[发明专利]半导体装置

说明书

本发明实施例提供一种半导体装置。此处公开包括形成在外延源极/漏极区与半导体基底之间的隔离层的纳米结构场效晶体管及其形成方法。半导体装置包括半导体基底；栅极堆叠物，在半导体基底的上方，栅极堆叠物包括栅极电极与栅极电介质；第一外延源极/漏极区，相邻于栅极堆叠物；以及高介电常数电介质，在半导体基底与第一外延源极/漏极区之间延伸，高介电常数电介质接触第一外延源极/漏极区，栅极电介质与高介电常数电介质包括相同的材料。

技术领域

本发明实施例涉及半导体工艺技术，尤其涉及半导体装置及其形成方法。

背景技术

半导体装置是应用于各种电子应用中，例如，个人电脑、移动电话、数字相机及其他电子设备。半导体装置通常是通过在半导体基底的上方依序沉积多个绝缘层或介电层、多个导电层与多个半导体材料层，并使用光刻技术对各种材料层进行图形化，以在其上形成多个电路构件与元件而制造。

半导体产业通过不断缩小最小特征尺寸，使更多的构件能够集积到给定的面积中，而不断提高各种电子构件(举例而言：晶体管、二极管、电阻器、电容器等)的集积密度。然而，随着最小特征尺寸的减小，又出现了一些应该解决的问题。

发明内容

本公开实施例的目的在于提供一种半导体装置，以解决上述至少一个问题。

一实施例是关于一种半导体装置，包括：一半导体基底；一栅极堆叠物，在上述半导体基底的上方，上述栅极堆叠物包括一栅极电极与一栅极电介质；一第一外延源极/漏极区，相邻于上述栅极堆叠物；以及一高介电常数电介质，在上述半导体基底与上述第一外延源极/漏极区之间延伸，上述高介电常数电介质接触上述第一外延源极/漏极区，其中上述栅极电介质与上述高介电常数电介质包括相同的材料。

另一实施例是关于一种半导体装置的形成方法，包括：在一半导体基底的上方沉积一多层堆叠物，上述多层堆叠物包括多层交替排列的一第一半导体材料与一第二半导体材料；在上述多层堆叠物形成一外延源极/漏极区，上述外延源极/漏极区延伸而至少部分穿过上述多层堆叠物；移除上述多层堆叠物的一第一层与一第二层，以分别形成一第一凹部与一第二凹部；在上述第一凹部与上述第二凹部沉积一栅极介电层，上述栅极介电层填充上述第一凹部以形成一第一隔离层，上述第一隔离层在上述外延源极/漏极区与上述半导体基底之间延伸；以及在上述第二凹部沉积一栅极电极材料。

又另一实施例是关于一种半导体装置的形成方法，包括：在一半导体基底的上方沉积一多层堆叠物，上述多层堆叠物包括在上述半导体基底的上方的一第一牺牲层、在上述第一牺牲层的上方的一第二牺牲层、在上述第二牺牲层的上方的一第一通道层及在上述第一通道层的上方的一第二通道层；形成一第一源极/漏极区，其延伸穿过上述第二通道层、上述第一通道层及上述第二牺牲层而至上述第一牺牲层的一顶表面；使用一第一蚀刻工艺，从上述半导体装置的一第一区蚀刻上述第一通道层与上述第一牺牲层；以及在通过蚀刻上述第一通道层与上述第一牺牲层而形成的多个凹部沉积一第一介电层，上述第一介电层填充通过蚀刻上述第一牺牲层而形成的上述多个凹部。

本公开实施例的有益效果在于，使用栅极介电层替换第一半导体层与第二半导体层的情况是将外延源极/漏极区与基底绝缘。这避免从外延源极/漏极区到基底的漏电流，而避免闩锁效应并提升效能。

附图说明

根据以下的详细说明并配合所附附图而最有效地了解本发明实施例的面向。应注意的是，根据本产业的标准作业，附图并未必按照比例绘制各种部件。事实上，可能任意的放大或缩小各种部件的尺寸，以做清楚的说明。

图1是根据一些实施例的一纳米结构场效晶体管的一例的三维视图；

图2是根据一些实施例的制造纳米结构场效晶体管的中间阶段的剖面图；

图3是根据一些实施例的制造纳米结构场效晶体管的中间阶段的剖面图；

图4是根据一些实施例的制造纳米结构场效晶体管的中间阶段的剖面图；