[发明专利]制造半导体装置的方法

说明书

一种制造半导体装置的方法，包括：形成半导体纳米结构以及牺牲层的交替膜层的鳍片；横向蚀刻牺牲层的侧壁部分；以及在半导体纳米结构以及牺牲层的侧壁上沉积额外的半导体材料。在额外的半导体材料上沉积介电材料以及额外的蚀刻之后，半导体结构的剩余部分以及额外的半导体材料在鳍片各自的两侧共同形成锤形(hammer shape)。在鳍片两侧上形成的外延源极/漏极区将接触锤形的头部。

技术领域

本发明实施例是有关于一种半导体装置及其制造方法，且特别关于一种 场效晶体管装置及其制造方法。

背景技术

半导体装置被用于各种电子应用中，例如个人电脑、手机、数码相机以 及其他电子设备。一般通过在半导体基板上依序沉积绝缘或介电层、导电层 以及半导体层材料以制造半导体装置，并使用微影对各种材料层进行图案 化，以在其上形成电路组件及元件。

半导体产业通过持续减小最小部件尺寸以持续提高各种电子组件(例如 晶体管、二极管、电阻、电容等)的整合密度，其允许将更多组件整合至给 定区域中。然而，随着最小部件尺寸的减小，出现了应解决的额外问题。

发明内容

本发明一些实施例提供一种制造半导体装置的方法，包括：形成半导体 堆叠，包括：在基板上沉积第一半导体层；以及在第一半导体层上沉积第二 半导体层；蚀刻半导体堆叠以形成鳍片，鳍片包括纳米结构的堆叠；在鳍片 上形成虚设栅极结构；蚀刻鳍片以形成凹口，凹口邻近虚设栅极结构，凹口 露出基板，凹口露出在虚设栅极结构下方的第一半导体层以及第二半导体层 的第一侧部；蚀刻露出的第一侧部以露出第二侧部；在露出的第二侧部上沉 积第三半导体层；在虚设栅极结构上以及第三半导体层上沉积第一介电层；蚀刻第一介电层以露出第三半导体层的部分；在露出的基板上以及邻近第三 半导体层的露出的部分形成第一外延区；去除虚设栅极结构；去除第一半导 体层的剩余部分以在鳍片中形成开口；以及在开口中形成栅极结构。

本发明另一些实施例提供一种半导体装置，包括：栅极结构，沿着第一 平面延伸，栅极结构包括栅极介电层以及导电材料；源极区以及漏极区，在 第二平面中的栅极结构的两侧上，第二平面垂直于第一平面，源极区以及漏 极区均不在第一平面中；以及第一纳米结构，在源极区以及漏极区之间延伸， 在第二个平面中，第一纳米结构具有带有衬线(serifs)的水平I形，栅极介 电层包绕(wrapping around)第一纳米结构的中间部分，导电材料包绕栅极 介电层。

本发明又一些实施例提供一种半导体装置，包括：第一纳米结构，在第 一外延区以及第二外延区之间延伸，第一纳米结构包括：第一半导体层；第 二半导体层，设置在第一半导体层上；以及第三半导体层，设置在第二半导 体层上；第二纳米结构，设置在第一纳米结构上，第二纳米结构从第一外延 区延伸至第二外延区，第二纳米结构包括：第四半导体层；第五半导体层， 设置在第四半导体层上；以及第六半导体层，设置在第五半导体层上；内间 隔物，直接插在(directly interposed)第三半导体层以及第四半导体层之间； 以及栅极堆叠，插在第一纳米结构以及第二纳米结构之间，栅极堆叠包括栅 极介电层以及栅极电极。

附图说明

以下将配合所附图示详述本公开的各面向。应注意的是，依据在业界的 标准做法，各种特征并未按照比例绘制且仅用以说明例示。事实上，可能任 意地放大或缩小单元的尺寸，以清楚地表现出本公开的特征。

图1根据一些实施例，是半导体装置制造期间的中间阶段的示意性透视 图。

图2A-图22A、图2B-图22B、图10C-图14C、图10D、图10E、图14D、 图14E以及图19C根据一些实施例，是半导体装置制造期间的中间阶段的剖 面图。

其中，附图标记说明如下：

50：基板

51：抗击穿(APT)区

52：牺牲层

54：通道层