[发明专利]半导体装置及其制造方法及包括该半导体装置的电子设备

说明书

公开了一种半导体装置及其制造方法以及包括这种半导体装置的电子设备。根据实施例，半导体装置包括衬底上彼此相对的第一器件和第二器件。第一器件和第二器件各自均包括沟道部、在沟道部两侧与沟道部相接的源/漏部以及与沟道部相交的栅堆叠。沟道部包括沿相对于衬底的竖直方向延伸的第一部分以及从第一部分沿相对于衬底的横向方向延伸的第二部分。第一器件的沟道部的第二部分与第二器件的沟道部的第二部分彼此相向或相反延伸。

技术领域

本公开涉及半导体领域，更具体地，涉及具有梳齿状沟道结构的半导体装置及其制造方法以及包括这种半导体装置的电子设备。

背景技术

提出了各种不同的结构来应对半导体器件进一步小型化的挑战，例如鳍式场效应晶体管(FinFET)以及多桥沟道场效应晶体管(MBCFET)。对于FinFET，随着其进一步缩小，鳍片的高度可以越来越高，以便在节省面积的同时获得足够的驱动电流。但是，如果鳍片高度过大，则会带来很多问题，例如鳍片坍塌、间隙填充、刻蚀形貌控制等。对于MBCFET，出于栅金属填充的目的，其中包括的纳米片之间的间隔不能继续缩小，且自加热问题变得严重。另外，与FinFET不同，MBCFET的高度并不能用来增强器件性能。

发明内容

有鉴于此，本公开的目的至少部分地在于提供一种半导体装置及其制造方法以及包括这种半导体装置的电子设备，以便在器件进一步缩小时能够获得可靠的性能。

根据本公开的一个方面，提供了一种半导体装置，包括衬底上彼此相对的第一器件和第二器件。第一器件和第二器件各自均包括沟道部、在沟道部两侧与沟道部相接的源/漏部以及与沟道部相交的栅堆叠。沟道部包括沿相对于衬底的竖直方向延伸的第一部分以及从第一部分沿相对于衬底的横向方向延伸的第二部分。第一器件的沟道部的第二部分与第二器件的沟道部的第二部分彼此相向或相反延伸。

根据本公开的另一方面，提供了一种制造半导体装置的方法，包括：在衬底上设置用于隔离层的第一牺牲层；在第一牺牲层上设置至少一个用于栅堆叠的第二牺牲层和至少一个第一有源层的交替叠层；将第一牺牲层以及所述叠层构图为在衬底上沿第一方向延伸的脊状结构；在脊状结构与第一方向相交的第二方向上的相对两侧的侧壁上形成与第一有源层相接的第二有源层；在衬底上脊状结构的外围形成隔离层的第一部分；在脊状结构的中部形成沿第一方向延伸的沟槽，以将所述脊状结构分离为第一部分和第二部分；去除第一牺牲层；在衬底上形成隔离层的第二部分；去除第二牺牲层；在隔离层上形成沿第二方向延伸从而与第一有源层、第二有源层相交的栅堆叠；通过选择性刻蚀，露出栅堆叠在第一方向上相对两侧的衬底，其中，脊状结构的第一部分和第二部分通过所述选择性刻蚀分别形成第一沟道部和第二沟道部；以及在露出的衬底上形成分别与第一沟道部和第二沟道部各自的第一有源层和第二有源层相接的源/漏部。

根据本公开的另一方面，提供了一种电子设备，包括上述半导体装置。

根据本公开的实施例，沟道部可以是梳齿状结构。沟道部的第一部分可以类似于鳍式场效应晶体管(FinFET)中的鳍片，而沟道部的第二部分可以类似于纳米片场效应晶体管(FET)或多桥沟道场效应晶体管(MBCFET)中的纳米片。因此，根据本公开实施例的半导体器件可以具有FinET以及纳米片FET或MBCFET两者的优点。在该半导体器件中可以由沟道部的第一部分和第二部分同时来提供电流驱动能力，因此可以改进器件性能，并可以节省面积。而且，由于第一部分和第二部分的相互耦接，在制造阶段机械稳定性较好，例如好于常规MBCFET。

附图说明

通过以下参照附图对本公开实施例的描述，本公开的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1至25(b)示出了根据本公开实施例的制造半导体装置的流程中部分阶段的示意图；

图26(a)至26(g)示出了根据本公开其他实施例的半导体装置的示意图，