[发明专利]半导体装置的制造方法

说明书

提供半导体装置的制造方法，是鳍状堆叠结构的侧壁轮廓的矫正方法。范例方法包含在基底上形成第一鳍状结构和第二鳍状结构，第一鳍状结构和第二鳍状结构各包含交错的多个通道层和多个牺牲层；在第一鳍状结构和第二鳍状结构上方沉积第一硅衬垫；在基底、第一鳍状结构和第二鳍状结构上方沉积介电层；回蚀刻介电层，以在第一鳍状结构与第二鳍状结构之间形成隔离部件，以及移除了在第一鳍状结构和第二鳍状结构上的第一硅衬垫，以暴露出多个通道层和多个牺牲层的侧壁；以及在多个通道层和多个牺牲层暴露的侧壁上外延沉积第二硅衬垫。

技术领域

本发明实施例涉及半导体技术，且特别是涉及半导体装置的制造方法。

背景技术

集成电路(integrated circuit，IC)产业已经历了快速成长。在集成电路的发展史中，功能密度(即每一芯片区互连的装置数目)增加，同时几何尺寸(即制造过程中所产生的最小的组件或线路)缩小。此元件尺寸微缩化的制程提供增加生产效率与降低相关费用的益处。然而，此元件尺寸微缩化也伴随着增加了包含着这些集成电路的装置的设计和制造的复杂性。为了实现这些进步，需要在装置制造中有相似的发展。

举例来说，集成电路(IC)技术朝向较小的技术节点进步，已引进多栅极装置通过增加栅极通道耦合、降低关态电流及减少短通道效应(short-channel effects，SCEs)来改善栅极控制。多栅极装置一般代表具有栅极结构或栅极结构的一部分设置于通道区多于一面上方的装置。鳍式场效晶体管(Fin-like field effect transistors，FinFETs)和多桥接通道(multi-bridge-channel，MBC)晶体管(皆被称为非平面晶体管)为多栅极装置的范例，多栅极装置已成为高效能和低漏电应用的流行及有希望的候选装置。鳍式场效晶体管具有通过栅极环绕多于一面(例如栅极环绕从基底延伸的半导体材料的“鳍”的顶部和侧壁)之抬升的通道。多桥接通道晶体管具有可延伸以部分或完全环绕通道区的栅极结构，以在两面或多于两面上提供到通道区的路径。由于多桥接通道晶体管的栅极结构围绕通道区，因此多桥接通道晶体管也可被称为环绕式栅极晶体管(surrounding gatetransistor，SGT)或全绕式栅极(gate-all-around，GAA)晶体管。多桥接通道晶体管的通道区可从纳米线、纳米片、其他纳米结构及/或其他合适的结构形成。通道区的形状也赋予多桥接通道晶体管其他名字，例如纳米片晶体管或纳米线晶体管。为了形成多桥接通道晶体管的通道元件，在基底上交替沉积两个不同的半导体组成的层，且由这些层形成鳍状结构。尽管使用了非等向性蚀刻制程，可以不同速率蚀刻不同的半导体层，以形成鳍状结构的波浪形侧壁轮廓。当采用栅极后制程时，先在鳍状结构上方形成虚设栅极堆叠物作为功能性栅极结构的占位物。鳍状结构的波浪形侧壁轮廓可能会阻碍虚设栅极堆叠物的移除并影响产率。因此，虽然传统多桥接通道晶体管形成制程一般对于其预期目的为足够的，但是这些制程并非在所有方面都令人满意。

发明内容

在一些实施例中，提供半导体装置的制造方法，此方法包含在基底上形成第一鳍状结构和第二鳍状结构，第一鳍状结构和第二鳍状结构各包含交错的多个通道层和多个牺牲层；在第一鳍状结构和第二鳍状结构上方外延沉积第一硅衬垫；在基底、第一鳍状结构和第二鳍状结构上方沉积介电层；回蚀刻介电层，以在第一鳍状结构与第二鳍状结构之间形成隔离部件，使得第一鳍状结构的顶部和第二鳍状结构的顶部延伸至隔离部件之上，其中回蚀刻移除了在第一鳍状结构的顶部和第二鳍状结构的顶部上的第一硅衬垫，以暴露出多个通道层和多个牺牲层的侧壁；以及在多个通道层和多个牺牲层暴露的侧壁上外延沉积第二硅衬垫。

在一些其他实施例中，提供半导体装置的制造方法，此方法包含在基底上形成第一鳍状结构和第二鳍状结构，第一鳍状结构和第二鳍状结构各包含交错的多个通道层和多个牺牲层；在第一鳍状结构和第二鳍状结构上方外延沉积具有第一厚度的硅衬垫；在基底、第一鳍状结构和第二鳍状结构上方沉积介电层；回蚀刻介电层，以在第一鳍状结构与第二鳍状结构之间形成隔离部件，使得第一鳍状结构的顶部和第二鳍状结构的顶部延伸至隔离部件之上，其中回蚀刻将第一鳍状结构的顶部和第二鳍状结构的顶部上的硅衬垫的第一厚度缩小为小于第一厚度的第二厚度。