[发明专利]具有局部氧化物的全包围栅极装置架构

权利要求书

1.一种半导体装置制造工艺，其包括：

在硅衬底中蚀刻第一沟槽，其中所述第一沟槽的长度至少是所述装置的沟道长度并且以源极区域的位置和漏极区域的位置为界；

在所述硅衬底上在所述第一沟槽中形成二氧化硅层；

在所述第一沟槽中的所述二氧化硅层上形成氮化物层；

在所述氮化物层的顶部上至少形成氧化物层；

将半导体层的堆叠置于所述氧化物层和硅衬底两者的顶部上，其中所述堆叠包括在至少两种类型的半导体层之间交替的多个半导体层，并且所述堆叠的底部在所述第一沟槽的任一侧上与所述硅衬底进行接触；

从所述堆叠中创建鳍图案；

从所述堆叠中除去除了第一类型之外的任何类型的半导体层的一部分，其中所述部分具有大约等于所述沟道长度的长度，并且其中所述第一类型的半导体层在所述装置的栅极区域中形成纳米线；以及

在所述栅极区域中的所述纳米线上形成硅层、二氧化硅层和高k膜。

2.根据权利要求1所述的半导体装置制造工艺，其中在所述第一沟槽的任一侧上与所述硅衬底进行接触的所述半导体层的堆叠的区域包括所述源极区域的所述位置和所述漏极区域的所述位置。

3.根据权利要求1所述的半导体装置制造工艺，其还包括在所述第一沟槽中形成所述氧化物层，所述氧化物层的厚度比在所述纳米线上形成的所述二氧化硅层的厚度大至少一个数量级。

4.根据权利要求1所述的半导体装置制造工艺，其中所述氧化物层包括稀土金属氧化物。

5.根据权利要求4所述的半导体装置制造工艺，其中放置所述半导体层的堆叠包括在所述氧化物层和所述硅衬底两者的顶部上生长所述多个半导体层。

6.根据权利要求1所述的半导体装置制造工艺，其中放置所述半导体层的堆叠包括：

生长所述多个半导体层以形成完整堆叠；以及

将所述完整堆叠接合到所述氧化物层和所述硅衬底两者的所述顶部。

7.根据权利要求6所述的半导体装置制造工艺，其中所述氧化物层是二氧化硅。

8.根据权利要求1所述的半导体装置制造工艺，其中当一条或多条纳米线驻留在所述氧化物层的顶部上时，所述工艺还包括：

向所述氧化物层中蚀刻第二沟槽；以及

针对所述一条或多条纳米线，将栅极金属沉积在所述第二沟槽中。

9.根据权利要求1所述的半导体装置制造工艺，其中所述第一类型的半导体层包括硅和硅锗中的一者。

10.一种半导体装置，其包括：

硅衬底，其包括第一沟槽，其中所述第一沟槽的长度至少是所述装置的沟道长度并且以源极区域的位置和漏极区域的位置为界；

二氧化硅层，其在所述硅衬底上在所述第一沟槽中；

氮化物层，其在所述第一沟槽中的所述二氧化硅层上；

氧化物层，其在所述氮化物层的顶部上；

鳍图案，其由所述氧化物层和硅衬底两者的顶部上的半导体层的堆叠形成，其中所述堆叠包括在至少两种类型的半导体层之间交替的多个半导体层，并且所述堆叠的底部在所述第一沟槽的任一侧上与所述硅衬底进行接触，并且其中从所述堆叠中除去除了第一类型之外的任何类型的半导体层的一部分以在所述装置的栅极区域中形成纳米线，其中所述部分具有大约等于所述沟道长度的长度；以及

在所述栅极区域中的所述纳米线上的硅层、二氧化硅层和高k膜。

11.根据权利要求10所述的半导体装置，其中在所述第一沟槽的任一侧上与所述硅衬底进行接触的所述半导体层的堆叠的所述底部的区域包括所述源极区域的所述位置和所述漏极区域的所述位置。

12.根据权利要求11所述的半导体装置，其中所述第一沟槽中的所述氧化物层的厚度比在所述纳米线上形成的二氧化硅层的厚度大至少一个数量级。