[发明专利]具有空气内部间隔件的纳米结构晶体管及其形成方法

说明书

本公开总体涉及具有空气内部间隔件的纳米结构晶体管及其形成方法。一种方法包括形成层堆叠，该层堆叠包括多个半导体纳米结构和多个牺牲层。多个半导体纳米结构和多个牺牲层交替地布置。该方法还包括使多个牺牲层横向凹陷以形成横向凹部；在横向凹部中形成内部间隔件；以及从多个半导体纳米结构外延生长源极/漏极区域。源极/漏极区域通过空气内部间隔件与内部间隔件分隔开。

技术领域

本公开总体涉及具有空气内部间隔件的纳米结构晶体管及其形成方法。

背景技术

在纳米结构晶体管的形成中，内部间隔件被形成为将外延源极/漏极区域与栅极堆叠隔离，这些区域在堆叠的纳米半导体层之间形成。内部间隔件由电介质材料形成。外延区域从堆叠的纳米半导体层生长。此外，一些外延生长也可能由内部间隔件引起，导致缺陷密度高，从而对集成电路的性能产生不利影响。

发明内容

本公开的第一实施例提供了一种方法，包括：形成层堆叠，所述层堆叠包括：多个半导体纳米结构；以及多个牺牲层，其中，所述多个半导体纳米结构和所述多个牺牲层交替地布置；使所述多个牺牲层横向凹陷以形成横向凹部；在所述横向凹部中形成内部间隔件；以及从所述多个半导体纳米结构外延生长源极/漏极区域，其中，所述源极/漏极区域通过空气内部间隔件与所述内部间隔件分隔开。

本公开的第二实施例提供了一种集成电路结构，包括：多个半导体纳米结构，其中，所述多个半导体纳米结构中的上部半导体纳米结构与所述多个半导体纳米结构中的对应下部半导体纳米结构重叠；栅极堆叠，包括将所述多个半导体纳米结构彼此分隔开的部分；内部间隔件，用于将所述多个半导体纳米结构彼此分隔开；以及源极/漏极区域，位于所述多个半导体纳米结构的一侧，其中，所述源极/漏极区域通过空气内部间隔件与所述内部间隔件分隔开。

本公开的第三实施例提供了一种集成电路结构，包括：第一半导体层；第二半导体层，位于所述第一半导体层之上并与所述第一半导体层在竖直方向上分隔开；电介质内部间隔件，位于所述第一半导体层和所述第二半导体层之间并且实体地接触所述第一半导体层和所述第二半导体层；栅极堆叠，包括位于所述第一半导体层和所述第二半导体层之间并且实体地接触所述第一半导体层和所述第二半导体层的部分；空气内部间隔件；以及半导体区域，其中，所述电介质内部间隔件和所述半导体区域两者都暴露于所述空气内部间隔件。

附图说明

当结合附图阅读时，通过下面的具体实施方式可以最好地理解本公开的各方面。要注意，根据行业中的标准惯例，各种特征未按比例绘制。实际上，为了讨论的清楚起见，各种特征的尺寸可能被任意地增大或减小了。

图1-图4、图5A、图5B、图6A、图6B、图7A、图7B、图8A、图8B、图9A、图9B、图9C、图10A、图10B、图11A、图11B、图11C、图12A、图12B、图13A、图13B、图14A和图14B示出了根据一些实施例的形成包括空气内部间隔件的栅极全环绕(GAA)晶体管的中间阶段的截面图。

图15和图16示出了根据一些实施例的生长外延源极/漏极区域和形成空气内部间隔件的中间阶段。

图17A、图17B和图17C示出了根据一些实施例的空气内部间隔件的尺寸。

图18和图19示出了根据一些实施例的纳米半导体结构和电介质内部间隔件的轮廓。

图20A、图20B和图20C示出了根据一些实施例的纳米半导体结构和空气内部间隔件的相对位置。

图21示出了根据一些实施例的作为空气内部间隔件的角度的函数的空气内部间隔件的尺寸。

图22示出了根据一些实施例的电介质内部间隔件的凹陷(dishing)。

图23示出了根据一些实施例的作为电介质内部间隔件的凹陷的函数的空气内部间隔件的尺寸。

图24A示出了根据一些实施例的FinFET和空气内部间隔件的透视图。