[发明专利]半导体装置的制造方法及半导体装置

说明书

本公开实施例提供一种半导体装置的制造方法及半导体装置，该半导体装置的制造方法包括：于基板上形成多个交替层堆叠；从多个交替层堆叠建构多个纳米片；且于多个纳米片之上形成多个栅极介电质。此方法能够调整纳米片的宽度、厚度、间距与堆叠数量，并可用于单一基板上。此设计弹性设计对电路性能与功率运用的设计最佳化提供广泛的调整范围。

技术领域

本发明实施例涉及一种半导体装置的制造方法，特别涉及一种栅极结构的制造方法。

背景技术

半导体装置用于大量的电子装置之中，如电脑、手机以及其他装置。半导体装置包括形成于半导体晶圆(wafer)上的集成电路，于半导体晶圆之上沉积许多形态的薄膜材料，及图案化薄膜材料以形成集成电路。集成电路包括场效晶体管(field-effecttransistor,FET)如金属氧化物半导体晶体管。

半导体产业其中一个目标为不断地缩小单一场效晶体管的尺寸并增加其速度。为了达到这些目标而研究且实施鳍状场效晶体管(finFET)、多栅极晶体管(multiple gatetransistor)与全绕式栅极(gate all-around)晶体管。然而，随着不断地缩小尺寸，即便是这样的新装置结构仍会面临许多崭新的难题。

发明内容

本发明实施例提供一种半导体装置的制造方法，包括：于基板上形成第一交替层堆叠，其中形成第一交替层堆叠的步骤包括于基板上交替沉积第一半导体材料的第一层与第二半导体材料的第二层，第二半导体材料与第一半导体材料不同；于基板上形成第二交替层堆叠，距第一交替层堆叠第一距离，其中形成第二交替层堆叠的步骤包括于基板上交替沉积第一半导体材料的第一层与第二半导体材料的第二层，且其中相对该第一交替层堆叠的第一层，第二交替层堆叠的第一层具有较大的厚度；从第一交替层堆叠建构第一纳米片堆叠且从第二交替层堆叠建构第二纳米片堆叠，其中建构第一与第二纳米片堆叠的步骤包括：从第一交替层堆叠图案化第一鳍片，且从第二交替层堆叠图案化第二鳍片；以及从第一交替层堆叠移除第一层且从第二交替层堆叠移除第一层，使得第二交替层堆叠相邻的剩余层间的距离大于第一交替层堆叠相邻的剩余层间的距离；以及于第一纳米片堆叠之上形成第一栅极介电质，且于第二纳米片堆叠之上形成第二栅极介电质。

本发明实施例提供一种半导体装置的制造方法，包括：于基板上的第一交替层堆叠中蚀刻凹口，其中第一交替层堆叠包括交替的第一层与第二层，第一层包括第一半导体材料而第二层包括第二半导体材料，第一半导体材料与第二半导体材料不同，其中第一交替层堆叠的第一层具有第一平均厚度，而第一交替层堆叠的第二层具有第二平均厚度，其中通过控制第一交替层堆叠的第一层与第二层的外延成长，决定第一平均厚度与第二平均厚度；于第一交替层堆叠中形成第二交替层堆叠，其中形成第二交替层堆叠的步骤包括于凹口中沉积交替的第一层与第二层，第一层包括第一半导体材料，而第二层包括第二半导体材料，其中第二交替层堆叠的第一层具有第三平均厚度，而第二交替层堆叠的第二层具有第四平均厚度，第三平均厚度与第一平均厚度不同，且第四平均厚度与第二平均厚度不同，其中通过控制第二交替层堆叠的第一层与第二层的外延成长，决定第三平均厚度与第四平均厚度；从第一交替层堆叠建构第一纳米片堆叠，且从第二交替层堆叠建构第二纳米片堆叠，其中建构第一与第二纳米片堆叠的步骤包括：从第一交替层堆叠图案化第一鳍片，且从第二交替层堆叠图案化第二鳍片；以及从第一交替层堆叠与第二交替层堆叠移除第一层与第二层的其中之一；以及于第一纳米片堆叠之上形成第一栅极介电质，且于第二纳米片堆叠之上形成第二栅极介电质。

本发明实施例提供一种半导体装置，包括：第一纳米片堆叠，其中第一栅极介电质围绕第一纳米片堆叠的每个纳米片，其中第一纳米片堆叠的相邻纳米片以第一平均间距彼此隔离；以及第二纳米片堆叠，距第一纳米片堆叠第一距离，其中第二栅极介电质围绕第二纳米片堆叠的每个纳米片，其中第二纳米片堆叠的相邻纳米片以第二平均间距彼此隔离，其中第二平均间距大于第一平均间距。

附图说明