[发明专利]具有腔间隔器的半导体纳米线装置和制造半导体纳米线装置的腔间隔器的方法

权利要求书

1.一种制造半导体装置的方法，所述方法包括：

在衬底上方形成鳍结构，所述鳍结构包括交替有源层和牺牲层；

在所述鳍结构上形成牺牲栅极堆叠，从而使所述鳍结构的源极和漏极区暴露；

去除所述源极和漏极区中的所述鳍结构的牺牲层的部分；

继去除所述源极和漏极区中的所述鳍结构的所述牺牲层的部分之后，在所述源极和漏极区中以及在所述牺牲栅极堆叠上面形成共形电介质材料层；

蚀刻所述共形电介质材料层以在公共栅极电极堆叠的任一侧上形成一对电介质间隔器，所述一对电介质间隔器中的每个包括沿所述牺牲栅极堆叠的侧壁设置并且环绕所述源极和漏极区中的有源层中的每个的离散部分的连续材料；

继蚀刻所述共形电介质材料层以形成所述一对电介质间隔器之后，在所述源极和漏极区中形成源极和漏极结构；

继形成所述源极和漏极结构之后，去除所述牺牲栅极堆叠使所述鳍结构的沟道区暴露；

去除所述沟道区中的所述鳍结构的牺牲层的部分；以及

在所述一对电介质间隔器之间并且环绕所述沟道区中的所述有源层中的每个的离散部分形成永久栅极电极堆叠。

2.如权利要求1所述的方法，其中形成所述共形电介质材料层包括通过原子层沉积（ALD）来沉积所述共形电介质材料层。

3.如权利要求1所述的方法，其中去除所述源极和漏极区中的所述鳍结构的所述牺牲层的部分并且去除所述沟道区中的所述鳍结构的所述牺牲层的部分包括使用采用从由以下组成的组选择的组成的湿法蚀刻工艺来去除牺牲硅锗：水性羧酸/硝酸/HF溶液和水性柠檬酸/硝酸/HF溶液。

4.如权利要求1所述的方法，其中去除所述源极和漏极区中的所述鳍结构的所述牺牲层的部分并且去除所述沟道区中的所述鳍结构的所述牺牲层的部分包括使用从由以下组成的组选择的水性氢氧化物化学来去除牺牲硅：水性氢氧化铵和水性氢氧化钾。

5.如权利要求1所述的方法，其中在所述源极和漏极区中形成源极和漏极结构包括使半导体材料在所述源极和漏极区中外延生长。

6.一种制造半导体装置的方法，包括：

在衬底上方形成多个垂直堆叠纳米线，所述纳米线中的每个包括离散沟道区；

形成公共栅极电极堆叠，其环绕所述多个垂直堆叠纳米线的离散沟道区中的每个；

在所述公共栅极电极堆叠的任一侧上形成一对电介质间隔器，所述一对电介质间隔器中的每个包括沿所述公共栅极电极的侧壁并且环绕所述垂直堆叠纳米线中的每个的离散部分的连续材料，所述连续材料在所述垂直堆叠纳米线中的相邻垂直堆叠纳米线之间；以及

在所述一对电介质间隔器的任一侧上形成一对源极和漏极区。

7.如权利要求6所述的方法，其中所述一对电介质间隔器的最上表面在所述公共栅极电极堆叠的最上表面下方。

8.如权利要求7所述的方法，其中所述一对源极和漏极区具有在所述一对电介质间隔器的所述最上表面下方的最上表面。

9.如权利要求6所述的方法，其中所述一对源极和漏极区是耦合于所述多个垂直堆叠纳米线的一对公共源极和漏极区。

10.如权利要求9所述的方法，其中所述衬底是单晶半导体衬底，并且所述一对公共源极和漏极区是进一步耦合于所述单晶半导体衬底的暴露部分的一对外延半导体区。

11.如权利要求9所述的方法，进一步包括：

在所述一对公共源极和漏极区上形成一对传导接触部。

12.如权利要求6所述的方法，其中所述公共栅极电极堆叠包括在所述多个垂直堆叠纳米线的所述离散沟道区中的每个上并且环绕所述多个垂直堆叠纳米线的所述离散沟道区中的每个的高k栅极电介质层。