(kāi)的說(shuō)明中不同范例可能使用重復(fù)的參考符號(hào)及/或用字。這些重復(fù)符號(hào)或用字是為了簡(jiǎn)化與清晰的目的，并非用以限定各個(gè)實(shí)施例及/或所述外觀結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。

再者，為了方便描述附圖中一元件或特征部件與另一(復(fù)數(shù))元件或(復(fù)數(shù))特征部件的關(guān)系，可使用空間相關(guān)用語(yǔ)，例如“在...之下”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”及類似的用語(yǔ)。除了附圖所繪示的方位之外，空間相關(guān)用語(yǔ)涵蓋使用或操作中的裝置的不同方位。所述裝置也可被另外定位(例如，旋轉(zhuǎn)90度或者位于其他方位)，并對(duì)應(yīng)地解讀所使用的空間相關(guān)用語(yǔ)的描述。

圖1顯示依據(jù)本公開(kāi)的各種實(shí)施例的鰭式場(chǎng)效晶體管(finfet)半導(dǎo)體裝置的剖面示意圖。鰭式場(chǎng)效晶體管半導(dǎo)體裝置100包含第一區(qū)域101和第二區(qū)域201。如圖1所示，第一區(qū)域101和第二區(qū)域201形成于基底102上方。在一些實(shí)施例中，第一區(qū)域101和第二區(qū)域201通過(guò)隔離區(qū)域120隔開(kāi)。在其他實(shí)施例中，多個(gè)有源電路和多個(gè)隔離區(qū)可形成于第一區(qū)域101和第二區(qū)域201之間。

在一些實(shí)施例中，第一區(qū)域101包含多個(gè)半導(dǎo)體鰭112、114、116和118。如圖1所示，兩相鄰的半導(dǎo)體鰭(例如半導(dǎo)體鰭112和114)通過(guò)隔離區(qū)域(例如隔離區(qū)域106)隔開(kāi)。在一些實(shí)施例中，如圖1所示，半導(dǎo)體鰭112、114、116和118彼此等距地間隔開(kāi)。

半導(dǎo)體鰭112、114、116和118形成存儲(chǔ)器電路的多個(gè)晶體管。在一些實(shí)施例中，存儲(chǔ)器電路為靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(staticrandom-accessmemory，sram)電路，其包括多個(gè)靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元(sramcells)。靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器電路的每一個(gè)單元可包含不同數(shù)目的晶體管，舉例來(lái)說(shuō)，六個(gè)晶體管(six-transistor，6t)的靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器、八個(gè)晶體管(eight-transistor，8t)的靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器及類似的靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器。靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元可排列為具有列和行的陣列。陣列的每一列連接至字元線(wordline)，字元線決定單元被選擇與否。陣列的每一行連接至位元線(bitline)(或一對(duì)互補(bǔ)的位元線)，位元線用于將位元寫(xiě)入單元或從單元讀取位元。

應(yīng)當(dāng)理解的是，雖然圖1顯示第一區(qū)域101有四個(gè)半導(dǎo)體鰭，第一區(qū)域101可容納任何數(shù)目的半導(dǎo)體鰭，為了簡(jiǎn)化繪示四個(gè)半導(dǎo)體鰭。

在一些實(shí)施例中，第二區(qū)域201包含至少兩組的半導(dǎo)體鰭。第一組的半導(dǎo)體鰭包含半導(dǎo)體鰭212、214和216。在一些實(shí)施例中，如圖1所示，半導(dǎo)體鰭212、214和216彼此等距地間隔開(kāi)。兩相鄰的半導(dǎo)體鰭(例如半導(dǎo)體鰭212和214)通過(guò)隔離區(qū)域206隔開(kāi)。

第二組的半導(dǎo)體鰭包含半導(dǎo)體鰭222、224和226。在一些實(shí)施例中，如圖1所示，半導(dǎo)體鰭222、224和226彼此等距地間隔開(kāi)。兩相鄰的半導(dǎo)體鰭(例如半導(dǎo)體鰭222和224)通過(guò)隔離區(qū)域236隔開(kāi)。

在一些實(shí)施例中，隔離區(qū)域206的寬度等于隔離區(qū)域236的寬度。在其他實(shí)施例中，隔離區(qū)域206的寬度稍微不同于隔離區(qū)域236的寬度。

如圖1所示，隔離區(qū)域220形成于第一組的半導(dǎo)體鰭212、214和216與第二組的半導(dǎo)體鰭222、224和226之間。在一些實(shí)施例中，隔離區(qū)域220的寬度大于隔離區(qū)域206和236的寬度。在其他實(shí)施例中，隔離區(qū)域220的寬度至少比隔離區(qū)域206和236的寬度大五倍。在一些實(shí)施例中，第二區(qū)域201的半導(dǎo)體鰭形成多個(gè)測(cè)試線臨界尺寸(testlinecriticaldimension，tcd)裝置。

應(yīng)當(dāng)注意的是，雖然圖1顯示在第二區(qū)域201中的每一組包含三個(gè)半導(dǎo)體鰭(例如半導(dǎo)體鰭212、214和216)，此僅為一個(gè)例子。本發(fā)明本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解可有各種修改、替代和變化。舉例來(lái)說(shuō)，第二區(qū)域201的每一組可依據(jù)不同的應(yīng)用和設(shè)計(jì)需要容納任何數(shù)目的半導(dǎo)體鰭。

再者，圖1顯示在第一組中的半導(dǎo)體鰭的數(shù)目等于在第二組中的半導(dǎo)體鰭的數(shù)目，此僅為一例子。在其他實(shí)施例中，在第一組中的半導(dǎo)體鰭的數(shù)目可不等于在第二組中的半導(dǎo)體鰭的數(shù)目。

基底102可由硅形成。其他常用的材料，例如碳、鍺、鎵、砷、氮、銦及/或磷及類似材料也可包含在基底102中?；?02可為塊狀(bulk)基底或絕緣層上覆半導(dǎo)體(semiconductoroninsulator，soi)基底。

隔離區(qū)域106、120、206、220、236可通過(guò)淺溝槽隔離(sti)結(jié)構(gòu)實(shí)施。淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)(例如隔離區(qū)域220)可通過(guò)使用合適的技術(shù)包含光微影工藝和蝕刻工藝制造。特別來(lái)說(shuō)，光微影工藝和蝕刻工藝可包含將常用的掩模材料例如光致抗蝕劑沉積于基底102上方，將掩模材料曝光成一圖案，依據(jù)此圖案蝕刻基底102。以此方式，可形成多個(gè)開(kāi)口。

接著在這些開(kāi)口填入介電材料，以形成淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)(例如隔離區(qū)域220)。依據(jù)一實(shí)施例，隔離區(qū)域可被填入例如氧化物材料、高密度等離子體(high-densityplasma，hdp)氧化物或類似的介電材料?；蛘撸殡姴牧峡捎蛇x自氧化硅、氮化硅、氮碳化硅、氮氧碳化硅(siliconoxy-carbonnitride)和前述的組合組成的群組的材料形成。介電材料可通過(guò)使用合適的技術(shù)沉積，例如化學(xué)氣相沉積(chemicalvapordeposition，cvd)、次常壓化學(xué)氣相沉積(sub-atmosphericcvd，sacvd)、高密度等離子體化學(xué)氣相沉積(hdpcvd)及/或類似技術(shù)。

接著實(shí)施化學(xué)機(jī)械研磨(cmp)工藝至基底102的頂表面上方的介電材料部分。結(jié)果，移除了介電材料的多余部分。介電材料余留的部分為隔離區(qū)域(例如隔離區(qū)域220)。

圖1更顯示柵極電極層402形成于基底102上方。更特別的是，半導(dǎo)體鰭112-118、212-216和222-226的上部被柵極電極層402圍繞。應(yīng)當(dāng)注意的是，雖然圖1顯示半導(dǎo)體鰭被柵極電極層402圍繞，柵極介電層(未顯示)可形成于柵極電極層402下方。

柵極介電層可由氧化物材料形成，且通過(guò)合適的氧化工藝?yán)绺墒交驖袷綗嵫趸?、濺鍍或通過(guò)使用四乙氧基硅烷(tetra-ethyl-ortho-silicate，teos)和氧作為前驅(qū)物的化學(xué)氣相沉積技術(shù)形成。此外，柵極介電層可為高介電常數(shù)(high-k)介電材料(k>10)，例如氧化硅、氮氧化硅、氮化硅、氧化物、含氮氧化物、氧化鋁、氧化鑭、氧化鉿、氧化鋅、氮氧化鉿、前述的組合及/或類似材料。

在一些實(shí)施例中，柵極電極層402可由多晶硅形成。或者，柵極電極層402可包含選自多晶硅鍺、金屬材料、金屬硅化物材料、金屬氮化物材料、金屬氧化物材料和類似材料組成的群組的導(dǎo)電材料。舉例來(lái)說(shuō)，金屬材料可包含鉭、鈦、鉬、鎢、鉑、鋁、鉿、釕、前述的組合和類似材料。金屬硅化物材料包含硅化鈦、硅化鈷、硅化鎳、硅化鉭、前述的組合和類似材料。金屬氮化物材料包含氮化鈦、氮化鉭、氮化鎢、前述的組合和類似材料。金屬氧化物材料包含氧化釕、氧化銦錫、前述的組合和類似材料。

柵極電極層402可通過(guò)合適的制造工藝形成，例如化學(xué)氣相沉積(cvd)、物理氣相沉積(physicalvapordeposition，pvd)、等離子體增強(qiáng)型化學(xué)氣相沉積(plasmaenhancedcvd，pecvd)、常壓化學(xué)氣相沉積(atmosphericpressurecvd，apcvd)、高密度等離子體化學(xué)氣相沉積(hdpcvd)、低壓化學(xué)氣相沉積(low-pressurecvd，lpcvd)、原子層沉積(atomiclayerdeposition，ald)及/或類似工藝。

如圖1所示，柵極電極層402具有不平坦的頂表面。更特別來(lái)說(shuō)，第二區(qū)域201上方的頂表面高于第一區(qū)域101上方的頂表面。如圖1所示，第二區(qū)域201上方的頂表面與第一區(qū)域101上方的頂表面的高度差定義為h。在一些實(shí)施例中，高度差h在從約至約的范圍內(nèi)。

圖2-圖7顯示依據(jù)本公開(kāi)的各種實(shí)施例的制造如圖1所示的半導(dǎo)體裝置的中間步驟。應(yīng)當(dāng)注意的是，這些圖2-圖7所示的制造步驟和半導(dǎo)體裝置僅為一例子，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解可有許多替代、變化和修改。

圖2顯示依據(jù)本公開(kāi)的各種實(shí)施例的具有多個(gè)隔離區(qū)的半導(dǎo)體基底的剖面示意圖。半導(dǎo)體基底102可為硅基底?；蛘撸雽?dǎo)體基底102可包含例如鍺的其他半導(dǎo)體材料；例如碳化硅、砷化鎵、砷化銦、磷化銦和類似材料的化合物半導(dǎo)體材料。依據(jù)一實(shí)施例，半導(dǎo)體基底102可為晶體結(jié)構(gòu)。依據(jù)另一實(shí)施例，半導(dǎo)體基底102可為絕緣層上覆半導(dǎo)體(soi)基底。

半導(dǎo)體基底102可分為兩個(gè)區(qū)域，即第一區(qū)域101和第二區(qū)域201。多個(gè)隔離區(qū)域106可形成于第一區(qū)域101中。類似地，多個(gè)隔離區(qū)域206、220和236可形成于第二區(qū)域201中。再者，如圖2所示，至少一隔離區(qū)域120可形成于第一區(qū)域101與第二區(qū)域201之間。

圖2所示的隔離區(qū)域(例如隔離區(qū)域220)可通過(guò)淺溝槽隔離(sti)結(jié)構(gòu)實(shí)施。淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)與制造工藝已在談及圖1時(shí)描述如上，因此不在此處進(jìn)一步詳述，以避免不必要的重復(fù)。

如圖2所示，每一隔離區(qū)域(例如隔離區(qū)域106)可為連續(xù)區(qū)域的一部分，其可依據(jù)一實(shí)施例形成隔離環(huán)?；蛘?，隔離區(qū)域106可為兩個(gè)隔開(kāi)的隔離區(qū)域具有彼此面對(duì)面的側(cè)壁。

圖3顯示依據(jù)本公開(kāi)的各種實(shí)施例，對(duì)圖2所示的半導(dǎo)體裝置實(shí)施凹陷工藝之后，半導(dǎo)體裝置的剖面示意圖。將隔離區(qū)域106、120、206、220和236凹陷，使各自的半導(dǎo)體鰭112-118、212-216和222-226可突出于隔離區(qū)域106、120、206、220和236的頂表面上方。可使用合適的蝕刻工藝讓隔離區(qū)域106、120、206、220和236凹陷，例如對(duì)隔離區(qū)域106、120、206、220和236的材料有選擇性的蝕刻工藝。舉例來(lái)說(shuō)，可使用東京電子certas(tokyoelectroncertas)的化學(xué)氧化物移除(chemicaloxideremoval，cor)、應(yīng)用材料siconi(appliedmaterialsiconi)設(shè)備及/或類似的工藝設(shè)備?；蛘?，可使用合適的濕蝕刻工藝，例如可使用稀釋的氫氟酸(dilutehydrofluoric(dhf)acid)。

在凹陷工藝完成之后，半導(dǎo)體鰭112、114、116和118突出于隔離區(qū)域106的頂表面上方。類似地，半導(dǎo)體鰭212、214和216突出于隔離區(qū)域206的頂表面上方。半導(dǎo)體鰭222、224和226突出于隔離區(qū)域236的頂表面上方。如圖3所示，隔離區(qū)域120的頂表面低于其相鄰的隔離區(qū)域(例如隔離區(qū)域106和206)的頂表面。

應(yīng)當(dāng)注意的是，前述的鰭形成工藝僅為一例子，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解可有許多替代、變化和修改。舉例來(lái)說(shuō)，圖3所示的半導(dǎo)體鰭可通過(guò)外延成長(zhǎng)工藝形成。

基于外延成長(zhǎng)工藝的鰭形成工藝包含形成多個(gè)隔離區(qū)域于基底102中；通過(guò)移除基底102的一部分，形成凹口于兩個(gè)相鄰的隔離區(qū)域之間；將半導(dǎo)體材料成長(zhǎng)于凹口中；以及將隔離區(qū)域凹陷，以形成多個(gè)半導(dǎo)體鰭突出于隔離區(qū)域的頂表面上方。

在一些實(shí)施例中，成長(zhǎng)于凹口中的半導(dǎo)體材料為硅鍺。硅鍺可通過(guò)使用合適的技術(shù)例如選擇性外延成長(zhǎng)(selectiveepitaxialgrowth，seg)和類似技術(shù)成長(zhǎng)。

圖4顯示依據(jù)本公開(kāi)的各種實(shí)施例，圖3所示的半導(dǎo)體裝置在柵極電極層形成于半導(dǎo)體鰭上方之后，半導(dǎo)體裝置的剖面示意圖。在將柵極電極層沉積于半導(dǎo)體鰭上方之前，柵極介電層(未顯示)可沉積于半導(dǎo)體鰭上方。柵極介電層可由氧化物材料形成，并且通過(guò)合適的氧化工藝?yán)鐫袷交蚋墒綗嵫趸?、濺鍍或化學(xué)氣相沉積(cvd)技術(shù)形成。此外，柵極介電層可為高介電常數(shù)(high-k)介電材料，例如氧化硅、氮氧化硅、氮化硅、氧化物、含氮氧化物、氧化鋁、氧化鑭、氧化鉿、氧化鋅、氮氧化鉿、前述的組合及/或類似材料。

柵極電極層402可通過(guò)例如化學(xué)氣相沉積(cvd)、物理氣相沉積(pvd)、原子層沉積(ald)和任何前述的組合的沉積工藝形成。在一些實(shí)施例中，柵極電極層402可由多晶硅形成。在其他實(shí)施例中，柵極電極層402可包含選自多晶硅鍺(poly-sige)、金屬材料、金屬硅化物材料、金屬氮化物材料、金屬氧化物材料和類似材料組成的群組的導(dǎo)電材料。舉例來(lái)說(shuō)，金屬材料可包含鉭、鈦、鉬、鎢、鉑、鋁、鉿、釕、前述的組合和類似材料。金屬硅化物材料包含硅化鈦、硅化鈷、硅化鎳、硅化鉭、前述的組合和類似材料。金屬氮化物材料包含氮化鈦、氮化鉭、氮化鎢、前述的組合和類似材料。金屬氧化物材料包含氧化釕、氧化銦錫、前述的組合和類似材料。

如圖4所示，柵極電極層402的頂表面不平坦，有許多凸起區(qū)域(bumpyregion)。特別來(lái)說(shuō)，一個(gè)大的凸起區(qū)域在第一區(qū)域101上方，且多個(gè)小的凸起區(qū)域在第二區(qū)域201上方。應(yīng)當(dāng)注意的是，圖4所示的凸起區(qū)域的形成是由圖4中鰭的表面形貌(topography)造成。更特別來(lái)說(shuō)，大的凸起區(qū)域形成于具有較高圖案密度的區(qū)域(例如第一區(qū)域101)上方。這些小的凸起區(qū)域形成于具有較低圖案密度的區(qū)域(例如第二區(qū)域201)上方。

可使用合適的平坦化工藝?yán)缁瘜W(xué)機(jī)械研磨(cmp)來(lái)移除凸起區(qū)域。研磨柵極電極層402的頂表面的詳細(xì)工藝將于后續(xù)參照?qǐng)D5-圖7描述如下。

圖5顯示依據(jù)本公開(kāi)的各種實(shí)施例，圖4所示的半導(dǎo)體裝置在反轉(zhuǎn)膜(reversefilm)沉積于柵極電極層上方之后，半導(dǎo)體裝置的剖面示意圖。反轉(zhuǎn)膜502可由氧化物材料、氮化物材料、任何前述的組合和類似材料形成。反轉(zhuǎn)膜502可通過(guò)合適的氧化工藝形成，例如濕式或干式熱氧化?；蛘?，反轉(zhuǎn)膜502可通過(guò)化學(xué)氣相沉積(cvd)、物理氣相沉積(pvd)、原子層沉積(ald)和任何前述的組合和類似工藝形成。在一些實(shí)施例中，如圖5所示，反轉(zhuǎn)膜502順應(yīng)性地沉積于柵極電極層402上方。

圖6顯示依據(jù)本公開(kāi)的各種實(shí)施例，圖5所示的半導(dǎo)體裝置在實(shí)施化學(xué)機(jī)械研磨工藝于半導(dǎo)體裝置的突出部之后，半導(dǎo)體裝置的剖面示意圖?；瘜W(xué)機(jī)械研磨(cmp)實(shí)施于反轉(zhuǎn)膜502上直到暴露出柵極電極層402的頂表面。在移除反轉(zhuǎn)膜502的突出部之后，第一區(qū)域101上方的柵極電極層402的頂表面大致與第二區(qū)域201上方的柵極電極層402的頂表面齊平。由于圖4-圖5所示的柵極電極層402的不平坦表面，因此如圖6所示，部分的反轉(zhuǎn)膜502保留在柵極電極層402中。

如前述關(guān)于圖1的描述，第一區(qū)域101包含靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器裝置的多個(gè)鰭。因此，第一區(qū)域101的圖案密度較高。另一方面，第二區(qū)域201包含測(cè)試線臨界尺寸(tcd)裝置的多個(gè)鰭。在第二區(qū)域201中有大的隔離區(qū)域(例如隔離區(qū)域220)，因此，第二區(qū)域201具有較低的圖案密度。

在傳統(tǒng)的化學(xué)機(jī)械研磨(cmp)工藝中，第二區(qū)域201(較低圖案密度區(qū)域)的研磨速率比第一區(qū)域101(較高圖案密度區(qū)域)的研磨速率快，此研磨速率的差異可導(dǎo)致不符合期望的頂表面。圖6所示的反轉(zhuǎn)膜502余留的部分有助于控制柵極電極402的研磨速率，以達(dá)到期望得到的頂表面。

在化學(xué)機(jī)械研磨(cmp)工藝期間，研磨液(slurry)(未顯示)沉積于研磨墊的表面上來(lái)輔助平坦化工藝。為了控制第一區(qū)域101和第二區(qū)域201上方的柵極電極層402的研磨速率，多晶硅層和反轉(zhuǎn)膜502的研磨液選擇比大于1。在一些實(shí)施例中，反轉(zhuǎn)膜502由氧化物形成，研磨液對(duì)于多晶硅和氧化物具有2:1的選擇比。在其他實(shí)施例中，反轉(zhuǎn)膜402由氮化物形成，研磨液對(duì)于多晶硅和氮化物具有2:1的選擇比。

在一些實(shí)施例中，研磨液包含二氧化硅、氫氧化銨、有機(jī)化合物和水。二氧化硅的含量小于10％，氫氧化銨的含量小于0.5％，有機(jī)化合物的含量小于0.5％，水的含量大于89％。

圖7顯示依據(jù)本公開(kāi)的各種實(shí)施例，圖6所示的半導(dǎo)體裝置在化學(xué)機(jī)械研磨工藝完成之后，半導(dǎo)體裝置的剖面示意圖。由于研磨液的選擇性和圖6所示的反轉(zhuǎn)膜502的余留部分，第一區(qū)域101上方的柵極電極層402的研磨速率比第二區(qū)域201上方的柵極電極層402的研磨速率快。結(jié)果，如圖7所示，第一區(qū)域101上方的柵極電極層402的頂表面低于第二區(qū)域201上方的柵極電極層402的頂表面。在一些實(shí)施例中，高度差h在從約至約的范圍內(nèi)。

圖8顯示依據(jù)本公開(kāi)的各種實(shí)施例的形成圖1所示的半導(dǎo)體裝置的方法的流程圖。此流程圖僅為一例子，其不應(yīng)過(guò)度地限制權(quán)利要求。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，可以有許多變化、替代和修改。舉例來(lái)說(shuō)，可增加、移除、取代、重新排列和重復(fù)圖8顯示的各種步驟。

在步驟802中，形成多個(gè)例如淺溝槽隔離(sti)結(jié)構(gòu)的隔離區(qū)域于基底中。淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)可通過(guò)使用合適的技術(shù)包含光微影工藝和蝕刻工藝制造。在步驟804中，通過(guò)將隔離區(qū)域凹陷形成多個(gè)半導(dǎo)體鰭。

在步驟806中，將柵極介電層沉積于半導(dǎo)體鰭上方，柵極電極層沉積于柵極介電層上方，亦即柵極電極層沉積于基底上方。柵極電極層由多晶硅形成。

在步驟808中，將反轉(zhuǎn)膜順應(yīng)性地沉積于柵極電極層上。在一些實(shí)施例中，反轉(zhuǎn)膜由氧化物形成。在其他實(shí)施例中，反轉(zhuǎn)膜由氮化物形成。

在步驟810中，實(shí)施化學(xué)機(jī)械研磨(cmp)工藝于反轉(zhuǎn)膜和柵極電極層上。在化學(xué)機(jī)械研磨工藝期間，選擇研磨液使得在較高圖案密度區(qū)域(例如圖1所示的第一區(qū)域101)上方的柵極電極層具有較在較低圖案密度區(qū)域(例如圖1所示的第二區(qū)域201)上方的反轉(zhuǎn)膜和柵極電極層快的研磨速率。在一些實(shí)施例中，研磨液對(duì)于多晶硅和氧化物的研磨選擇比為2:1。

圖9顯示依據(jù)本公開(kāi)的各種實(shí)施例，在反轉(zhuǎn)膜沉積于柵極電極層上方之后，半導(dǎo)體裝置的剖面示意圖。圖9所示的半導(dǎo)體裝置900相似于圖5所示的半導(dǎo)體裝置100，除了圖9所示的反轉(zhuǎn)膜502僅沉積于兩個(gè)凸起區(qū)域之間的間隙中。反轉(zhuǎn)膜502的頂表面低于凸起區(qū)域的頂表面。圖1所示的高度差h可通過(guò)控制圖9所示的反轉(zhuǎn)膜502的厚度h1來(lái)調(diào)整。

圖9所示的反轉(zhuǎn)膜502的厚度在從約至約的范圍內(nèi)。應(yīng)當(dāng)注意的是，反轉(zhuǎn)膜502的厚度可依據(jù)不同的應(yīng)用和設(shè)計(jì)需要改變。更特別來(lái)說(shuō)，圖1所示的高度差h與圖9所示的反轉(zhuǎn)膜502的厚度h1成比例。在一些實(shí)施例中，當(dāng)圖9所示的反轉(zhuǎn)膜502具有等于的厚度時(shí)，高度差h大約等于類似地，當(dāng)圖9所示的反轉(zhuǎn)膜502具有等于的厚度時(shí)，高度差h大約等于

柵極電極層的高度與晶體管的效能相關(guān)，例如短路、高柵極電阻及/或類似性質(zhì)。在傳統(tǒng)的化學(xué)機(jī)械研磨(cmp)工藝中，第二區(qū)域201上方的柵極電極層的高度低于第一區(qū)域101上方的柵極電極層的高度。再者，這兩個(gè)區(qū)域上方的柵極高度差為不可控制的變數(shù)。具有圖9所示的反轉(zhuǎn)膜502的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)特征為圖1所示的高度差h變成可控制的變數(shù)。更特別來(lái)說(shuō)，高度差h可通過(guò)控制圖9所示的反轉(zhuǎn)膜502的厚度來(lái)調(diào)整。

依據(jù)一實(shí)施例，半導(dǎo)體裝置的制造方法包括蝕刻基底的一些部分，以形成多個(gè)第一隔離區(qū)域和第二隔離區(qū)域。形成多個(gè)第一半導(dǎo)體鰭和多個(gè)第二半導(dǎo)體鰭，其中兩相鄰的第一半導(dǎo)體鰭通過(guò)第一隔離區(qū)域隔開(kāi)，且至少兩個(gè)第二半導(dǎo)體鰭通過(guò)第二隔離區(qū)域隔開(kāi)，且其中第二隔離區(qū)域的寬度大于第一隔離區(qū)域的寬度。

此方法還包括將柵極電極層沉積于基底上方，其中這些第一半導(dǎo)體鰭的上部和這些第二半導(dǎo)體鰭的上部埋置于柵極電極層中。將反轉(zhuǎn)膜沉積于柵極電極層上方，以及使用對(duì)于柵極電極層和反轉(zhuǎn)膜的研磨選擇比大于1的研磨液，實(shí)施化學(xué)機(jī)械研磨工藝于反轉(zhuǎn)膜和柵極電極層。

在一些其他實(shí)施例中，其中反轉(zhuǎn)膜由氧化物材料形成。

在一些其他實(shí)施例中，其中反轉(zhuǎn)膜由氮化物材料形成。

在一些其他實(shí)施例中，上述制造方法更包含將柵極電極層沉積于基底上方，其中柵極電極層具有不平坦的頂表面，以及將反轉(zhuǎn)膜順應(yīng)性地沉積于柵極電極層上方。

在一些其他實(shí)施例中，上述制造方法更包含實(shí)施化學(xué)機(jī)械研磨工藝于反轉(zhuǎn)膜直到暴露出柵極電極層的不平坦的頂表面。

在一些其他實(shí)施例中，上述制造方法更包含將柵極介電層沉積于柵極電極層下方。

在一些其他實(shí)施例中，其中第二半導(dǎo)體鰭上方的柵極電極層的頂表面高于第一半導(dǎo)體鰭上方的柵極電極層的頂表面，且其中第二半導(dǎo)體鰭上方的柵極電極層的頂表面與第一半導(dǎo)體鰭上方的柵極電極層的頂表面之間的高度差與反轉(zhuǎn)膜的厚度成比例。

在一些其他實(shí)施例中，其中第二隔離區(qū)域的寬度至少比第一隔離區(qū)域的寬度大五倍。

在一些其他實(shí)施例中，其中在實(shí)施化學(xué)機(jī)械研磨工藝于反轉(zhuǎn)膜和柵極電極層的步驟期間，更包含將研磨液沉積于研磨墊與反轉(zhuǎn)膜之間，其中研磨液具有大于1的多晶硅對(duì)氧化物的選擇比。

在一些其他實(shí)施例中，其中在實(shí)施化學(xué)機(jī)械研磨工藝于反轉(zhuǎn)膜和柵極電極層的步驟期間，更包含將研磨液沉積于研磨墊與反轉(zhuǎn)膜之間，其中研磨液具有大于1的多晶硅對(duì)氮化物的選擇比。

依據(jù)一實(shí)施例，半導(dǎo)體裝置的制造方法包括形成多個(gè)第一半導(dǎo)體鰭和多個(gè)第二半導(dǎo)體鰭于基底上方，其中兩相鄰的第一半導(dǎo)體鰭通過(guò)第一隔離區(qū)域隔開(kāi)，且至少兩個(gè)第二半導(dǎo)體鰭通過(guò)第二隔離區(qū)域隔開(kāi)，且其中第二隔離區(qū)域的寬度大于第一隔離區(qū)域的寬度。

此方法還包括將柵極電極層沉積于這些第一半導(dǎo)體鰭和這些第二半導(dǎo)體鰭上方。將反轉(zhuǎn)膜沉積于柵極電極層上方，以及使用對(duì)于柵極電極層和反轉(zhuǎn)膜的研磨選擇比大于1的研磨液，實(shí)施化學(xué)機(jī)械研磨工藝于反轉(zhuǎn)膜和柵極電極層，其中在實(shí)施化學(xué)機(jī)械研磨工藝的步驟之后，第二半導(dǎo)體鰭上方的柵極電極層的頂表面高于第一半導(dǎo)體鰭上方的柵極電極層的頂表面。

在一些其他實(shí)施例中，其中在沉積柵極電極層的步驟之后，這些第一半導(dǎo)體鰭的上部和這些第二半導(dǎo)體鰭的上部埋置于柵極電極層中。

在一些其他實(shí)施例中，上述制造方法更包含蝕刻基底的多個(gè)部分，以形成第一隔離區(qū)域和第二隔離區(qū)域。

在一些其他實(shí)施例中，其中柵極電極層由多晶硅形成。

依據(jù)一實(shí)施例，半導(dǎo)體裝置的制造方法包括形成多個(gè)第一半導(dǎo)體鰭和多個(gè)第二半導(dǎo)體鰭于基底中，將柵極電極層沉積于基底上方，其中這些第一半導(dǎo)體鰭的上部和這些第二半導(dǎo)體鰭的上部埋置于柵極電極層中。將反轉(zhuǎn)膜沉積于柵極電極層上方，以及實(shí)施化學(xué)機(jī)械研磨工藝于反轉(zhuǎn)膜和柵極電極層，其中在實(shí)施化學(xué)機(jī)械研磨工藝的步驟期間，將研磨液沉積于研磨墊與反轉(zhuǎn)膜之間，且其中柵極電極層和反轉(zhuǎn)膜的研磨液選擇比大于1。

在一些其他實(shí)施例中，其中這些第一半導(dǎo)體鰭彼此等距地間隔開(kāi)，且這些第二半導(dǎo)體鰭包括第一組鰭和第二組鰭，且其中第一組鰭與第二組鰭之間的距離大于第一組鰭中兩相鄰鰭之間的距離。

在一些其他實(shí)施例中，上述制造方法更包含蝕刻基底的多個(gè)部分，以形成多個(gè)第一隔離區(qū)域、一第二隔離區(qū)域、多個(gè)第三隔離區(qū)域和一第四隔離區(qū)域。

在一些其他實(shí)施例中，其中兩相鄰的第一半導(dǎo)體鰭通過(guò)第一隔離區(qū)域隔開(kāi)，這些第一半導(dǎo)體鰭和這些第二半導(dǎo)體鰭通過(guò)第二隔離區(qū)域隔開(kāi)，兩相鄰的第二半導(dǎo)體鰭通過(guò)第三隔離區(qū)域隔開(kāi)，以及第一組鰭和第二組鰭通過(guò)第四隔離區(qū)域隔開(kāi)。

在一些其他實(shí)施例中，其中第四隔離區(qū)域的寬度至少比第三隔離區(qū)域的寬度大五倍。

在一些其他實(shí)施例中，其中在實(shí)施化學(xué)機(jī)械研磨工藝于反轉(zhuǎn)膜和柵極電極層的步驟之后，第二半導(dǎo)體鰭上方的柵極電極層的頂表面高于第一半導(dǎo)體鰭上方的柵極電極層的頂表面，且其中第二半導(dǎo)體鰭上方的柵極電極層的頂表面與第一半導(dǎo)體鰭上方的柵極電極層的頂表面之間的高度差與反轉(zhuǎn)膜的厚度成比例。

前述內(nèi)文概述了許多實(shí)施例的特征，使本領(lǐng)域技術(shù)人員可以從各個(gè)方面更佳地了解本公開(kāi)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)可理解，且可輕易地以本公開(kāi)為基礎(chǔ)來(lái)設(shè)計(jì)或修飾其他工藝及結(jié)構(gòu)，并以此達(dá)到相同的目的及/或達(dá)到與在此介紹的實(shí)施例等相同的優(yōu)點(diǎn)。本領(lǐng)域技術(shù)人員也應(yīng)了解這些相等的結(jié)構(gòu)并未背離本公開(kāi)的發(fā)明精神與范圍。在不背離本公開(kāi)的發(fā)明精神與范圍的前提下，可對(duì)本公開(kāi)進(jìn)行各種改變、置換或修改。