[發明專利]半導體器件及其形成方法

在審

• 申請號: 202110034361.8
• 申請日: 2021-01-12
• 公開（公告）號: CN113113491A
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 鐘政庭;蔡慶威;程冠倫
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/10;H01L29/06;H01L29/423;H01L21/336
• 代理公司: 北京德恒律治知識產權代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;李偉

根據本發明實施例的半導體器件包括第一晶體管和第二晶體管。第一晶體管包括多個第一溝道構件和環繞多個第一溝道構件中的每一個的第一柵極結構。第二晶體管包括多個第二溝道構件和設置在多個第二溝道構件上方的第二柵極結構。多個第一溝道構件中的每一個具有第一寬度和小于第一寬度的第一高度。多個第二溝道構件中的每一個具有第二寬度和大于第二寬度的第二高度。本申請的實施例還提供一種形成半導體器件的方法。

技術領域

本申請的實施例涉及半導體器件及其形成方法。

背景技術

半導體集成電路(IC)行業經歷了指數式增長。IC材料和設計的技術進步已生產出幾代IC，其每一代都比上一代更小、更復雜。在IC的發展過程中，功能密度(即，每個芯片區域互連器件的數量)普遍增加，而其幾何尺寸【即，使用制造工藝可創造的最小元件(或線路)】則在減小。這種按比例縮小工藝一般通過提高生產效率和降低相關成本帶來效益。這種按比例縮小也增加了加工和制造IC的復雜度。

例如，隨著集成電路(IC)技術向更小的技術節點發展，已經引入多柵極器件，以通過增加柵極-溝道耦合、減小截止狀態電流和減小短溝道效應(SCE)來改善柵極控制。多柵極器件通常是指具有柵極結構或其部分、設置在溝道區的多于一側上方的器件。鰭式場效應晶體管(FinFET)和多橋溝道(MBC)晶體管是多柵極器件的實例，這些器件在高性能和低泄漏應用中已變成流行且有前途的候選品。FinFET具有在多個側面上被柵極環繞的升高的溝道(例如，柵極環繞從襯底延伸的半導體材料“鰭”的頂部和側壁)。MBC晶體管具有可以部分或全部圍繞溝道區延伸的柵極結構，以提供在兩側或更多側上對溝道區的訪問。由于MBC晶體管的柵極結構環繞溝道區，因此MBC晶體管也可被稱為環繞柵極晶體管(SGT)或全環柵(GAA)晶體管。MBC晶體管的溝道區可以由納米線、納米片或其他納米結構形成，并且由于該原因，MBC晶體管也可被稱為納米線晶體管或納米片晶體管。

MBC晶體管的溝道區可以具有片狀形狀，其中溝道區的寬度大于其高度，以增強MBC晶體管的驅動電流。這種MBC晶體管可能適用于高驅動電流應用，但對于封裝密度和單元尺寸縮小更為關鍵的其他應用可能并不理想。因此，盡管常規的MBC晶體管通常已經足以滿足其預期目的，但是它們在各個方面均不盡如人意。

發明內容

在一些實施例中，一種半導體器件，包括：第一晶體管，所述第一晶體管包括：多個第一溝道構件，和第一柵極結構，環繞所述多個第一溝道構件中的每個；以及第二晶體管，所述第二晶體管包括：多個第二溝道構件，以及第二柵極結構，設置在所述多個第二溝道構件的上方，其中，所述多個第一溝道構件中的每個具有第一寬度和小于所述第一寬度的第一高度，其中，所述多個第二溝道構件中的每個具有第二寬度和大于所述第二寬度的第二高度。

在一些實施例中，一種半導體器件包括：第一晶體管，所述第一晶體管包括：第一溝道構件，在第一底座部分的上方并與所述第一底座部分間隔，和第一柵極結構，環繞所述第一溝道構件；以及第二晶體管，所述第二晶體管包括：第二溝道構件，在第二底座部分的上方并與所述第二底座部分間隔，和第二柵極結構，設置在所述第二溝道構件的上方，并包括界面層、柵極介電層和柵電極，其中，所述界面層設置在所述第二溝道構件和所述第二底座部分上，其中，所述柵極介電層設置在所述界面層上，其中，所述柵電極不在所述第二溝道構件與所述第二底座部分之間延伸。