[發(fā)明專利]納米線晶體管元件

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010258051.X
• 申請(qǐng)日: 2015-01-26
• 公開（公告）號(hào): CN111584625B
• 公開（公告）日: 2023-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮立偉;蔡世鴻;洪世芳;林昭宏;鄭志祥
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 聯(lián)華電子股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L29/775
• 分類號(hào): H01L29/775;H01L29/786;H01L29/423;H01L29/06;H01L21/02;H01L21/335;H01L21/336;B82Y10/00;H01L21/8238
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 陳小雯

本發(fā)明公開一種納米線晶體管元件。具體是公開一種互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體元件，包含基底，包括第一元件區(qū)和第二元件區(qū)。多個(gè)第一納米線形成于該基底上并位于該第一元件區(qū)中，各該第一納米線分別包含第一半導(dǎo)體核心以及第二半導(dǎo)體核心，其中該第二半導(dǎo)體核心環(huán)繞該第一半導(dǎo)體核心，且該第二半導(dǎo)體核心的一晶格常數(shù)不同于該第一半導(dǎo)體核心的一晶格常數(shù)。多個(gè)第二納米線，形成于該基底上并位于該第二元件區(qū)中，其中各該第二納米線包含該第一半導(dǎo)體核心。第一柵極，環(huán)繞部分的各該第一納米線。第二柵極，環(huán)繞部分的各該第二納米線。

本申請(qǐng)是中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)(申請(qǐng)?zhí)枺?01510037261.5，申請(qǐng)日：2015年01月26日，發(fā)明名稱：納米線晶體管元件及其制作方法)的分案申請(qǐng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種納米線晶體管元件，尤其是涉及一種多核心(multiple?core)納米線晶體管元件。

背景技術(shù)

當(dāng)元件發(fā)展至65納米技術(shù)世代后，使用傳統(tǒng)平面式(planar)的金屬氧化物半導(dǎo)體(metal-oxide-semiconductor，MOS)晶體管制作工藝難以持續(xù)微縮，因此，現(xiàn)有技術(shù)提出以立體或非平面(non-planar)多柵極晶體管元件取代平面晶體管元件的解決途徑。舉例來說，雙柵極(dual-gate)鰭式場(chǎng)效晶體管(Fin?Field?effect?transistor，以下簡(jiǎn)稱為FinFET)元件、三柵極(tri-gate)FinFET元件、以及Ω(omega)式FinFET元件等都已被提出。現(xiàn)在，則更發(fā)展出利用納米線作為通道的全柵極(gate-all-around，GAA)晶體管元件，作為繼續(xù)提升元件積成度與元件效能的方案。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種納米線晶體管元件及其制作方法。

為達(dá)上述目的，本發(fā)明提供了一種互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體元件，包含基底，包括第一元件區(qū)和第二元件區(qū)。多個(gè)第一納米線形成于該基底上并位于該第一元件區(qū)中，各該第一納米線分別包含第一半導(dǎo)體核心以及第二半導(dǎo)體核心，其中該第二半導(dǎo)體核心環(huán)繞該第一半導(dǎo)體核心，且該第二半導(dǎo)體核心的一晶格常數(shù)不同于該第一半導(dǎo)體核心的一晶格常數(shù)。多個(gè)第二納米線，形成于該基底上并位于該第二元件區(qū)中，其中各該第二納米線包含該第一半導(dǎo)體核心。第一柵極，環(huán)繞部分的各該第一納米線。第二柵極，環(huán)繞部分的各該第二納米線。

為達(dá)上述目的，本發(fā)明又提供了一種納米線晶體管元件，包括基底，該基底包含凹槽。納米線，懸置于該凹槽上，其中該納米線包含第一半導(dǎo)體核心以及第二半導(dǎo)體核心，其中該第二半導(dǎo)體核心環(huán)繞該第一半導(dǎo)體核心，且該第二半導(dǎo)體核心的一晶格常數(shù)不同于該第一半導(dǎo)體核心的一晶格常數(shù)。柵極，環(huán)繞部分的該納米線。

根據(jù)本發(fā)明所提供的納米線晶體管元件的制作方法，對(duì)已形成有納米線的基底進(jìn)行至少一次SEG制作工藝，而于納米線表面形成另一晶格常數(shù)不同于納米線的半導(dǎo)體外延層，用以增加納米線通道的載流子遷移率。是以，本發(fā)明所提供的納米線晶體管元件為一多核心(multiple?core)納米線晶體管元件，該多核心納米線晶體管元件的各納米線通道分別包含至少第一半導(dǎo)體核心與第二半導(dǎo)體核心，第一半導(dǎo)體核心被第二半導(dǎo)體核心環(huán)繞與包覆，而第二半導(dǎo)體核心則作為具有較高載流子遷移率(carrier?mobility)的納米線通道(nanowire?channel)。

附圖說明

圖1A至圖2C為本發(fā)明所提供的一納米線晶體管元件及其制作方法的一第一優(yōu)選實(shí)施例的示意圖，其中

圖1B為圖1A中沿A-A’切線獲得的剖視圖；

圖2B為圖2A中沿A-A’切線獲得的剖面放大圖；以及

圖2C為圖2A中沿B-B’切線獲得的剖視圖；

圖3A至圖3C，圖3A至圖3C為本發(fā)明所提供的一納米線晶體管元件及其制作方法的一第二優(yōu)選實(shí)施例的示意圖，其中

圖3B為圖3A中沿A-A’切線獲得的剖視圖；以及