[发明专利]半导体装置的制造方法

说明书

本文公开短通道、水平栅极全环(GAA)纳米结构(如：纳米片、纳米线等)晶体管、半导体装置的制造方法及以GAA晶体管形成的装置。根据一些方法，形成的GAA晶体管具有防止APT掺杂扩散到通道区域中的保护带、浅层源极/漏极深度、及/或基板中的井及APT布植后的装置通道区域外延生长。借此，形成的GAA晶体管用于减轻可能在制造栅极全环(GAA)晶体管期间由抗接面击穿(APT)掺杂扩散引起的议题，如底部片临界电压(Vt)偏移、接面漏电、APT掺杂物向外扩散、井邻近效应、及APT布植污染。不过，GAA晶体管及制造方法可被以各种更广泛的方式运用，且可被整合到各式各样的装置及技术中。

技术领域

本公开涉及半导体装置及其制造方法，且特别涉及包含具有栅极全环(GAA)晶体管结构的晶体管的半导体装置及其制造方法。

背景技术

半导体装置被用于各式各样的电子应用，例如个人电脑、移动电话、数码相机、以及其他电子设备。半导体装置通常是通过在半导体基板上沉积一系列的绝缘或介电层、导电层和半导体层的材料，以及使用微影(lithography)图案化各种材料层以在其上形成电路组件与元件来形成的。

半导体工业通过持续地降低最小特征的尺寸来不停地改善各种电子组件(例如：晶体管、二极管、电阻器、电容器等)的集成密度，这允许在给定的面积中整合更多的组件。然而，随着最小特征尺寸的降低，随之而来的是需要克服的额外问题。

发明内容

本公开实施例提供一种半导体装置的制造方法，包括：在一半导体基板上沉积第一材料的第一薄层；在第一材料的第一薄层上沉积第二材料的第二薄层；在第二材料的第二薄层上沉积第一材料的第三薄层，第一材料的第一薄层的厚度大于第一材料的第三薄层的厚度；在第一材料的第三薄层上沉积第二材料的第四薄层；自第二材料的第二薄层与半导体基板之间，以及自第二材料的第二薄层与第二材料的第四薄层之间，移除第一材料，以形成以第一间隔与半导体基板彼此间隔的第一纳米结构，以及形成以第二间隔与第一纳米结构彼此间隔的第二纳米结构，第二间隔小于第一间隔；沉积栅极介电层以围绕第一纳米结构及第二纳米结构；以及沉积环绕栅极介电层的栅极电极。

本公开实施例提供一种半导体装置的制造方法，包括：将复数抗接面击穿掺杂物布植到半导体基板之中；在半导体基板上，将包含第一半导体材料的第一薄层形成至第一厚度；在第一薄层上，将包含第二半导体材料的第二薄层形成至第二厚度，第二半导体材料不同于第一半导体材料，且第一厚度大于第二厚度；加热半导体基板，其中半导体基板的加热致使复数抗接面击穿掺杂物的浓度梯度延伸至第一薄层中，但并未延伸至第二薄层中；自第二半导体材料与半导体基板之间移除第一半导体材料，以形成以第一距离与半导体基板彼此间隔的第一纳米结构；沉积栅极介电层以围绕第一纳米结构；以及形成栅极电极，其中至少栅极电极的第一部分被形成于半导体基板与第一纳米结构之间。

本公开实施例提供一种半导体装置，包括：一半导体纳米结构堆叠，位于基板上；栅极电极，围绕上述半导体纳米结构堆叠中的每个半导体纳米结构，基板与上述半导体纳米结构堆叠的最底部纳米结构之间的栅极电极的第一高度，大于最底部纳米结构与半导体纳米结构堆叠的另一个纳米结构之间的栅极电极的第二高度；以及栅极介电质，位于栅极电极与上述半导体纳米结构堆叠中的每个半导体纳米结构之间。

附图说明

本公开的实施方式自后续实施方式及附图可更佳理解。须强调的是，依据产业的标准作法，各种特征并未按比例绘制。事实上，各种特征的尺寸可能任意增加或减少以清楚论述。

图1是根据一些实施例所示，形成半导体装置的中间阶段。

图2A及图2B是根据一些实施例所示，形成半导体装置的中间阶段。

图3至图9是根据一些实施例所示，形成半导体装置的中间阶段。

图10A及图10B是根据一些实施例所示，形成半导体装置的中间阶段。

图11是根据一些实施例所示，形成半导体装置的中间阶段。