[發明專利]半導體元件結構及其形成方法

在審

• 申請號: 202011195344.4
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112750822A
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: 朱熙甯;江國誠;鄭冠侖;王志豪
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L27/088
• 分類號: H01L27/088;H01L27/092;H01L21/8234;H01L21/8238
• 代理公司: 隆天知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 謝強;黃艷

1.一種半導體元件結構，包括：

一半導體鰭片，于一基底上；

多個半導體納米結構，懸置于該半導體鰭片上；

一柵極堆疊，延伸跨越該半導體鰭片，其中該柵極堆疊包繞所述多個半導體納米結構的每一個；

一第一外延結構和一第二外延結構，包夾所述多個半導體納米結構，其中該第一外延結構和該第二外延結構的每一個延伸超過該半導體鰭片的頂面；以及

一隔離結構，于該半導體鰭片和該柵極堆疊之間，其中該隔離結構更延伸超過該第一外延結構的兩側側壁。

2.如權利要求1的半導體元件結構，其中該隔離結構更沿著該第一外延結構的底部延伸。

3.如權利要求1的半導體元件結構，還包括多個內間隔物，其中所述多個內間隔物的每一個介于該柵極堆疊和該第一外延結構之間。

4.如權利要求1的半導體元件結構，還包括至少一空洞，于該隔離結構和該第一外延結構之間。

5.如權利要求1的半導體元件結構，還包括：

多個第二半導體納米結構，懸置于該半導體鰭片上；以及

一第二柵極堆疊，延伸跨越該半導體鰭片，其中該第二柵極堆疊包繞所述多個第二半導體納米結構的每一個，而該隔離結構更延伸于該半導體鰭片和該第二柵極堆疊之間。

6.如權利要求1的半導體元件結構，還包括：

一第二半導體鰭片，于該基底上；

多個第二半導體納米結構，懸置于該第二半導體鰭片上，其中所述多個第二半導體納米結構的每一個比所述多個半導體納米結構的每一個更寬；

一第二柵極堆疊，延伸跨越該第二半導體鰭片，其中該第二柵極堆疊包繞所述多個第二半導體納米結構的每一個；

一第三外延結構和一第四外延結構，包夾所述多個第二半導體納米結構，其中該第三外延結構和該第四外延結構的每一個延伸超過該第二半導體鰭片的頂面；以及

一第二隔離結構，于該第二半導體鰭片和該第二柵極堆疊之間。

7.一種半導體元件結構，包括：

多個通道結構，懸置于一基底上；

一柵極堆疊，包繞所述多個通道結構；

一第一外延結構和一第二外延結構，各連接所述多個通道結構，其中該第一外延結構和該第二外延結構的每一個延伸超過該柵極堆疊的底面；以及

一隔離結構，于所述多個通道結構和該基底之間，其中該第一外延結構的整體位于該隔離結構的底面之上。

8.如權利要求7的半導體元件結構，還包括：

多個第二通道結構，懸置于該基底上；

一第二柵極堆疊，包繞所述多個第二通道結構的每一個，其中該第二柵極堆疊比該柵極堆疊更寬；

一第三外延結構和一第四外延結構，各連接所述多個第二通道結構，其中該第三外延結構和該第四外延結構的每一個延伸超過該第二柵極堆疊的底面；以及

一第二隔離結構，于所述多個第二通道結構和該基底之間。

9.一種半導體元件結構的形成方法，包括：

形成一鰭片結構于一基底上，其中該鰭片結構具有一犧牲基座層和一半導體堆疊于該犧牲基座層上，且該半導體堆疊具有多個犧牲層和多個半導體層交錯鋪設；

形成一虛置柵極堆疊以包繞該鰭片結構的一部分；

部分地移除該鰭片結構以形成一第一凹槽，露出所述多個半導體層和所述多個犧牲層的側面；

至少部分地移除該犧牲基座層以于該半導體堆疊和該基底之間形成一第二凹槽；

形成一隔離結構以填入該第二凹槽；

形成一外延結構于該第一凹槽中；

移除該虛置柵極堆疊和所述多個犧牲層以釋放多個半導體納米結構，所述多個半導體納米結構是由所述多個半導體層的多個剩余部分所形成；以及

形成一金屬柵極堆疊以包繞所述多個半導體納米結構的每一個。

10.如權利要求17的半導體元件結構的形成方法，還包括：

從所述多個犧牲層的側面部分地移除所述多個犧牲層，以在形成該第一凹槽后形成多個第三凹槽；

形成一內間隔物層以填入所述多個第三凹槽；以及

部分地移除該內間隔物層，使得在所述多個第三凹槽中的該內間隔物層的多個剩余部分形成多個內間隔物。