[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

公開了一種應變豎直溝道半導體器件及其制造方法及包括這種半導體器件的電子設備。根據實施例，制造半導體器件的方法可以包括：在襯底上設置豎直溝道層，豎直溝道層在橫向上的第一側被第一支撐層保持，在橫向上與第一側相對的第二側被第二支撐層保持；在豎直溝道層被第二支撐層保持的同時，將第一支撐層替換為第一柵堆疊；以及在豎直溝道層被第一柵堆疊保持的同時，將第二支撐層替換為第二柵堆疊。

技術領域

本公開涉及半導體領域，更具體地，涉及具有應變豎直溝道部的半導體器件及其制造方法及包括這種半導體器件的電子設備。

背景技術

隨著半導體器件的不斷小型化，提出了各種結構的器件例如鰭式場效應晶體管(FinFET)、多橋溝道場效應晶體管(MBCFET)等。但是，這些器件在增加集成密度和增強器件性能方面由于器件結構的限制而改進的空間仍然不能滿足要求。

另外，由于光刻和刻蝕等工藝波動，豎直納米片或納米線器件如金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOSFET)難以控制納米片或納米線的厚度或直徑。而且，難以在豎直器件中引入應力以進一步改善器件性能。

發明內容

有鑒于此，本公開的目的至少部分地在于提供一種具有應變豎直溝道部的半導體器件及其制造方法及包括這種半導體器件的電子設備。

根據本公開的一個方面，提供了一種半導體器件，包括：襯底上的豎直溝道部；相對于襯底分別處于溝道部的上下兩端的源/漏部；以及在溝道部橫向上第一側的第一柵堆疊以及在溝道部橫向上與第一側相對的第二側的第二柵堆疊，其中，第一柵堆疊中的第一柵介質層與第二柵堆疊中的第二柵介質層部分地交迭。。

根據本公開的另一方面，提供了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，豎直溝道層在橫向上的第一側被第一支撐層保持，在橫向上與第一側相對的第二側被第二支撐層保持；在豎直溝道層被第二支撐層保持的同時，將第一支撐層替換為第一柵堆疊；以及在豎直溝道層被第一柵堆疊保持的同時，將第二支撐層替換為第二柵堆疊。

根據本公開的另一方面，提供了一種電子設備，包括上述半導體器件。

根據本公開的實施例，對溝道部的兩側分別進行處理。于是，溝道部總是能夠被其他層所保持，從而可以抑制溝道部中的應變或應力被釋放，并因此可以增強溝道部中的應變或應力，以改善器件性能。

附圖說明

通過以下參照附圖對本公開實施例的描述，本公開的上述以及其他目的、特征和優點將更為清楚，在附圖中：

圖1至25(b)示意性示出了根據本公開實施例的制造半導體器件的流程中的一些階段，其中：

圖5(a)、6(a)、18(a)、21(a)、22(a)、23(a)是俯視圖；

圖1至4、5(b)、6(b)、7至9、10(a)、10(b)、11至13、14(a)、14(b)、15(a)、16、17、18(b)、19(a)、20、21(b)、22(b)、23(b)、24(a)、25(a)、25(b)是沿AA′線的截面圖；

圖6(c)是沿BB′線的截面圖；

圖5(c)、6(d)是沿CC′線的截面圖；

圖15(b)、18(c)、19(b)、23(c)、24(b)是沿相應截面圖中的DD′線截取的剖面圖。

貫穿附圖，相同或相似的附圖標記表示相同或相似的部件。

具體實施方式

以下，將參照附圖來描述本公開的實施例。但是應該理解，這些描述只是示例性的，而并非要限制本公開的范圍。此外，在以下說明中，省略了對公知結構和技術的描述，以避免不必要地混淆本公開的概念。