鰭片型場效應晶體管裝置的制作方法

本發明實施例涉及一種鰭片型場效應晶體管裝置及其制造方法。

背景技術：

由于半導體裝置的柵極寬度和溝道長度持續縮小，所以已經研發出非平面或三維場效應晶體管結構，例如，具有升高的垂直鰭片的鰭片型場效應晶體管(fin-typefieldeffecttransistor，finfet)以提高晶體管的操作速度。升高的和狹窄的鰭片能夠使晶片區域被更有效使用，不過也導致具有高縱橫比的場效應晶體管。

技術實現要素：

本發明的實施例提供一種鰭片型場效應晶體管(finfet)裝置。鰭片型場效應晶體管裝置包括襯底、至少一個柵極堆疊結構、間隔物、源極和漏極區域、介電層、至少一個鞘結構以及至少一個金屬連接器。至少一個柵極堆疊結構安置在襯底上，并且間隔物安置在至少一個柵極堆疊結構的側壁上。間隔物包含第一間隔物和第二間隔物并且第一間隔物的第一高度大于第二間隔物的第二高度。源極和漏極區域安置在襯底中并且位于至少一個柵極堆疊結構的相對側。介電層安置在襯底上并且位于至少一個柵極堆疊結構上。介電層包含至少一個接觸開口，接觸開口暴露源極和漏極區域、第一和第二間隔物以及至少一個柵極堆疊結構的一部分。至少一個鞘結構安置在至少一個接觸開口內。至少一個鞘結構與第一和第二間隔物以及至少一個柵極堆疊結構的暴露部分接觸而不覆蓋源極和漏極區域。至少一個金屬連接器安置在至少一個鞘結構內并且在至少一個接觸開口內，并且至少一個金屬連接器連接到源極和漏極區域。

為讓本發明的上述特征和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合附圖作詳細說明如下。

附圖說明

當結合附圖閱讀時，從以下詳細描述最好地理解本發明的各方面。應注意，根據行業中的標準慣例，各種特征未按比例繪制。事實上，為了論述清楚起見，可以任意增加或減小各種特征的尺寸。

圖1說明根據本發明的一些實施例的示例性finfet裝置的截面圖。

圖2a-2g是示出根據本發明的一些實施例的用于形成finfet裝置的制造方法的各個階段所制得的finfet裝置的截面圖和俯視圖。

圖3是示出根據本發明的一些實施例的用于形成finfet裝置的制造方法的過程步驟的示例性流程圖。

元件符號說明：

10：finfet裝置

102：襯底

104：溝道區域

110：柵極堆疊結構

110a：柵極堆疊結構110的頂部表面

112：側壁

114：柵極介電條

116：柵極電極條

118：硬掩模條

120：間隔物

120a：第一間隔物

120b：第二間隔物

125：源極和漏極區域

130：介電層

130a：介電層130的頂部

131：介電層

131a：介電層131的頂部表面

132：接觸開口

132b：接觸開口132的側壁

134：粘附層

135：鞘結構

140：金屬連接器

140a：金屬連接器140的頂部表面

142：頂蓋層

150：掩模圖案

152：孔。

具體實施方式

以下公開內容提供用于實施所提供的標的物的不同特征的許多不同實施例或實例。下文描述組件以和布置的具體實例以簡化本發明。當然，這些組件和布置僅為實例且并不意圖為限制性的。舉例來說，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觸地形成的實施例，并且還可包含額外特征可在第一特征和第二特征之間形成使得第一特征和第二特征可不直接接觸的實施例。另外，本發明可能在各個實例中重復參考標號和/或字母。此重復是出于簡化和清晰的目的且本身并不指示所論述的各種實施例和/或配置之間的關系。

此外，為了易于描述，在本文中可使用例如“在…下方”、“在…下”、“下部”、“在…上”、“上部”等等的空間相關術語，以描述如圖中所說明的一個元件或特征相對于另一元件或特征的關系。除圖中所描繪的定向以外，與空間相關的術語意圖包涵在使用中的裝置或操作的不同定向。設備可以其它方式定向(旋轉90度或在其它定向處)，且本文中所使用的空間上相對的描述詞同樣地可相應地進行解釋。

本發明的實施例描述了finfet裝置的示例性制造過程以及從其中制造的finfet裝置。finfet裝置可以形成于單晶半導體襯底上，例如，在本發明的某些實施例中的塊狀硅(bulksilicon)襯底。在一些實施例中，作為替代方案，finfet裝置可以形成于絕緣體上硅(silicon-on-insulator，soi)襯底或絕緣體上鍺(germanium-on-insulator，goi)襯底上。并且，根據實施例，硅襯底可以包括其它傳導層、摻雜區或其它半導體元件，例如，晶體管、二極管或類似物。實施例意圖提供進一步的解釋但是并非用于限制本發明的范圍。

圖1說明根據本發明的一些實施例的示例性finfet裝置的截面圖。在圖1中，finfet裝置10包括：形成于襯底102上的至少一個柵極堆疊結構110；形成于柵極堆疊結構110的相對的側壁112上的間隔物120；以及位于襯底102內并且在柵極堆疊結構110的兩個相對側處的源極和漏極區域125。在一些實施例中，finfet裝置10還包括：介電層131，其位于柵極堆疊結構110和間隔物120上方并且覆蓋柵極堆疊結構110和間隔物120；至少一個金屬連接器140，其連接到源極和漏極區域125；以及位于金屬連接器140與介電層131和間隔物120之間的鞘結構135。在一些實施例中，柵極堆疊結構110包含多晶硅柵極結構或替代金屬柵極結構。在一些實施例中，位于間隔物120和柵極堆疊結構110旁邊的源極和漏極區域125是應變源極和漏極區域。finfet裝置10預定位于襯底102的隔離結構(未示出)之間。在一些實施例中，finfet裝置10是p型finfet裝置。在一些實施例中，finfet裝置10是n型finfet裝置。

在圖1中，在某些實施例中，間隔物120包含第一間隔物120a和第二間隔物120b并且第一間隔物的第一高度h1大于第二間隔物的第二高度h2。在一些實施例中，介電層131包含一個或多個接觸開口132，并且接觸開口132暴露源極和漏極區域125、第一和第二間隔物以及柵極堆疊結構110的一部分。在一些實施例中，鞘結構135會與第一間隔物120a和第二間隔物120b以及柵極堆疊結構110的暴露部分接觸，但不覆蓋住源極和漏極區域125。在某些實施例中，柵極堆疊結構110的硬掩模條118的頂部尺寸cdt小于硬掩模條118的底部尺寸cdb。

圖2a-2g說明根據本發明的一些實施例用于形成finfet裝置的制造方法的各個階段所制得的finfet裝置的截面圖和俯視圖。在圖2a中，提供形成有至少一個柵極堆疊結構110以及源極和漏極區域125的襯底102。襯底102是例如單晶半導體襯底或soi襯底。在一些實施例中，襯底102是硅襯底。在一些實施例中，一個以上柵極堆疊結構110形成于襯底102上并且柵極堆疊結構110是平行布置的條形狀的結構。在圖2a中，示出了兩個柵極堆疊結構110，并且柵極堆疊結構110的數目是出于說明性目的而非意圖限制本發明的結構。在一些實施例中，柵極堆疊結構110包含多晶硅柵極結構或替代金屬柵極結構。在一些實施例中，柵極堆疊結構110包括柵極介電條114、位于柵極介電條114上的柵極電極條116以及位于柵極電極條116上的硬掩模條118。并且，包含第一間隔物120a和第二間隔物120b的間隔物120位于柵極堆疊結構110的相對側壁112上。在一些實施例中，柵極堆疊結構110通過以下步驟形成：形成柵極介電層(未示出)、沉積柵極電極材料層(未示出)、柵極電極材料層上的硬掩模層(未示出)且接著圖案化硬掩模層、柵極電極材料層和柵極介電層以形成柵極介電條114、柵極電極條116和硬掩模條118。柵極電極條116的材料包括摻雜或未摻雜的多晶硅或含金屬傳導材料。含金屬傳導材料包括鋁(al)、銅(cu)、鎢(w)、鈷(co)、鈦(ti)、鉭(ta)、釕(ru)、tin、tial、tialn、tan、tac、nisi、cosi或其組合。在一些實施例中，柵極介電條114的材料包括氧化硅、氮氧化硅、氮化硅或其組合。在一些實施例中，柵極介電條114的材料包括高介電常數(high-k)介電材料，并且高介電常數介電材料具有的k值大于大約7.0并且包含金屬氧化物或金屬硅酸鹽例如鉿(hf)、al、鋯(zr)、鑭(la)、鎂(mg)、鋇(ba)、ti、鉛(pb)的硅酸鹽及其組合。取決于finfet裝置10是否是p型finfet裝置或是n型finfet裝置，柵極介電條114和/或柵極電極條116的材料是基于產品需求選擇的。在一個實施例中，硬掩模條118由例如氮化硅、氧化硅或其組合形成。在一些實施例中，間隔物120的第一間隔物或第二間隔物可以是單層或多層結構。在某些實施例中，第一間隔物和第二間隔物的材料包含氮化硅、氮氧化硅，其組合或其它合適的介電材料。在一些實施例中，間隔物120的第一間隔物和第二間隔物通過以下步驟形成：沉積介電材料(未示出)的毯覆層并且執行各向異性刻蝕過程以在柵極堆疊結構110的相對的側壁112上形成第一間隔物120a和第二間隔物120b(間隔物120的對)。

在圖2a中，源極和漏極區域125形成在襯底102內且在柵極堆疊結構110和間隔物120旁邊。在一些實施例中，源極和漏極區域125是應變(strained)的源極和漏極區域或升高的外延源極和漏極區域(raisedepitaxialsourceanddrainregions)。在一些實施例中，源極和漏極區域125通過使用一個或多個各向異性蝕刻與各向同性蝕刻過程使襯底102的一部分在預定為源極和漏極區域的位置處凹陷并且用應變材料(未示出)填滿襯底102的凹陷部分形成。因為溝道區域位于柵極堆疊結構110的相對側處的源極和漏極區域125之間，所以溝道區域104是經受應變或經受應力的以增大裝置的載流子遷移率并且增強裝置性能。在一些實施例中，源極和漏極區域125中的一些是實質上與襯底表面共面的或略微地突出襯底表面上。在某些實施例中，如果finfet裝置10是p型finfet裝置，那么應變材料是鍺化硅(sige)，或者如果finfet裝置10是n型finfet裝置，那么應變材料是碳化硅(sic)。在一些實施例中，源極和漏極區域125是使用循環沉積蝕刻(cyclicdeposition-etch，cde)外延過程或選擇性外延生長(selectiveepitaxialgrowth，seg)過程形成的以形成高晶體質量的應變材料。在一個實施例中，源極和漏極區域是應變源極和漏極區域并且源極和漏極區域125的材料包括硼摻雜的sige，其通過原位摻雜的選擇性外延生長(selectivelygrowingepitaxywithin-situdoping)所形成。在某些實施例中，可選擇地通過硅化工藝形成硅化物層(未示出)於源極和漏極區域125。

在圖2b中，介電層130形成在襯底102上覆蓋柵極堆疊結構110、間隔物120以及源極和漏極區域125。在一些實施例中，介電層130是層間介電(inter-layerdielectric，ild)層。在一個實施例中，介電層130形成為填滿柵極堆疊結構110之間的間隙直至介電層130的頂部表面130a高于柵極堆疊結構110的頂部表面110a。在一些實施例中，介電層130包含選自氧化硅、氮化硅、sic、碳氮化硅(sicn)或低介電常數(low-k)介電材料的至少一種介電材料。低介電常數介電材料具有低于大約4.0的k值并且包含通過等離子體增強化學氣相沉積(plasma-enhancedchemicalvapordeposition，pecvd)或旋涂方法形成的含碳氧化物或硅酸鹽玻璃。在形成介電層130之后，包含多個孔152的掩模圖案150形成于介電層130上。掩模圖案150用作在隨后過程中蝕刻底層介電層130的蝕刻掩模。在一些實施例中，掩模圖案150包含光刻劑材料。孔152的位置對應于隨后形成的接觸孔的期望的位置。

參考圖2c，通過蝕刻貫穿介電層130，介電層130(圖2b)圖案化以在源極和漏極區域125上形成多個接觸開口132。在一些實施例中，介電層130被蝕刻直至源極和漏極區域125暴露并且圖案化介電層131仍然覆蓋柵極堆疊結構110。在一些實施例中，掩模圖案150(圖2b)在介電層130的蝕刻期間被移除或者在介電層130的蝕刻之后被移除。在某些實施例中，接觸開口132的形成(介電層130的蝕刻)包括一個或多個各向異性蝕刻過程、反應性離子蝕刻(rie)過程或其組合。在一些實施例中，接觸開口132位于兩個最鄰近的柵極堆疊結構110之間，且通過接觸開口132暴露源極和漏極區域125的部分與間隔物120。在某些實施例中，接觸開口132的形狀(從俯視圖中)是根據掩模圖案的設計確定的并且取決于產品需求而可以是圓形的、橢圓形的、四邊形的或呈任何多邊形形狀。本文中描述的接觸開口可以是圓形的或多邊形的孔或者襯底102的延伸一特定長度的溝槽。

在圖2c中，看介電層130(圖2b)、硬掩模條118和/或間隔物120所選擇的材料為何來決定，通常可調節蝕刻的蝕刻速率和蝕刻選擇性使得介電層130向下蝕刻以暴露出源極和漏極區域125。在某些實施例中，由于柵極堆疊結構110之間的緊密間隔與高縱橫比的接觸開口132，為了移除在源極和漏極區域125上的介電層130，蝕刻介電層130造成第二間隔物120b的下拉(pullingdown)和硬掩模條118的部分移除。在一個實施例中，雖然源極和漏極區域上的介電層130被移除，但是柵極堆疊結構110的柵極電極條116被接觸開口132幾乎暴露出來或暴露出來的，這是因為硬掩模條118和第二間隔物120b在蝕刻(圖案化)介電層130期間被部分地移除。在一個實施例中，由于接觸開口132的高縱橫比，用于蝕刻的過程窗口(processwindow)實際上較小并且過度蝕刻(over-etching)會發生在介電層130、硬掩模條118和第二間隔物120b上，這使得柵極堆疊結構110的轉角(或邊緣)被切割，接觸開口132在一側處傾斜并且在上部部分處更寬。在接觸開口的形成過程，此類過度蝕刻可能在柵極堆疊結構的一側或兩側中發生，并且第一和第二間隔物中的任一者或兩者被下拉。在一個實施例中，柵極堆疊結構110的一側在圖案化介電層130期間是過度蝕刻的，部分移除的硬掩模條118具有小于底部尺寸cdb的頂部尺寸cdt，并且在柵極堆疊結構110的一側上的部分移除的第二間隔物120b具有第二高度h2小于第一間隔物120a的第一高度h1。也就是說，第二間隔物被從相當于h1的高度下拉到較低高度h2。在某些實施例中，取決于接觸開口132的斜度，部分移除的硬掩模條118的頂部尺寸cdt小于部分移除的硬掩模條118的底部尺寸cdb，并且底部尺寸cdb與頂部尺寸cdt之間的差值范圍介于5nm到1000nm間。在某些實施例中，取決于接觸開口132的斜度，第一高度h1和第二高度h2之間的差值范圍介于10nm到1000nm間。在一個實施例中，一些介電層130殘留在第一間隔物120a上而第二間隔物120b被下拉到第二高度h2。

在一些實施例中，如圖2d中所示，在介電層130的蝕刻之后，在襯底102上形成實質上共形到上文描述的結構(第一間隔物120a、暴露的源極和漏極區域125、部分移除的第二間隔物120b、部分移除的硬掩模條118和位于柵極堆疊結構110上方的圖案化介電層131)的拓撲結構(topology)的毯覆式粘附層134。在某些實施例中，粘附層134實質上共形到接觸開口132的輪廓并且均勻地覆蓋接觸開口132的側壁132b以及源極和漏極區域125。在一些實施例中，粘附層134的材料可以與間隔物120的材料相同或不同，并且粘附層134的材料包含氮化硅、氮氧化硅、sicn或其組合。在一個實施例中，粘附層134的形成包含原子層沉積(atomiclayerdeposition，ald)過程或等離子增強型ald(plasma-enhancedald，peald)過程并且粘附層134具有到范圍內的厚度。

圖2e是根據本發明的某些實施例示出finfet裝置10的一部分的示例性截面圖，而圖2e'是根據本發明的某些實施例示出finfet裝置10的一部分的示例性俯視圖。在圖2e中，共形粘附層134(圖2d)被蝕刻以形成安置于接觸開口132的側壁132b上的鞘結構135，這是通過移除位于源極和和區域125上的粘附層134并且移除位于圖案化介電層131上的粘附層134而形成。在某些實施例中，安置于接觸開口132的側壁132b上的鞘結構135(所殘留的粘附層)覆蓋第一間隔物120a、轉角切割的柵極堆疊結構110、縮短(下拉的)的第二間隔物120b以及圖案化介電層131的一部分，但是暴露出源極和漏極區域125。在一些實施例中，傾斜的接觸開口132內的鞘結構135與第一間隔物120a、縮短的第二間隔物120b以及被接觸開口132所暴露切割過的硬掩模條118接觸。在一個實施例中，如果接觸開口132是更加傾斜的并且柵極電極條116被接觸開口暴露出來，那么隨后所形成的鞘結構135覆蓋且隔離轉角切割的柵極堆疊結構110的柵極電極條116。如圖2e'中所示，在一個實施例中，使用圓形接觸開口作為一個實例，鞘結構135看起來類似于中空的圓但是形狀類似于沿著開口132布置的閉合的壁結構以暴露源極和漏極區域125。在一些實施例中，鞘結構135的形成(共形粘附層134的蝕刻)包括一個或多個各向異性蝕刻過程。在某些實施例中，蝕刻氣體的流速、一個或多個各向異性蝕刻過程的壓力和/或蝕刻溫度是可調節的，用以控制粘附層134的蝕刻以最小程度的損壞選擇性地移除位于源極和漏極區域125上的粘附層134與位于圖案化介電層131上的粘附層134，使得圖案化介電層131的頂部表面131a以及源極和漏極區域125暴露。由于覆蓋間隔物120、轉角切割的柵極堆疊結構110和圖案化的介電層131的粘附層134所提供的更好保護，刻蝕過程窗口變得更大并且圖案化轉移和光刻和刻蝕過程的負荷或需求得到減輕。在一個實施例中，粘附層134的材料是基于所執行的各向異性刻蝕過程選擇的，使得位于源極和漏極區域125上的粘附層134被選擇性地蝕刻完而暴露源極和漏極區域125，同時保留位于第一間隔物120a、縮短的第二間隔物120b和暴露的硬掩模條118上的粘附層134以用于更好的絕緣。也就是說，位于接觸開口132內的鞘結構135(所保留的粘附層)強化被轉角切割的柵極堆疊結構110與隨后形成的金屬連接器或接觸件之間的隔離和絕緣。如先前所提到，在一些實施例中，在形成接觸開口132時，間隔物120的下拉甚至可能暴露柵極電極條116，并且稍后形成的粘附層134進一步覆蓋柵極電極條116和間隔物120以及圖案化介電層131以強化柵極堆疊結構110的隔離。柵極堆疊結構110和底層溝道區域104的更佳隔離可改進可靠性和改善裝置性能。在某些實施例中，鞘結構135的形成可使溝道和柵極堆疊結構能更好地被隔離，并且對于用于形成接觸開口的圖案化或蝕刻的過程提供更大的容差(tolerance)。因此，獲得用于形成接觸開口132更好的在線控制(in-linecontrol)并且得到用于形成接觸開口和金屬連接器(接觸件)的更大的過程窗口。

在一些實施例中，在鞘結構135的形成之后，金屬連接器140形成在接觸開口132內，如圖2f中所示。在一些實施例中，金屬材料(未示出)形成填滿接觸開口132并且覆蓋圖案化介電層131之后，執行平坦化過程，例如，化學機械拋光(chemicalmechanicalpolishing)過程以移除圖案化介電層131上方的金屬材料的部分，而保留在源極和漏極區域125的接觸開口132中的金屬材料用作源極和漏極區域125的金屬連接器140。在平坦化過程之后，金屬連接器140的頂部表面140a與圖案化介電層131的頂部表面131a實質上共面(coplanar)齊平。在一些實施例中，金屬連接器140的材料包含鎢、銅、其合金或具有合適的阻抗與間隙填充能力的任何金屬材料。在一個實施例中，金屬連接器包含通過濺鍍、化學氣相沉積(chemicalvapordeposition，cvd)或電化學鍍(electrochemicalplating，ecp)形成的鎢。在圖2f中，鞘結構135位于金屬連接器140與圖案化介電層131之間以及位于金屬連接器140和切割過的硬掩模條118、柵極電極條116和間隔物120之間。在一些實施例中，金屬連接器140通過鞘結構135連同間隔物120和圖案化的介電層131與切割的柵極堆疊結構110隔離開來。金屬連接器140電連接到源極和漏極區域125，并且至少通過鞘結構135和間隔物120與柵極堆疊結構110電隔離。在某些實施例中，因為從粘附層134的形成和鞘結構135的形成中提供了更好的隔離性，所以finfet裝置的可靠性和產率得到改進，并且包含電路探針測試結果的晶片測試結果得到加強。另外，因為粘附層的形成允許用于形成接觸開口的圖案化或蝕刻步驟能有更大的容差，使得金屬連接器可具有更小的關鍵尺寸。

在圖2g中，頂蓋層142可選擇地形成在金屬連接器140和圖案化介電層131上方。在一些實施例中，頂蓋層142充當蝕刻停止層并且頂蓋層142的材料包含氮化物。

在上述實施例中，形成覆蓋接觸開口的粘附層或鞘結構允許蝕刻接觸開口132輪廓的步驟有更大容差，因為粘附層或鞘結構進一步隔離柵極堆疊結構110與金屬連接器。對于具有較小尺寸的裝置，可以形成具有更好的隔離、更小特征尺寸的金屬連接器，使得裝置的可靠性得到改進并且裝置的性能得到增強。并且，根據本發明的上述實施例的刻蝕過程窗口變得更大，這可歸因于額外的鞘結構的形成，并且金屬連接器確實連接到源極和漏極區域而不會直接地接觸柵極電極。

圖3是示出根據本發明的一些實施例用于形成finfet裝置的制造方法的一些過程步驟的示例性流程圖。

雖然方法的步驟被說明且描述為一系列動作或事件，但應了解不應以限制意義來解譯此類動作或事件的所說明的排序。另外，并不需要全部所說明的過程或步驟來實施本發明的一個或多個實施例。

在步驟300中，提供具有至少一個柵極堆疊結構以及源極和漏極區域的襯底，柵極堆疊結構具有形成在其上的第一和第二間隔物，源極和漏極區域形成在襯底中。襯底是硅襯底或絕緣體上硅(silicon-on-insulator，soi)襯底。在步驟302中，在襯底上形成介電層，覆蓋柵極堆疊結構、第一和第二間隔物以及源極和漏極區域。在步驟304中，圖案化介電層以形成在源極和漏極區域上的多個接觸開口并且部分地移除柵極堆疊結構的硬掩模條和第二間隔物。在步驟306中，在襯底上形成粘附層，共形地覆蓋多個接觸開口、源極和漏極區域以及圖案化介電層。在一些實施例中，粘附層共形地覆蓋第一間隔物、部分移除的硬掩模條和被接觸開口暴露的部分移除的第二間隔物，或甚至覆蓋被接觸開口暴露的柵極電極條。在步驟308中，在多個接觸開口內形成多個鞘結構，覆蓋第一間隔物、部分移除的硬掩模條和部分移除的第二間隔物但是暴露源極和漏極區域。在一些實施例中，鞘結構形成通過蝕刻粘附層直至源極和漏極區域暴露，并且粘附層的蝕刻包括至少一個各向異性刻蝕過程、一個rie過程或其組合。在步驟310中，在鞘結構內形成多個金屬連接器并且填滿接觸開口。鞘結構位于金屬連接器與接觸開口之間。

在上述實施例中，刻蝕過程窗口變得更大，并且粘附層的形成提供柵極堆疊結構更好的隔離。對于具有緊密間距或間隔的柵極堆疊結構的裝置來說，形成在接觸開口內的鞘結構可以支持具有良好可靠性與更小尺寸的金屬連接器的形成。由于金屬連接器很好的連接到源極和漏極區域，所以裝置的可靠性得到提昇并且裝置的電氣性能得到改善。

在本發明的一些實施例中，描述了鰭片型場效應晶體管(finfet)裝置。鰭片型場效應晶體管裝置包括襯底，襯底具有至少一個柵極堆疊結構、間隔物以及源極和漏極區域。至少一個柵極堆疊結構安置在襯底上，并且間隔物安置在至少一個柵極堆疊結構的側壁上。間隔物包含第一間隔物和第二間隔物并且第一間隔物的第一高度大于第二間隔物的第二高度。源極和漏極區域安置在襯底中并且位于至少一個柵極堆疊結構的相對側。介電層安置在襯底上并且位于至少一個柵極堆疊結構上。介電層包含至少一個接觸開口，接觸開口暴露源極和漏極區域、第一和第二間隔物以及至少一個柵極堆疊結構的一部分。至少一個鞘結構安置在至少一個接觸開口內。至少一個鞘結構與第一和第二間隔物以及至少一個柵極堆疊結構的暴露部分接觸而不覆蓋源極和漏極區域。至少一個金屬連接器安置在至少一個鞘結構內并且位在至少一個接觸開口內，并且至少一個金屬連接器連接到源極和漏極區域。

在本發明的一些實施例中，至少一個柵極堆疊結構的暴露部分包含硬掩模條并且硬掩模條的頂部尺寸小于硬掩模條的底部尺寸。在本發明的一些實施例中，至少一個柵極堆疊結構的暴露部分進一步包含柵極電極條，柵極電極條被至少一個接觸開口暴露出來，并且柵極電極條被至少一個鞘結構覆蓋并且隔離。在本發明的一些實施例中，至少一個金屬連接器與源極和漏極區域接觸并且電連接到源極和漏極區域，而至少一個金屬連接器通過至少一個鞘結構和第一和第二間隔物與至少一個柵極堆疊結構電隔離。在本發明的一些實施例中，至少一個鞘結構的材料包括氮化硅、氮氧化硅、碳氮化硅(sicn)或其組合。在本發明的一些實施例中，至少一個金屬連接器的材料包括鎢、銅或其合金。在本發明的一些實施例中，源極和漏極區域是應變源極和漏極區域并且源極和漏極區域的材料包括鍺化硅或碳化硅。

在本發明的一些實施例中，描述了鰭片型場效應晶體管裝置。鰭片型場效應晶體管裝置包括襯底，襯底具有柵極堆疊結構、第一和第二間隔物以及源極和漏極區域。柵極堆疊結構包括硬掩模條。第一和第二間隔物安置于柵極堆疊結構的相對側壁上，并且第一間隔物的第一高度大于第二間隔物的第二高度。源極和漏極區域安置在襯底中并且位于柵極堆疊結構的相對側。介電層安置在襯底上覆蓋柵極堆疊結構。介電層包含穿透介電層的接觸開口以暴露源極和漏極區域、第一和第二間隔物以及硬掩模條。金屬連接器安置在接觸開口內并且連接到源極和漏極區域。粘附層夾在金屬連接器和第一和第二間隔物以及柵極堆疊結構的硬掩模條之間。

在本發明的一些實施例中，硬掩模條的頂部尺寸小于硬掩模條的底部尺寸。在本發明的一些實施例中，柵極堆疊結構進一步包括柵極電極條并且被接觸開口暴露的柵極電極條被粘附層覆蓋和隔離。在本發明的一些實施例中，至少一個金屬連接器與源極和漏極區域接觸并且電連接到源極和漏極區域，而至少一個金屬連接器通過至少一個鞘結構和第一和第二間隔物與至少一個柵極堆疊結構電隔離。

在本發明的一些實施例中，描述了一種用于形成鰭片型場效應晶體管的方法。提供具有柵極堆疊結構以及源極和漏極區域的襯底，柵極堆疊結構具有第一和第二間隔物。介電層形成在襯底上，覆蓋柵極堆疊結構、第一和第二間隔物以及源極和漏極區域。圖案化介電層以形成在源極和漏極區域上的多個接觸開口并且部分地移除柵極堆疊結構的硬掩模條和第二間隔物。多個鞘結構形成在多個接觸開口內，覆蓋第一間隔物、部分移除的硬掩模條與部分移除的第二間隔物，但是暴露源極和漏極區域。多個金屬連接器形成在多個鞘結構內并且填滿多個接觸開口。多個鞘結構夾在多個金屬連接器與多個接觸開口之間。

在本發明的一些實施例中，其中在多個接觸開口內形成多個鞘結構包括：在襯底上形成粘附層，共形地覆蓋多個接觸開口、源極和漏極區域以及圖案化介電層；以及移除位于圖案化介電層上方且位于源極和漏極區域上的粘附層。在本發明的一些實施例中，其中粘附層的材料包括氮化硅、氮氧化硅、sicn或其組合，并且形成粘附層包括原子層沉積(atomiclayerdeposition，ald)過程或等離子增強型ald(plasma-enhancedald，peald)過程。在本發明的一些實施例中，其中移除位于圖案化介電層上方以及位于源極和漏極區域上的粘附層包括執行至少一個各向異性刻蝕過程、一個反應性離子蝕刻(reactiveionetching，rie)過程或其組合。在本發明的一些實施例中，其中形成多個金屬連接器包括在多個接觸開口內通過濺鍍、化學氣相沉積(chemicalvapordeposition，cvd)或電化學鍍敷(electrochemicalplating，ecp)形成鎢。在本發明的一些實施例中，其中圖案化介電層包括執行一個或多個各向異性刻蝕過程、反應性離子蝕刻(reactiveionetching，rie)過程或其組合，并且蝕刻介電層以暴露源極和漏極區域，而柵極堆疊結構的硬掩模條是部分移除的并且第二間隔物被從第一高度下拉到第二高度，其中第一高度大于第二高度。

前文概述若干實施例的特征，以使得所屬領域的技術人員可更好地理解本發明的各方面。所屬領域的技術人員應理解，他們可易于使用本發明作為用于設計或修改用于實施本文中所引入的實施例的相同目的和/或實現相同優點的其它過程和結構的基礎。所屬領域的技術人員還應認識到，此類等效構造并不脫離本發明的精神和范圍，且其可在不脫離本發明的精神和范圍的情況下在本文中進行各種改變、取代和更改。