[發(fā)明專利]半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)和形成半導(dǎo)體器件的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710950405.5
• 申請(qǐng)日: 2017-10-13
• 公開（公告）號(hào): CN108122774B
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 江宏禮;黃思維;魏煥昇;何炯煦;葉致鍇;謝文興;吳忠政;楊育佳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/336
• 分類號(hào): H01L21/336;H01L29/78;H01L29/06
• 代理公司: 北京德恒律治知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;李偉

1.一種形成半導(dǎo)體器件的方法，包括：

提供半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括與多個(gè)第二半導(dǎo)體層交錯(cuò)的多個(gè)第一半導(dǎo)體層，所述第一半導(dǎo)體層和所述第二半導(dǎo)體層具有不同的材料組分；

在最上第一半導(dǎo)體層上方形成偽柵極堆疊件；

實(shí)施第一蝕刻工藝以去除未設(shè)置在所述偽柵極堆疊件下面的所述第二半導(dǎo)體層的部分，從而形成多個(gè)空隙，其中，所述第一蝕刻工藝在所述第一半導(dǎo)體層和所述第二半導(dǎo)體層之間具有蝕刻選擇性；以及

實(shí)施第二蝕刻工藝以擴(kuò)大所述空隙，

其中，形成所述偽柵極堆疊件包括在所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的第一區(qū)域和第二區(qū)域中形成多個(gè)偽柵極堆疊件，并且其中，實(shí)施所述第一蝕刻工藝和所述第二蝕刻工藝，從而使得所述第一區(qū)域中的空隙和所述第二區(qū)域中的空隙具有不同的水平尺寸。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，配置所述第一半導(dǎo)體層和所述第二半導(dǎo)體層之間的蝕刻選擇性，從而使得所述第一蝕刻工藝去除所述第二半導(dǎo)體層的部分而沒有去除所述第一半導(dǎo)體層。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，實(shí)施所述第二蝕刻工藝以擴(kuò)大所述空隙的每個(gè)的水平尺寸。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中：

所述第一半導(dǎo)體層的每個(gè)均包括硅層；以及

所述第二半導(dǎo)體層的每個(gè)均包括硅鍺層。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括：在擴(kuò)大的空隙中外延生長(zhǎng)第三半導(dǎo)體層。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括：用具有高k柵極電介質(zhì)和金屬柵電極的柵極結(jié)構(gòu)替換所述偽柵極堆疊件。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，替換所述偽柵極堆疊件包括用具有高k柵極電介質(zhì)和金屬柵電極的多個(gè)柵極結(jié)構(gòu)替換設(shè)置在所述偽柵極堆疊件下面的所述第二半導(dǎo)體層的部分。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，對(duì)于替換所述第二半導(dǎo)體層的部分的所述柵極結(jié)構(gòu)的每個(gè)，所述高k柵極電介質(zhì)圓周地包裹所述金屬柵電極。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括，實(shí)施第三蝕刻工藝以修整所述空隙包裹的第一半導(dǎo)體層的部分。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第二蝕刻工藝在所述第一區(qū)域中實(shí)施而沒有在所述第二區(qū)域中實(shí)施。

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，

所述第一區(qū)域是標(biāo)準(zhǔn)閾值電壓(SVt)區(qū)域；以及

所述第二區(qū)域是高閾值電壓(HVt)區(qū)域。

12.一種形成半導(dǎo)體器件的方法，包括：

提供半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括多個(gè)第一半導(dǎo)體層和多個(gè)第二半導(dǎo)體層，所述第一半導(dǎo)體層和所述第二半導(dǎo)體層具有不同的材料組分并且在垂直方向上彼此交替設(shè)置；

在最上第一半導(dǎo)體層上方形成多個(gè)偽柵極堆疊件；

去除所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的第一區(qū)域中的所述第二半導(dǎo)體層的部分，從而在所述第一區(qū)域中的所述第二半導(dǎo)體層的去除部分的位置形成多個(gè)第一間隔；

經(jīng)由橫向蝕刻工藝水平地延伸所述第一間隔；以及

之后，去除所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的第二區(qū)域中的所述第二半導(dǎo)體層的部分，從而在所述第二區(qū)域中的所述第二半導(dǎo)體層的去除部分的位置形成多個(gè)第二間隔，其中，所述第一區(qū)域中的所述第二半導(dǎo)體層的剩余部分與所述第二區(qū)域中的所述第二半導(dǎo)體層的剩余部分具有不同的水平尺寸。

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，還包括：實(shí)施柵極置換工藝以用每個(gè)均包括高k柵極電介質(zhì)和金屬柵電極的柵極結(jié)構(gòu)替換所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域中的所述偽柵極堆疊件和所述第二半導(dǎo)體層的剩余部分。