[发明专利]形成环绕式栅极场效晶体管的方法

说明书

一种形成环绕式栅极场效晶体管的方法，包括以下步骤。形成环绕纳米碳管的通道部分的栅极结构。形成环绕纳米碳管的源极/漏极延伸部分的内部间隔物，源极/漏极延伸部分自纳米碳管的通道部分向外延伸。内部间隔物包括形成界面偶极子的两个介电层。界面偶极子将掺杂引入至纳米碳管的源极/漏极延伸部分。

技术领域

本揭示的一些实施例是有关于一种形成环绕式栅极场效晶体管的方法。

背景技术

随着半导体行业为了追求更高的元件密度、更高的效能及更低的成本而向纳米技术制程节点发展，来自制造及设计问题的挑战导致了三维设计的开发，诸如，环绕式栅极(GAA)结构。非基于硅(Si)的低尺寸材料为有望提供优异的静电性质(例如，用于短通道效应)及更高效能(例如，较少的表面散射)的候选材料。纳米碳管(carbon nanotube,CNT)由于其高的载流子迁移率及大体上一维的结构而被视为一种有希望的候选材料。

发明内容

在一些实施例中，一种形成环绕式栅极场效晶体管的方法，包括以下步骤。在基板之上形成底部支撑层。在底部支撑层之上沉积第一组纳米碳管。在第一组纳米碳管及底部支撑层之上形成第一支撑层，以使得第一组纳米碳管嵌入第一支撑层中。在第一支撑层之上沉积第二组纳米碳管。在第二组纳米碳管及第一支撑层之上形成第二支撑层，以使得第二组纳米碳管嵌入第二支撑层中。通过图案化至少第一支撑层及第二支撑层而形成鳍片结构。在鳍片结构之上形成牺牲栅极结构。在牺牲栅极结构及鳍片结构之上形成介电层。移除牺牲栅极结构以使得暴露鳍片结构的一部分。通过自鳍片结构的已暴露部分选择性地蚀刻第一支撑层及第二支撑层释放鳍片结构中的纳米碳管的通道区域。形成围绕纳米碳管的通道区域的栅极结构。释放纳米碳管的源极/漏极延伸区域，源极/漏极延伸区域自纳米碳管的通道区域向外延伸。形成环绕源极/漏极延伸区域的内部间隔物结构，内部间隔物结构包括接触源极/漏极延伸区域的第一介电层，及在第一介电层之上的第二介电层，第一介电层及第二介电层形成界面偶极子。形成与源极/漏极延伸区域及内部间隔物结构相邻的源极/漏极结构。

附图说明

当结合随附诸图阅读时，自以下详细描述最佳地理解本揭示的一些实施例的态样。应注意，根据行业上的标准实务，各种特征未按比例绘制。事实上，为了论述清楚，可任意地增大或减小各种特征的尺寸。

图1A、图1B、图1C、图1D、图1E及图1F图示根据本揭示的一实施例的环绕式栅极场效晶体管(GAA FET)的依序制造制程的各种阶段；

图2A、图2B、图2C、图2D及图2E图示根据本揭示的一实施例的GAA FET的依序制造制程的各种阶段；

图3A、图3B及图3C图示根据本揭示的一实施例的GAA FET的依序制造制程的各种阶段；

图4A、图4B、图4C及图4D图示根据本揭示的一实施例的GAA FET的依序制造制程的各种阶段；

图5A及图5B图示根据本揭示的一实施例的GAA FET的依序制造制程的各种阶段；

图6A及图6B图示根据本揭示的一实施例的GAA FET的依序制造制程的各种阶段；

图7A及图7B图示根据本揭示的一实施例的GAA FET的依序制造制程的各种阶段；

图8A及图8B图示根据本揭示的一实施例的GAA FET的依序制造制程的各种阶段；

图9A、图9B及图9C图示根据本揭示的一实施例的GAA FET的依序制造制程的各种阶段；

图10A、图10B及图10C图示根据本揭示的一实施例的GAA FET的依序制造制程的各种阶段；

图11A及图11B图示根据本揭示的一实施例的GAA FET的依序制造制程的各种阶段；