[发明专利]半导体器件及其形成方法

说明书

根据本发明实施例的半导体器件包括第一晶体管和第二晶体管。第一晶体管包括多个第一沟道构件和环绕多个第一沟道构件中的每一个的第一栅极结构。第二晶体管包括多个第二沟道构件和设置在多个第二沟道构件上方的第二栅极结构。多个第一沟道构件中的每一个具有第一宽度和小于第一宽度的第一高度。多个第二沟道构件中的每一个具有第二宽度和大于第二宽度的第二高度。本申请的实施例还提供一种形成半导体器件的方法。

技术领域

本申请的实施例涉及半导体器件及其形成方法。

背景技术

半导体集成电路(IC)行业经历了指数式增长。IC材料和设计的技术进步已生产出几代IC，其每一代都比上一代更小、更复杂。在IC的发展过程中，功能密度(即，每个芯片区域互连器件的数量)普遍增加，而其几何尺寸【即，使用制造工艺可创造的最小元件(或线路)】则在减小。这种按比例缩小工艺一般通过提高生产效率和降低相关成本带来效益。这种按比例缩小也增加了加工和制造IC的复杂度。

例如，随着集成电路(IC)技术向更小的技术节点发展，已经引入多栅极器件，以通过增加栅极-沟道耦合、减小截止状态电流和减小短沟道效应(SCE)来改善栅极控制。多栅极器件通常是指具有栅极结构或其部分、设置在沟道区的多于一侧上方的器件。鳍式场效应晶体管(FinFET)和多桥沟道(MBC)晶体管是多栅极器件的实例，这些器件在高性能和低泄漏应用中已变成流行且有前途的候选品。FinFET具有在多个侧面上被栅极环绕的升高的沟道(例如，栅极环绕从衬底延伸的半导体材料“鳍”的顶部和侧壁)。MBC晶体管具有可以部分或全部围绕沟道区延伸的栅极结构，以提供在两侧或更多侧上对沟道区的访问。由于MBC晶体管的栅极结构环绕沟道区，因此MBC晶体管也可被称为环绕栅极晶体管(SGT)或全环栅(GAA)晶体管。MBC晶体管的沟道区可以由纳米线、纳米片或其他纳米结构形成，并且由于该原因，MBC晶体管也可被称为纳米线晶体管或纳米片晶体管。

MBC晶体管的沟道区可以具有片状形状，其中沟道区的宽度大于其高度，以增强MBC晶体管的驱动电流。这种MBC晶体管可能适用于高驱动电流应用，但对于封装密度和单元尺寸缩小更为关键的其他应用可能并不理想。因此，尽管常规的MBC晶体管通常已经足以满足其预期目的，但是它们在各个方面均不尽如人意。

发明内容

在一些实施例中，一种半导体器件，包括：第一晶体管，所述第一晶体管包括：多个第一沟道构件，和第一栅极结构，环绕所述多个第一沟道构件中的每个；以及第二晶体管，所述第二晶体管包括：多个第二沟道构件，以及第二栅极结构，设置在所述多个第二沟道构件的上方，其中，所述多个第一沟道构件中的每个具有第一宽度和小于所述第一宽度的第一高度，其中，所述多个第二沟道构件中的每个具有第二宽度和大于所述第二宽度的第二高度。

在一些实施例中，一种半导体器件包括：第一晶体管，所述第一晶体管包括：第一沟道构件，在第一底座部分的上方并与所述第一底座部分间隔，和第一栅极结构，环绕所述第一沟道构件；以及第二晶体管，所述第二晶体管包括：第二沟道构件，在第二底座部分的上方并与所述第二底座部分间隔，和第二栅极结构，设置在所述第二沟道构件的上方，并包括界面层、栅极介电层和栅电极，其中，所述界面层设置在所述第二沟道构件和所述第二底座部分上，其中，所述栅极介电层设置在所述界面层上，其中，所述栅电极不在所述第二沟道构件与所述第二底座部分之间延伸。