[发明专利]半导体装置

说明书

本发明实施例提供一种半导体装置如纳米片多通道装置，半导体装置具有额外间隔层与硬掩模层。额外间隔层可提供最顶部的通道上的内侧间隔物所用的空间。硬掩模层可在金属栅极回蚀刻时作为蚀刻停止层，以改善栅极高度的控制。

技术领域

本发明实施例涉及纳米片多通道装置，尤其涉及具有额外间隔层与硬掩模层的纳米片多通道装置。

背景技术

由于持续改善多种电子构件的集成密度，半导体产业已持续经历快速成长。机体密度的主要改善来自于重复缩小最小结构尺寸，已将更多构件整合制定的芯片面积中。随着最小结构尺寸缩小，控制栅极高度与减少装置电容的方法面临挑战。因此需解决上述问题。

发明内容

本发明一些实施例提供半导体装置。半导体装置包括纳米片堆叠，其包括两个或更多通道层；以及硬掩模层，位于上述两个或更多通道层上，其中硬掩模层的第一表面面向上述两个或更多通道层，且硬掩模层的第二表面与第一表面对向；栅极介电层，形成于上述两个或更多通道层周围以及硬掩模层的第一表面上；以及侧壁间隔物，接触硬掩模层的第二表面。

本发明一些实施例提供半导体装置。半导体装置包括第一源极/漏极结构；以及两个或更多第一通道层，接触第一源极/漏极结构，其中两个或更多通道层的每一者包括：第一表面；第二表面，与第一表面对向；以及末端表面，连接第一表面与第二表面，其中第一表面与第二表面在与末端表面相邻的位置暴露至气隙。

本发明一些实施例提供半导体装置的形成方法。方法包括：形成鳍状结构，其包括两个或更多通道层、硬掩模层位于两个或更多通道层上、以及间隔层形成于相邻的通道层与硬掩模层之间；形成牺牲栅极结构于鳍状结构上，并形成侧壁间隔物于牺牲栅极结构上；蚀刻鳍状结构使其凹陷；移除间隔层的一部分以形成内侧间隔物于通道层与硬掩模层之间；形成源极/漏极结构；移除牺牲栅极结构；以及形成置换栅极结构，包括：沉积栅极介电层于两个或更多通道层与硬掩模层上；以及沉积栅极层于栅极介电层上。

附图说明

图1A及图1B为本发明实施例中，制造半导体装置的方法的流程图。

图2至图6、图7A至图7E、图8A至图8E、图9A至图9D、图10A至图10C、图11A至图11D、图12A至图12C、图13A至图13C、图14A至图14D、图15A至图15D、图16A至图16C与图17A至图17C为本发明实施例中，制造半导体装置的多种阶段的附图。

附图标记如下：

A-A,B-B,C-C,D-D,E-E:剖线

T1,T2:厚度

1:半导体装置

10:基板

11:p型井

12:n型井

13:第一间隔层

14:第二间隔层

15:第一通道层

15b,16b,22b:下表面

15n:末端表面

15s,16s:侧表面

15t,16t,22t,74t:上表面

16:第二通道层

17,18:纳米片堆叠

20:顶部间隔层

22:硬掩模层

22g:间隙

24n,24p:鳍状结构

26:隔离层