[发明专利]水平GAA纳米线及纳米平板晶体管

权利要求书

1.一种形成半导体装置的方法，包含以下步骤：

选择性地蚀刻包含交替地布置成多个堆叠对的多个第一层及相应的多个第二层的超晶格结构，以去除各所述第一层或各所述第二层，以在所述超晶格结构中形成多个空隙及在源极区域与漏极区域之间延伸的多个半导体材料层；和

掺杂所述多个半导体材料层，以形成经掺杂半导体材料层。

2.如权利要求1所述的方法，其中掺杂所述多个半导体材料层的步骤包含以下步骤：将所述半导体材料层暴露于掺杂剂气体源。

3.如权利要求2所述的方法，其中所述掺杂剂气体源于所述半导体材料层上形成掺杂剂的表面浓度。

4.如权利要求3所述的方法，进一步包含以下步骤：将上面具有掺杂剂的所述表面浓度的所述半导体材料层暴露于退火环境，以使所述半导体材料层的整个厚度中的所述掺杂剂浓度均质化。

5.如权利要求4所述的方法，其中所述退火环境具有大于或等于约750℃的温度。

6.如权利要求5所述的方法，其中退火发生达小于或等于约5秒。

7.如权利要求4所述的方法，其中所述半导体材料层的整个厚度中的所述掺杂剂浓度在以下范围内：从约10¹⁷个原子/cm³至约10²¹个原子/cm³。

8.如权利要求7所述的方法，其中所述掺杂剂包含约10¹⁹个原子/cm³的硼。

9.如权利要求7所述的方法，其中半导体装置包含水平全环绕式栅极装置，所述水平全环绕式栅极装置的栅极电压大于或等于约0.400V。

10.如权利要求9所述的方法，其中导通所述装置所需的栅极电压大于或等于导通不具有掺杂剂的装置所需的栅极电压的约140％。

11.如权利要求9所述的方法，其中导通所述装置所需的栅极电压是在导通不具有掺杂剂的装置所需的栅极电压的1至2倍的范围内。

12.如权利要求1所述的方法，进一步包含以下步骤：在基板的顶表面上形成所述超晶格结构。

13.如权利要求12所述的方法，进一步包含以下步骤：形成所述源极区域及所述漏极区域，所述源极区域邻近所述超晶格结构的第一端，且所述漏极区域邻近所述超晶格结构的第二相对端。

14.如权利要求1所述的方法，其中所述第一层包含至少一种III-V族材料，且所述第二层包含至少一种III-V族材料，而所述第一层与所述第二层包含不同材料。

15.如权利要求14所述的方法，其中所述第一层包含硅锗(SiGe)，且所述第二层包含硅(Si)。

16.如权利要求15所述的方法，其中选择性地蚀刻所述超晶格结构包含以下步骤：蚀刻所述硅锗(SiGe)第一层并留下所述硅(Si)第二层。

17.如权利要求1所述的方法，其中所述第一层及所述第二层的厚度每个为约3nm至约20nm。

18.一种水平全环绕式栅极装置，包含多个水平经掺杂半导体材料层，所述多个水平经掺杂半导体材料层位于源极区域与漏极区域之间。

19.如权利要求18所述的装置，其中所述经掺杂半导体材料层包含均匀浓度的掺杂剂。

20.一种计算机可读介质，具有存储于上面的指令，当所述指令被执行时，导致形成半导体装置的方法，所述方法包含以下步骤：选择性地蚀刻包含交替地布置成多个堆叠对的多个第一层及相应的多个第二层的超晶格结构，以去除各所述第一层或各所述第二层，以在所述超晶格结构中形成多个空隙及在源极区域与漏极区域之间延伸的多个半导体材料层；和掺杂所述多个半导体材料层，以形成经掺杂半导体材料层。