[發明專利]半導體裝置的制造方法及半導體裝置

有效

• 申請號: 201911194723.9
• 申請日: 2019-11-28
• 公開（公告）號: CN111244038B
• 公開（公告）日: 2022-12-02
• 發明（設計）人: 吳顯揚;林大鈞;潘國華
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L21/8234
• 分類號: H01L21/8234;H01L21/8238;H01L27/088;H01L27/092
• 代理公司: 隆天知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 韓旭;黃艷

本公開實施例提供一種半導體裝置的制造方法及半導體裝置，該半導體裝置的制造方法包括：于基板上形成多個交替層堆疊；從多個交替層堆疊建構多個納米片；且于多個納米片之上形成多個柵極介電質。此方法能夠調整納米片的寬度、厚度、間距與堆疊數量，并可用于單一基板上。此設計彈性設計對電路性能與功率運用的設計最佳化提供廣泛的調整范圍。

技術領域

本發明實施例涉及一種半導體裝置的制造方法，特別涉及一種柵極結構的制造方法。

背景技術

半導體裝置用于大量的電子裝置之中，如電腦、手機以及其他裝置。半導體裝置包括形成于半導體晶圓(wafer)上的集成電路，于半導體晶圓之上沉積許多形態的薄膜材料，及圖案化薄膜材料以形成集成電路。集成電路包括場效晶體管(field-effecttransistor,FET)如金屬氧化物半導體晶體管。

半導體產業其中一個目標為不斷地縮小單一場效晶體管的尺寸并增加其速度。為了達到這些目標而研究且實施鰭狀場效晶體管(finFET)、多柵極晶體管(multiple gatetransistor)與全繞式柵極(gate all-around)晶體管。然而，隨著不斷地縮小尺寸，即便是這樣的新裝置結構仍會面臨許多嶄新的難題。

發明內容

本發明實施例提供一種半導體裝置的制造方法，包括：于基板上形成第一交替層堆疊，其中形成第一交替層堆疊的步驟包括于基板上交替沉積第一半導體材料的第一層與第二半導體材料的第二層，第二半導體材料與第一半導體材料不同；于基板上形成第二交替層堆疊，距第一交替層堆疊第一距離，其中形成第二交替層堆疊的步驟包括于基板上交替沉積第一半導體材料的第一層與第二半導體材料的第二層，且其中相對該第一交替層堆疊的第一層，第二交替層堆疊的第一層具有較大的厚度；從第一交替層堆疊建構第一納米片堆疊且從第二交替層堆疊建構第二納米片堆疊，其中建構第一與第二納米片堆疊的步驟包括：從第一交替層堆疊圖案化第一鰭片，且從第二交替層堆疊圖案化第二鰭片；以及從第一交替層堆疊移除第一層且從第二交替層堆疊移除第一層，使得第二交替層堆疊相鄰的剩余層間的距離大于第一交替層堆疊相鄰的剩余層間的距離；以及于第一納米片堆疊之上形成第一柵極介電質，且于第二納米片堆疊之上形成第二柵極介電質。

本發明實施例提供一種半導體裝置的制造方法，包括：于基板上的第一交替層堆疊中蝕刻凹口，其中第一交替層堆疊包括交替的第一層與第二層，第一層包括第一半導體材料而第二層包括第二半導體材料，第一半導體材料與第二半導體材料不同，其中第一交替層堆疊的第一層具有第一平均厚度，而第一交替層堆疊的第二層具有第二平均厚度，其中通過控制第一交替層堆疊的第一層與第二層的外延成長，決定第一平均厚度與第二平均厚度；于第一交替層堆疊中形成第二交替層堆疊，其中形成第二交替層堆疊的步驟包括于凹口中沉積交替的第一層與第二層，第一層包括第一半導體材料，而第二層包括第二半導體材料，其中第二交替層堆疊的第一層具有第三平均厚度，而第二交替層堆疊的第二層具有第四平均厚度，第三平均厚度與第一平均厚度不同，且第四平均厚度與第二平均厚度不同，其中通過控制第二交替層堆疊的第一層與第二層的外延成長，決定第三平均厚度與第四平均厚度；從第一交替層堆疊建構第一納米片堆疊，且從第二交替層堆疊建構第二納米片堆疊，其中建構第一與第二納米片堆疊的步驟包括：從第一交替層堆疊圖案化第一鰭片，且從第二交替層堆疊圖案化第二鰭片；以及從第一交替層堆疊與第二交替層堆疊移除第一層與第二層的其中之一；以及于第一納米片堆疊之上形成第一柵極介電質，且于第二納米片堆疊之上形成第二柵極介電質。

本發明實施例提供一種半導體裝置，包括：第一納米片堆疊，其中第一柵極介電質圍繞第一納米片堆疊的每個納米片，其中第一納米片堆疊的相鄰納米片以第一平均間距彼此隔離；以及第二納米片堆疊，距第一納米片堆疊第一距離，其中第二柵極介電質圍繞第二納米片堆疊的每個納米片，其中第二納米片堆疊的相鄰納米片以第二平均間距彼此隔離，其中第二平均間距大于第一平均間距。

附圖說明