[发明专利]半导体器件和方法

说明书

本公开涉及半导体器件和方法。提供了一种半导体器件及其制造方法，其利用金属种子来辅助使铁电层结晶。在实施例中，金属层和铁电层彼此相邻地形成，并且然后金属层扩散到铁电层中。一旦就位，则执行结晶工艺，其利用金属层的材料作为种子晶体。

技术领域

本公开涉及半导体器件和方法。

背景技术

半导体器件被用于各种电子应用中，例如，个人计算机、手机、数码相机和其他电子设备。通常通过以下方式来制造半导体器件：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，并且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尺寸来持续提高各种电子组件(例如，晶体管、二极管、电阻器、电容器等)的集成密度，这允许将更多的组件集成到给定面积中。然而，随着最小特征尺寸的减小，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：界面层，在半导体鳍之上；结晶的铁电层，与所述界面层实体接触，所述结晶的铁电层包括多个结晶区域，在所述多个结晶区域中的相邻结晶区域之间具有晶粒边界，所述多个结晶区域中的每一者包括多个金属种子之一；以及导电堆叠，在所述结晶的铁电层之上。

根据本公开的另一实施例，提供了一种半导体器件，包括：导电栅极堆叠，在半导体鳍之上；间隔件，在所述半导体鳍之上；以及结晶的铁电层，在所述导电栅极堆叠和所述间隔件之间，所述结晶的铁电层包括多个晶体区域，所述晶体区域各自包括金属种子并且具有直径在2nm和10nm之间的晶粒。

根据本公开的又一实施例，提供了一种制造半导体器件的方法，所述方法包括：在半导体鳍之上形成金属材料；形成与所述金属材料实体接触的铁电层；将所述金属材料扩散到所述铁电层中以形成种子；使用所述种子来使所述铁电层结晶以形成结晶的铁电层；以及在所述结晶的铁电层之上形成导电堆叠。

附图说明

在结合附图阅读下面的具体实施方式时，可以从下面的具体实施方式中最佳地理解本公开的各个方面。注意，根据行业的标准做法，各种特征不是按比例绘制的。事实上，为了讨论的清楚起见，各种特征的尺寸可能被任意增大或减小。

图1示出了根据一些实施例的形成场效应晶体管器件的制造工艺的透视图。

图2示出了根据一些实施例的源极/漏极区域的形成。

图3示出了根据一些实施例的界面层的形成的横截面视图。

图4示出了根据一些实施例的金属层的形成。

图5A-图5B示出了根据一些实施例的铁电层的形成。

图6A-图6C示出了根据一些实施例的第一退火工艺。

图7A-图7B示出了根据一些实施例的第二退火工艺。

图8示出了根据一些实施例的导电栅极堆叠的形成。

图9A-图9B示出了根据一些实施例的帽盖层的形成。

图10A-图10B示出了根据一些实施例的具有帽盖层的第一退火工艺。

图11A-图11B示出了根据一些实施例的具有帽盖层的第二退火工艺。

图12示出了根据一些实施例的导电栅极堆叠的形成。

图13示出了根据一些实施例的栅极全环绕器件(gate all around device)。

图14A-图16B示出了根据一些实施例的添加剂的使用。

图17示出了根据一些实施例的在结晶的铁电层内的晶粒(grain)尺寸分布。

具体实施方式