[發明專利]半導體器件及其形成方法

有效

• 申請號: 201310626171.0
• 申請日: 2013-11-28
• 公開（公告）號: CN103871894A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: G·科恩;M·A·古羅恩;A·格里爾;L·希
• 申請（專利權）人: 國際商業機器公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L29/78;H01L29/06
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 賀月嬌;于靜

1.一種形成半導體器件的方法，包括：

提供一結構，該結構自下而上包括處理襯底、位于所述處理襯底的最上表面上方的掩埋氮化硼層、位于所述掩埋氮化硼層的最上表面上的掩埋氧化物層、以及位于所述掩埋氧化物層的最上表面上的頂部半導體層；

將第一半導體襯墊、第二半導體襯墊和多條半導體納米線構圖到所述頂部半導體層中，所述半導體納米線以梯子狀構造連接所述第一半導體襯墊和所述第二半導體襯墊；

通過從所述多條半導體納米線中的每條半導體納米線下方去除所述掩埋氧化物層的一部分而使每條半導體納米線懸置，其中所述掩埋氮化硼層的最上表面的一部分暴露；以及

形成包括包圍每條半導體納米線的柵極電介質和柵極的全包圍柵場效應晶體管。

2.權利要求1所述的方法，其中，所述掩埋氮化硼層與所述處理襯底的所述最上表面直接接觸。

3.權利要求1所述的方法，其中，所述結構還包括另一掩埋氧化物層，所述另一掩埋氧化物層位于所述掩埋氮化硼層與所述處理襯底的所述最上表面之間。

4.權利要求1所述的方法，還包括：在所述懸置之后并且在所述形成全包圍柵場效應晶體管之前對每條所述半導體納米線進行減薄和整形。

5.權利要求4所述的方法，其中，所述減薄和整形包括在惰性氣體中退火。

6.權利要求4所述的方法，其中，所述減薄和整形包括在氫氣中退火。

7.權利要求6所述的方法，其中，所述退火在30乇到1000乇的壓力下并且在600℃到1100℃的溫度下進行。

8.權利要求1所述的方法，其中，所述頂部半導體層包括硅。

9.權利要求1所述的方法，其中，每條半導體納米線的中心部分與所述掩埋氮化硼層的暴露部分的所述最上表面之間的垂直距離是恒定的。

10.權利要求1所述的方法，其中，所述懸置包括各向同性蝕刻。

11.權利要求10所述的方法，其中，所述各向同性蝕刻包括與稀釋的氫氟酸（DHF）接觸。

12.權利要求1所述的方法，其中，所述懸置步驟實質上由在惰性氣體或氫氣中進行退火構成。

13.一種半導體器件，包括：

第一掩埋氧化物層部分和第二掩埋氧化物層部分，所述第一掩埋氧化物層部分和所述第二掩埋氧化物層部分中的每一者都位于掩埋氮化硼層的最上表面上，其中所述掩埋氮化硼層的所述最上表面的位于所述第一和第二掩埋氧化物層部分之間的部分暴露；

位于所述第一掩埋氧化物層部分的頂上的第一半導體襯墊；

位于所述第二掩埋氧化物層部分的頂上的第二半導體襯墊；以及

多條半導體納米線，所述半導體納米線以梯子狀構造連接所述第一半導體襯墊和所述第二半導體襯墊并且懸置在所述掩埋氮化硼層的所述最上表面的所述暴露部分上方。

14.權利要求13所述的半導體器件，還包括：包圍每條半導體納米線的場效應晶體管的柵極。

15.權利要求14所述的半導體器件，其中，所述場效應晶體管還包括包圍每條半導體納米線并且位于所述柵極與所述半導體納米線的表面之間的柵極電介質。

16.權利要求13所述的半導體器件，其中，每條半導體納米線的中心部分與所述掩埋氮化硼層的暴露部分的所述最上表面之間的垂直距離是恒定的。

17.權利要求13所述的半導體器件，其中，每條半導體納米線的中心部分與位于每條半導體納米線下方的所述最上表面之間的垂直距離不大于每條半導體納米線的所述中心部分與所述氮化硼層的所述最上表面之間的垂直距離。

18.權利要求13所述的半導體器件，其中，所述第一半導體襯墊、所述第二半導體襯墊和所述半導體納米線均由硅構成。

19.權利要求13所述的半導體器件，其中，所述掩埋氮化硼層的最下表面與所述處理襯底的最上表面直接接觸。

20.權利要求13所述的半導體器件，其中，所述掩埋氮化硼層的最下表面與另一掩埋氧化物層的最上表面直接接觸。

21.權利要求20所述的半導體器件，其中，所述另一掩埋氧化物層是連續的并且位于處理襯底的最上表面上。