[發明專利]具有多溝道長度的垂直場效應晶體管器件

有效

• 申請號: 201780034256.6
• 申請日: 2017-06-01
• 公開（公告）號: CN109314140B
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發明（設計）人: R·維尼加拉;R·A·維加;H·馬萊拉
• 申請（專利權）人: 國際商業機器公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L21/336
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 于靜;楊曉光

1.一種形成半導體器件的方法，該方法包括：

在半導體襯底上形成第一源/漏區和第二源/漏區；

在所述襯底上形成第一溝道區和第二溝道區；

在所述第一源/漏區和所述第二源/漏區上形成底部間隔物；

在所述第一溝道區的側壁上形成第一柵極堆疊，在所述第二溝道區的側壁上形成第二柵極堆疊；

在所述底部間隔物的暴露部分上方以及圍繞所述第一柵極堆疊和所述第二柵極堆疊形成柵極導體層；

去除與所述第一柵極堆疊相鄰的所述柵極導體層的一部分；

去除與所述第二柵極堆疊相鄰的所述柵極導體層的一部分，使得所述柵極導體具有與所述第一柵極堆疊相鄰的第一厚度和與所述第二柵極堆疊相鄰的第二厚度，所述第一厚度小于所述第二厚度；

去除部分所述第一柵極堆疊和所述第二柵極堆疊以暴露部分所述第一溝道區和所述第二溝道區；

在所述第一溝道區和所述第二溝道區的暴露部分上方形成犧牲間隔物；

去除所述柵極導體層的暴露部分以暴露部分所述底部間隔物；

在所述第一柵極堆疊和所述第二柵極堆疊上方沉積頂部間隔物；

去除所述第一溝道區的暴露部分以在所述頂部間隔物中形成空腔；以及

在所述頂部間隔物和層間介電層的空腔中形成第三源/漏區。

2.根據權利要求1所述的方法，還包括：

在所述半導體襯底中形成第一空腔和第二空腔；

在所述第一空腔中形成第一源/漏區和在所述第二空腔中形成第二源/漏區；

在所述第一源/漏區和所述第二源/漏區上形成底部間隔物；

在所述底部間隔物中形成暴露所述第一源/漏區的一部分的第三空腔并在所述底部間隔物中形成暴露第二源/漏區的一部分的第四空腔；以及

在所述第三空腔中生長所述第一溝道區以及在所述第四空腔中生長所述第二溝道區。

3.根據權利要求2的方法，還包括：

去除所述底部間隔物的一部分以暴露所述第一溝道區和所述第二溝道區的側壁。

4.根據權利要求2或3所述的方法，其中所述形成所述第一空腔和形成所述第二空腔包括：

在所述半導體襯底上圖案化具有第一區域和第二區域的硬掩模；

在所述襯底的暴露部分上形成淺溝槽隔離區；

去除所述硬掩模并在所述襯底的暴露部分中形成所述第一空腔；

在所述第一空腔中形成第一源/漏區；以及

去除所述硬掩模的第二區域并在所述襯底的暴露部分上形成第二空腔。

5.根據權利要求4所述的方法，還包括：在去除所述硬掩模的所述第二區域之前，在所述第一源/漏區上方形成第二硬掩模。

6.根據權利要求1或3所述的方法，還包括：在形成所述頂部間隔物中的所述空腔之前，在所述頂部間隔物上方形成層間介電層。

7.根據權利要求6所述的方法，其中所述在所述頂部間隔物中形成所述空腔包括在所述層間介電層中形成所述空腔。

8.根據權利要求1或3所述的方法，其中通過外延生長工藝形成所述第三源/漏區。

9.根據權利要求1或3所述的方法，還包括：

去除所述第二溝道區的暴露部分以在所述頂部間隔物中形成另一個空腔；以及

在所述頂部間隔物和所述層間介電層的空腔中形成第四源/漏區。

10.根據權利要求1或3所述的方法，其中通過外延生長工藝生長所述第一溝道區和所述第二溝道區。

11.根據權利要求1或3所述的方法，其中所述第一柵極堆疊由以下形成：在所述第一溝道區和所述底部間隔物上沉積柵堆疊材料層；以及

執行各向異性蝕刻工藝以去除部分柵極堆疊材料層。