[發明專利]半導體結構及其形成方法

有效

• 申請號: 201310625288.7
• 申請日: 2013-11-28
• 公開（公告）號: CN103855091A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發明（設計）人: J·B·常;P·常;M·A·古羅恩;J·W·斯雷特
• 申請（專利權）人: 國際商業機器公司
• 主分類號: H01L21/8234
• 分類號: H01L21/8234;H01L21/28;H01L27/088;H01L29/06;H01L29/08;H01L29/10;H01L29/423;B82Y40/00
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 于靜;張亞非

1.一種形成半導體結構的方法，包括：

在絕緣體層上形成硅鍺合金和無鍺的硅材料的交替疊層；

在所述交替疊層上形成包括第一柵極腔和第二柵極腔的平面化電介質層；

通過構圖所述交替疊層的第一部分，在所述第一柵極腔之下形成多個第一半導體納米線，所述第一半導體納米線包括所述硅鍺合金和所述無鍺的硅材料中的一種；以及

通過構圖所述交替疊層的第二部分，在所述第二柵極腔之下形成多個第二半導體納米線，所述第二半導體納米線包括所述硅鍺合金和所述無鍺的硅材料中的另一種。

2.根據權利要求1的方法，還包括：

在形成所述平面化電介質層之前在所述交替疊層上形成多個限定鰭片的掩模結構；以及

通過采用所述平面化電介質層和所述多個限定鰭片的掩模結構的組合作為蝕刻掩模蝕刻所述交替疊層，來向下延伸所述第一柵極腔和所述第二柵極腔。

3.根據權利要求2的方法，其中構圖所述交替疊層的所述第一部分包括：通過在抗蝕材料部分掩蔽所述交替疊層的所述第二部分的同時相對于所述硅鍺合金選擇性地去除所述無鍺的硅材料，來橫向擴展所述第一柵極腔。

4.根據權利要求3的方法，其中通過各向同性蝕刻進行所述第一柵極腔的所述橫向擴展，并且所述抗蝕材料部分是光致抗蝕劑部分。

5.根據權利要求3的方法，還包括：在所述交替疊層的所述第一部分中形成p-n結，其中形成所述多個第一半導體納米線包括去除所述無鍺的硅材料的部分以物理暴露所述硅鍺合金中的所述p-n結的部分。

6.根據權利要求3的方法，其中構圖所述交替疊層的所述第二部分包括：通過在另一抗蝕材料部分掩蔽所述交替疊層的所述第二部分的同時相對于所述無鍺的硅材料選擇性地去除所述硅鍺合金，來橫向擴展所述第二柵極腔。

7.根據權利要求1的方法，還包括：

形成所述交替疊層的所述第一部分上的第一可丟棄柵極結構以及所述交替疊層的所述第二部分上的第二可丟棄柵極結構；

在所述第一和第二可丟棄柵極結構上沉積并且平面化電介質材料；以及

相對于所述沉積并平面化的電介質材料選擇性地去除所述第一和第二可丟棄柵極結構，其中所述沉積并平面化的電介質材料構成包括所述第一柵極腔和所述第二柵極腔的所述平面化電介質層。

8.根據權利要求7的方法，還包括：

在所述交替疊層上形成多個限定鰭片的掩模結構，其中所述第一和第二可丟棄柵極結構形成在所述多個限定鰭片的掩模結構上；以及

通過采用所述平面化電介質層和所述多個限定鰭片的掩模結構的組合作為蝕刻掩模蝕刻所述交替疊層，來向下延伸所述第一柵極腔和所述第二柵極腔。

9.根據權利要求1的方法，還包括：

在所述平面化電介質層的形成之前，向所述交替疊層的所述第一部分提供第一導電類型的摻雜劑；以及

向所述交替疊層的所述第二部分提供與所述第一導電類型相反的第二導電類型的摻雜劑。

10.根據權利要求9的方法，還包括：

形成所述交替疊層的所述第一部分上的第一可丟棄柵極結構以及所述交替疊層的所述第二部分上的第二可丟棄柵極結構；

采用所述第一可丟棄柵極結構作為注入掩模，用所述第二導電類型的摻雜劑摻雜所述交替疊層的所述第一部分的子部分；以及

采用所述第二可丟棄柵極結構作為注入掩模，用所述第一導電類型的摻雜劑摻雜所述交替疊層的所述第二部分的子部分。

11.根據權利要求10的方法，其中所述交替疊層的所述第一部分的所述子部分包括：

包括所述交替疊層的第一部分的第一源極區；以及

包括所述交替疊層的第二部分的第一漏極區，

并且所述交替疊層的所述第二部分的所述子部分包括：

包括所述交替疊層的第三部分的第二源極區；以及

包括所述交替疊層的第四部分的第二漏極區。

12.根據權利要求1的方法，其中整個所述交替疊層在形成時是單晶。