[发明专利]纳米片场效应晶体管器件及其形成方法

说明书

本公开涉及纳米片场效应晶体管器件及其形成方法。一种半导体器件，包括突出于衬底上方的鳍；鳍之上的源极/漏极区域；源极/漏极区域之间的纳米片，其中纳米片包括第一半导体材料；在纳米片之间并且在纳米片的相反端部处的内部间隔件，其中在每个内部间隔件与源极/漏极区域的相应源极/漏极区域之间存在气隙；以及鳍之上并且在源极/漏极区域之间的栅极结构。

技术领域

本公开总体涉及纳米片场效应晶体管器件及其形成方法。

背景技术

半导体器件用于各种电子应用中，例如，个人计算机、蜂窝电话、数码相机和其他电子设备。通常通过以下方式制造半导体器件：依次在半导体衬底之上沉积材料的绝缘或电介质层、导电层和半导体层，并使用光刻对各种材料层进行图案化以在其上形成电路组件和元件。

半导体工业通过不断减小最小特征大小来持续提高各种电子部件(例如，晶体管、二极管、电阻器，电容器等)的集成密度，这允许将更多的部件集成到给定区域中。但是，随着最小特征大小的减小，出现了应当解决的其他问题。

发明内容

根据本公开的一个实施例，提供了一种半导体器件，包括：鳍，突出于衬底上方；源极/漏极区域，在所述鳍之上；纳米片，在所述源极/漏极区域之间，其中，所述纳米片包括第一半导体材料；内部间隔件，在所述纳米片之间并且在所述纳米片的相反端部处，其中，在每个所述内部间隔件与所述源极/漏极区域中的相应源极/漏极区域之间存在气隙；以及栅极结构，在所述鳍之上并且在所述源极/漏极区域之间。

根据本公开的另一实施例，提供了一种半导体器件，包括：鳍，突出于衬底上方；栅极结构，在所述鳍之上；所述鳍之上的源极/漏极区域，在所述栅极结构的相反侧；第一沟道层和第二沟道层，布置在所述源极/漏极区域之间并且彼此平行，其中，所述栅极结构围绕所述第一沟道层和所述第二沟道层；以及内部间隔件，布置在所述第一沟道层的端部和所述第二沟道层的端部之间，其中，在所述内部间隔件与所述源极/漏极区域之间存在气隙。

根据本公开的又一实施例，提供了一种半导体器件的形成方法，所述方法包括：在纳米结构之上和鳍之上形成虚设栅极结构，所述纳米结构覆盖于所述鳍之上，所述鳍突出于所述衬底上方，所述纳米结构包括第一半导体材料和第二半导体材料的交替层；在所述虚设栅极结构的相反侧的所述纳米结构中形成开口，所述开口暴露所述第一半导体材料的端部和所述第二半导体材料的端部；使所述第一半导体材料的所暴露的端部凹陷以形成凹槽；在所述凹槽中形成虚设内部间隔件，并在所述凹槽中的所述虚设内部间隔件之上形成材料层；在形成所述材料层之后，在所述开口中形成源极/漏极区域；在形成所述源极/漏极区域之后，去除所述虚设栅极结构以暴露布置在所述虚设栅极结构下方的所述第一半导体材料和所述第二半导体材料；去除所暴露的第一半导体材料和所述虚设内部间隔件，其中，所述第二半导体材料保留并形成多个纳米片，其中，所述材料层在去除所述虚设内部间隔件之后暴露；以及在所述多个纳米片的相反端部处，在所述源极/漏极区域之间形成内部间隔件，其中，所述内部间隔件中的每个间隔件密封所述每个内部间隔件与所述材料层之间的气隙。

附图说明

当结合附图阅读时，根据以下详细描述可以最好地理解本公开的各方面。注意，根据行业中的标准实践，各种特征未按比例绘制。实际上，为了清楚起见，各种特征的尺寸可以任意增大或减小。

图1以三维视图示出了根据一些实施例的纳米片场效应晶体管(NSFET)器件的示例。

图2、图3A、图3B、图4A、图4B、图5A、图5B和图6-17是根据实施例的纳米片场效应晶体管器件在制造的各个阶段的截面图。

图18和19是根据另一实施例的纳米片场效应晶体管器件在制造的某个阶段的截面图。

图20是在一些实施例中形成半导体器件的方法的流程图。

具体实施方式