[发明专利]半导体结构的制造方法

说明书

本公开提供半导体结构的制造方法，包括提供具第一区域及第二区域的基板、形成自基板的第一区域突出的鳍片，其中鳍片包括第一硅锗层及设置于第一硅锗层上的多个硅层与多个第二硅锗层交替的堆叠，且第一硅锗层具有第一锗浓度而多个第二硅锗层中的每一者具大于第一锗浓度的第二锗浓度、掘入鳍片以形成S/D凹槽、掘入S/D凹槽中暴露的第一硅锗层与多个第二硅锗层，其中多个第二硅锗层被掘入的程度多于第一硅锗层、在S/D凹槽中形成S/D特征、移除被掘入的第一硅锗层及多个第二硅锗层以形成多个开口，以及在鳍片上方及多个开口中形成金属栅极结构。

技术领域

本公开涉及一种半导体装置及其制造方法，尤其涉及一种具有不同栅极长度的半导体装置及其制造方法。

背景技术

半导体集成电路(integrated circuit,IC)工业已经历了指数性的成长。技术在IC材料与设计上的进步已经产生了许多世代的IC，其中每一世代都具有比先前世代更小且更复杂的电路。在IC发展的过程中，功能密度(即：每单位芯片尺寸的互连装置的数量)通常会增加，而几何尺寸(即：使用制造工艺所能创建的最小组件(或线段))则会降低。这种微缩的过程通常会通过增加生产效率以及降低相关成本的方式带来益处。这种微缩亦增加了处理以及制造IC的复杂性，并且，为了实现这些优点，需要在IC的工艺与制造上有着相似的发展。

随着集成电路(IC)技术朝向更小的技术节点迈进，三维的多重栅极(multi-gate)装置已被导入，以通过增加栅极-通道耦合(gate-channel coupling)、降低截止状态(off-state)电流、以及降低短通道效应(short-channel effects,SCE)的方式来改善栅极控制。多重栅极装置通常是指装置的栅极或是栅极的一部分，被设置在通道区域的多于一个的侧面上。纳米片场效晶体管(nanosheet field-effect transistor,NS FET；或者是被称为栅极全环(gate-all-around,GAA)FET)即为多重栅极装置的一个范例。NS FET通常包括一个栅极结构，该栅极结构可延伸并部分地或完全地环绕通道区域，以在二或多个侧面上提供对通道区域的存取(access)。具有不同配置的NS FET因其不同的性能特性，而可适用于不同的电路功能。尽管现行的NS FET与形成NS FET的方法通常已足以满足其预期目的，但它们并非在所有方面都是令人满意的。

发明内容

本公开实施例提供一种半导体装置的制造方法，包括提供具有第一区域以及第二区域的基板，并随后形成自基板的第一区域突出的一鳍片，其中上述鳍片包括第一硅锗层以及设置于第一硅锗层上方的多个硅层与多个第二硅锗层交替的一堆叠，且第一硅锗层具有第一锗浓度，而多个第二硅锗层中的每一者具有大于第一锗浓度的第二锗浓度。上述半导体装置的制造方法还包括掘入上述鳍片以形成源极/漏极凹槽、掘入源极/漏极凹槽中暴露的第一硅锗层与多个第二硅锗层，其中多个第二硅锗层被掘入的程度多于第一硅锗层、以及在源极/漏极凹槽中形成源极/漏极特征。上述半导体装置的制造方法还包括移除被掘入的第一硅锗层及多个第二硅锗层以形成多个开口，以及在上述鳍片上方以及多个开口中形成金属栅极结构。

本公开实施例提供一种半导体装置的制造方法，包括在基板上方形成第一硅锗层，其中基板包括第一区域以及第二区域、处理第一硅锗层以相对于第一区域在第二区域中形成一个第二硅锗层，其中上述一个第二硅锗层包括大于第一硅锗层的锗含量、在处理过的第一硅锗层上形成多个硅层与多个第二硅锗层交替的一堆叠、以及随后进行图案化以自上述堆叠与第一硅锗层形成一鳍片。上述半导体装置的制造方法还包括在上述鳍片中形成源极/漏极凹槽，以暴露第一硅锗层与上述多个第二硅锗层、蚀刻暴露的第一硅锗层与上述多个第二硅锗层以分别形成多个第一沟槽及多个第二沟槽，其中多个第一沟槽窄于多个第二沟槽、以及在源极/漏极凹槽中形成源极/漏极特征。上述半导体装置的制造方法还包括移除第一硅锗层与上述多个第二硅锗层的剩余部分以形成多个开口；以及在多个开口中形成金属栅极结构。