[发明专利]具有环状半导体鳍片的半导体元件结构的制备方法

说明书

本公开提供一种半导体元件结构的制备方法，更具体地涉及一种具有环状半导体鳍片的半导体元件结构的制备方法。该制备方法包括在一基底上形成一环形结构；执行一蚀刻制程以在该环形结构下方形成一环状半导体鳍片；在该基底通过该该环状半导体鳍片而暴露的一顶部上形成一处理区；在该环状半导体鳍片的一侧表面上选择地形成一间隙子；在该基底与该环状半导体鳍片的一底部接触的该表面上形成一下源极/漏极区；形成与该环状半导体鳍片的一内侧壁接触的一内栅极结构，并形成与该环状半导体鳍片的一外侧壁接触的一外栅极结构；以及在该环状半导体鳍片的一上部上形成一上源极/漏极区。

技术领域

本公开主张2019/07/31申请的美国正式申请案第16/528,295号的优先权及益处，该美国正式申请案的内容以全文引用的方式并入本文中。

本公开涉及一种半导体元件结构的制备方法。特别涉及一种具有一环状半导体鳍片的一垂直场效晶体管的制备方法。

背景技术

当半导体元件结构变得更小且更高度整合(highly integrated)时，已经发展出许多制造具有鳍片图案的半导体元件结构的技术。特别地是，一微影制程(photolithography process)是典型地被用来在一基底上制造电子或光电元件(electronic and optoelectronic devices)，且由微影制程所制备的光刻胶图案(photoresist patterns)是在蚀刻(etching)或离子植入(ion implantation)制程中当作是遮罩。当所需的间距尺寸(pitch size)与临界尺寸(critical dimension，CD)持续变小时，光刻胶图案的精细度(fineness)在整合程度上变成是一个非常重要的参数(importantfactor)。然而，用于制造半导体部件(semiconductor features)的微影制程在曝光设备(exposure apparatus)的持续提升的分辨率中存在有一限制。

虽然存在具有鳍片图案的半导体元件结构及其制备方法是已满足其预期目的，但其并非所有方面已完全地满足。因此，针对经由微影制程所制备的具有鳍片图案的半导体元件结构的技术，目前仍有许多问题必须克服。

上文的“现有技术”说明仅是提供背景技术，并未承认上文的“现有技术”说明公开本公开的标的，不构成本公开的现有技术，且上文的“现有技术”的任何说明均不应作为本公开的任一部分。

发明内容

本公开的一实施例提供一种半导体元件结构的制备方法。该半导体元件结构的制备方法包括在一基底上形成一环形结构；执行一蚀刻制程，以在该环形结构下方形成一环状半导体鳍片；在该基底通过该环状半导体鳍片的一顶部上，形成一处理区；在该环状半导体鳍片的一侧表面上，选择地形成一间隙子；在该基底与该环状半导体鳍片的一底部接触的表面上，形成一下源极/漏极区；形成一内栅极结构，该内栅极结构接触该环状半导体鳍片的一内侧壁；形成一外栅极结构，该外栅极结构接触该环状半导体鳍片的一外侧壁；以及在该环状半导体鳍片的一上部上，形成一上源极/漏极区。

在本公开的一些实施例中，该半导体元件结构的制备方法还包括：在该基底上形成一柱体；形成该环形结构以围绕该柱体，其中该柱体的一宽度大于该环形结构的一宽度；以及在形成该环形结构之后，移除该柱体。

在本公开的一些实施例中，该柱体的一宽度大于该环形结构的一宽度的三倍。

在本公开的一些实施例中，该半导体元件结构的制备方法还包括：形成一遮罩层，该遮罩层具有一缝隙，该缝隙暴露该环状半导体鳍片的一部分；以及执行一蚀刻制程，以移除该环状半导体鳍片通过该缝隙而暴露的一部分。

在本公开的一些实施例中，该缝隙暴露该内栅极结构的一部分以及该外栅极结构的一部分，而该蚀刻制程移除该内栅极结构的一部分以及该外栅极结构的一部分。