[發明專利]應變豎直溝道半導體器件及其制造方法及包括其的電子設備

在審

• 申請號: 202011462181.1
• 申請日: 2020-12-11
• 公開（公告）號: CN112582464A
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 朱慧瓏
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L29/10;H01L29/78;H01L21/336
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 倪斌

1.一種制造半導體器件的方法，包括：

在襯底上設置豎直溝道層，所述豎直溝道層在橫向上的第一側被第一支撐層保持，在橫向上與所述第一側相對的第二側被第二支撐層保持；

在所述豎直溝道層被所述第二支撐層保持的同時，將所述第一支撐層替換為第一柵堆疊；以及

在所述豎直溝道層被所述第一柵堆疊保持的同時，將所述第二支撐層替換為第二柵堆疊。

2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述豎直溝道層具有豎直方向上的應力。

3.根據權利要求1所述的方法，其中，所述豎直溝道層的材料的晶格常數與所述豎直溝道層的材料在無應變時的晶格常數不同。

4.根據權利要求1所述的方法，其中，設置所述豎直溝道層包括：

在襯底上設置第一材料層、第二材料層和第三材料層的堆疊；

通過選擇性刻蝕，使所述第二材料層在第一側的側壁相對橫向凹入，從而限定第一凹入部；

在所述第二材料層被所述第一凹入部露出的表面上形成所述豎直溝道層；以及

在所述第一凹入部中形成第一位置保持層，

其中，所述第一支撐層包括所述第一位置保持層。

5.根據權利要求4所述的方法，其中，所述第二支撐層包括所述第二材料層。

6.根據權利要求4所述的方法，還包括：

通過選擇性刻蝕，從第二側去除所述第二材料層，從而限定第二凹入部；以及

在所述第二凹入部中形成第二位置保持層，

其中，所述第二支撐層包括所述第二位置保持層。

7.根據權利要求4所述的方法，其中，所述第二材料層的材料在無應變時的晶格常數與所述豎直溝道層的材料在無應變時的晶格常數不同。

8.根據權利要求7所述的方法，其中，

在所述第二材料層的材料在無應變時的晶格常數大于所述豎直溝道層的材料在無應變時的晶格常數時，所述豎直溝道層具有拉應力；或者

在所述第二材料層的材料在無應變時的晶格常數小于所述豎直溝道層的材料在無應變時的晶格常數時，所述豎直溝道層具有壓應力。

9.根據權利要求4所述的方法，其中，所述堆疊包括彼此相對的所述第一側和所述第二側以及彼此相對的第三側和第四側，

在限定所述第一凹入部之前，該方法還包括：通過選擇性刻蝕，使所述第二材料層在第三側和第四側的側壁相對橫向凹入，從而限定第二凹入部；在所述第二凹入部中形成第二位置保持層，

其中，所述第一支撐層還包括所述第二位置保持層。

10.根據權利要求9所述的方法，其中，

所述第一柵堆疊中的第一柵介質層沿著所述第二材料層在第一側、第三側和第四側的表面延伸，

所述第二柵堆疊中的第二柵介質層沿著所述豎直溝道層在第二側的表面以及沿著所述第一柵介質層在第三側和第四側的延伸部分延伸，從而與所述第一柵介質層交迭。

11.根據權利要求10所述的方法，其中，所述第二柵介質層被形成為覆蓋所述第一柵堆疊中的第一柵導體層，

該方法還包括：通過選擇性刻蝕，去除一部分所述第二柵介質層，以露出所述第一柵導體層的至少部分側壁，

其中，所述第二柵堆疊被形成為其中的第二柵導體層與所述第一柵導體層相接。

12.根據權利要求1所述的方法，其中，設置所述豎直溝道層包括：

設置所述豎直溝道層與其他半導體材料層的疊層，以在所述豎直溝道層中實現一定類型和大小的應力。

13.根據權利要求4所述的方法，其中，所述第一材料層是所述襯底的上部，或者是所述襯底上的外延層。