[发明专利]晶体管栅极的形成方法

说明书

一种晶体管栅极的形成方法包含形成第一及第二鳍片，各个鳍片包含交替堆叠的第一及第二半导体层；在第一及第二鳍片上方形成虚设栅极结构，及在虚设栅极结构的任一侧上形成栅极间隔物；移除虚设栅极结构以形成第一及第二栅极沟渠；移除第一半导体层使得第二半导体层悬置在第一及第二栅极沟渠中；在第二半导体层周围沉积第一介电层，及在第一介电层周围沉积第二介电层；执行ALD制程以在第二介电层周围形成硬遮罩层，ALD制程包含在长于约1秒的第一脉冲时间内脉冲第一前驱物；图案化硬遮罩层；及在第二栅极沟渠中蚀刻第二栅极介电层的一部分。

技术领域

本揭露关于一种晶体管栅极的形成方法。

背景技术

半导体装置用于各种电子应用，诸如举例而言，个人计算机、手机、数字相机、及其他电子设备。半导体装置通常通过在半导体基板上方顺序沉积材料的绝缘层或介电层、导电层、及半导体层，及使用微影术图案化各种材料层以在其上形成电路组件及元件来制造的。

半导体行业通过不断减小最小特征尺寸来不断提高各种电子组件(例如，晶体管、二极管、电阻器、电容器等)的集成密度，从而允许更多组件整合至给定面积。

发明内容

根据本揭露的一些实施例，一种晶体管栅极的形成方法包含以下步骤：在一基板上方形成一第一鳍片及一第二鳍片，该第一及第二鳍片各包含交替堆叠的多个第一半导体层及多个第二半导体层；在该第一及第二鳍片上方形成多个虚设栅极结构，及在该些虚设栅极结构的任一侧上形成多个栅极间隔物；移除该些虚设栅极结构，以在该第一鳍片上方形成一第一栅极沟渠，及在该第二鳍片上方形成一第二栅极沟渠；移除该些第一半导体层，使得该些第二半导体层悬置在该第一及第二栅极沟渠中；在该些第二半导体层的各者周围沉积一第一栅极介电层，及在该第一栅极介电层周围沉积一第二栅极介电层；执行一原子层沉积(ALD)制程，以在该第二栅极介电层周围形成一硬遮罩层，该ALD制程包含在一第一脉冲时间内将一第一前驱物脉冲至一沉积室，该第一脉冲时间长于约1秒；图案化该硬遮罩层；及在该经图案化硬遮罩层就位的情况下，蚀刻在该第二栅极沟渠中的该第二栅极介电层的一部分。

根据本揭露的一些实施例，一种晶体管栅极的形成方法包含以下步骤：在一基板上方形成第一及第二鳍片，该第一及第二鳍片各包含交替堆叠的多个第一半导体层及多个第二半导体层；形成跨该第一及第二鳍片的第一及第二虚设栅极结构；在该第一虚设栅极结构的任一侧上形成多个第一栅极间隔物，及在该第二虚设栅极结构的任一侧上形成多个第二栅极间隔物；移除该第一及第二虚设栅极结构，以在该些第一栅极间隔物之间形成一第一栅极沟渠，及在该些第二栅极间隔物之间形成一第二栅极沟渠；在该第一及第二栅极沟渠中选择性地蚀刻该些第一半导体层；在该第一及第二栅极沟渠中沉积一第一栅极介电层，及在该第一栅极介电层上方沉积一第二栅极介电层；通过使用一或多个原子层沉积(ALD)循环在该第二栅极介电层上方形成一硬遮罩层，各个循环包含顺序执行一第一脉冲步骤、在一第一净化时间内的一第一净化步骤、一第二脉冲步骤、及在一第二净化时间内的一第二净化步骤，其中该第一净化时间长于该第二净化时间；图案化该硬遮罩层以曝光该第二栅极介电层的一部分；及蚀刻该第二栅极介电层的该经曝光部分。

根据本揭露的一些实施例，一种晶体管栅极的形成方法包含以下步骤：形成一第一鳍片及一第二鳍片，该第一及第二鳍片各包含交替堆叠的多个第一半导体层及多个第二半导体层；分别形成跨该第一及第二鳍片的多个虚设栅极结构；在该些虚设栅极结构的任一侧上形成多个栅极间隔物；移除该些虚设栅极结构及该些第一半导体层以在该些第二半导体层的多个相应者之间形成多个空间；顺序沉积一第一栅极介电层及一第二栅极介电层至该些第二半导体层的多个相应者之间的该些空间中；执行一原子层沉积(ALD)制程以在该第二栅极介电层上形成一硬遮罩层，该ALD制程包含在一第一脉冲时间内将一第一前驱物脉冲至一沉积室，及在一第一净化时间内自该沉积室净化该第一前驱物，该第一净化时间为该第一脉冲时间的至少约15倍；图案化该硬遮罩层以曝光该第二栅极介电层的一部分；及蚀刻该第二栅极介电层的该经曝光部分。

附图说明