[发明专利]半导体结构

说明书

本公开实施例提供一种半导体结构。半导体结构包括第一全绕式栅极场效晶体管及第二全绕式栅极场效晶体管，第一全绕式栅极晶体管与第二全绕式栅极晶体管可形成于基板上。第一全绕式栅极晶体管包括至少一硅板、第一栅极结构、第一源极区与第一漏极区。第二全绕式栅极晶体管包括至少一硅锗板、第二栅极结构、第二源极区与第二漏极区。第一全绕式栅极晶体管可为n型场效晶体管，而第二全绕式栅极晶体管可为p型场效晶体管。第一栅极结构与第二栅极结构的栅极可包含相同导电材料。每一硅板与每一硅锗板可为单晶，且对于米勒指数可具有相同的结晶取向。

技术领域

本发明实施例涉及半导体装置，尤其涉及在不同型态的全绕式栅极装置 中采用相同栅极结构的方法。

背景技术

多栅极装置、多栅极金属氧化物半导体场效晶体管或多栅极场效晶体管 指的是结合超过一个栅极至单一装置的金属氧化物半导体场效晶体管。可由 单一栅极控制多个栅极(其中多个栅极表面可电性连接如单一栅极)，或由独 立的栅极控制多个栅极。多栅极装置采用独立的栅极时，有时可称作多个独 立栅极的场效晶体管。最常用的多栅极装置为鳍状场效晶体管与全绕式栅极 场效晶体管，其为非平面晶体管或三维晶体管。采用全绕式栅极结构有助于 增加装置密度。全绕式栅极晶体管的垂直堆叠半导体板，可提供单位装置面 积的高装置电流密度。此外，全绕式栅极晶体管对半导体通道的控制增加， 可提供开启电流与关闭电流之间的高比例。

发明内容

本公开实施例的目的在于提供一种半导体结构，以解决上述至少一个问 题。

本发明一实施例提供的半导体结构，包括第一全绕式栅极场效晶体管， 位于基板上且包含：至少一硅板；第一栅极结构，包括第一栅极介电层与第 一栅极并围绕至少一硅板的每一中间部分；第一源极区，位于至少一硅板的 第一末端上；以及第一漏极区，位于至少一硅板的第二末端上；以及第二全 绕式栅极场效晶体管，位于基板上并与第一全绕式栅极场效晶体管横向分 开，且包含：至少硅锗板；第二栅极结构，包括第二栅极介电层与第二栅极 并围绕该至少一硅锗板的每一中间部分；第二源极区，位于至少一硅锗板的 第一末端上；以及第二漏极区，位于至少一硅锗板的第二末端上，其中第一 栅极与第二栅极包括相同的导电材料。

本发明一实施例提供的半导体结构，包括：n型全绕式栅极场效晶体管 位于基板上且包括：至少一p型掺杂板；第一栅极结构，包含第一栅极介电 层与第一栅极并围绕至少一p型掺杂板的每一中间部分；n型掺杂源极区， 位于至少一p型掺杂板的第一末端上；以及n型掺杂漏极区，位于至少一p 型掺杂板的第二末端上；以及p型全绕式栅极场效晶体管位于基板上并与n 型全绕式栅极场效晶体管横向分开，且包括：至少一n型掺杂板；第二栅极结构，包含第二栅极介电层与第二栅极并围绕至少一n型掺杂板的每一中间 部分；p型掺杂源极区，位于至少一n型掺杂板的第一末端上；以及p型掺 杂漏极区，位于至少一n型掺杂板的第二末端上，其中至少一n型板的每一 下表面位于含有个别的至少一p型掺杂板的上表面的水平平面中；以及至少 一n型板的每一上表面位于含有个别的至少一p型掺杂板的下表面的水平平 面中。

本发明一实施例提供的半导体结构的形成方法，包括：形成第一半导体 板堆叠与第二半导体板堆叠于基板上，其中第一半导体板堆叠包括垂直交错 的第一硅板与第一硅锗板，而第二半导体板堆叠包括垂直交错的第二硅板与 第二硅锗板；相对于第一硅板，移除第一硅锗板的末端部分；相对于第二硅 锗板，移除第二硅板的末端部分；沉积第一源极区与第一漏极区于第一硅板 的物理露出的表面上；沉积第二源极区与第二漏极区于第二硅锗板的物理露 出的表面上；相对于第一硅板，移除第一硅锗板的保留部分；相对于第二硅 锗板，移除第二硅板的保留部分；以及沉积与图案化栅极介电材料层与栅极 材料层，以形成第一栅极结构围绕第一硅板的中间部分，并形成第二栅极结 构围绕第二硅锗板的中间部分。

附图说明

图1A为本发明一实施例中，形成硅锗层与硅层的交错堆叠、硬掩模层、 半导体衬垫层、介电覆盖层与半导体芯层之后的例示性结构的垂直剖视图。