[發(fā)明專利]半導(dǎo)體器件

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110089092.5
• 申請日: 2021-01-22
• 公開（公告）號: CN113178487A
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李培瑋;奧野泰利;蔡邦彥
• 申請（專利權(quán)）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;H01L29/04;H01L29/10;H01L21/336;H01L21/8234
• 代理公司: 隆天知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 72003
• 代理人: 謝強(qiáng);黃艷

根據(jù)本公開的一種半導(dǎo)體器件包含基板以及晶體管，基板包含多個(gè)原子階，原子階沿著第一方向傳遞，而晶體管設(shè)置于基板之上。晶體管包含通道構(gòu)件及柵極結(jié)構(gòu)，通道構(gòu)件沿著第二方向延伸，第二方向垂直于第一方向，而柵極結(jié)構(gòu)環(huán)繞通道構(gòu)件。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開實(shí)施例涉及一種半導(dǎo)體器件，且特別涉及一種晶體管的通道構(gòu)件沿著垂直于基板的原子階傳遞方向的方向延伸的半導(dǎo)體器件。

背景技術(shù)

半導(dǎo)體集成電路(IC)產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了快速的成長。在IC發(fā)展的過程中，功能密度(即，每個(gè)晶片區(qū)域的內(nèi)連接器件的數(shù)量)已普遍增加，而幾何尺寸(即，可以使用制造程序產(chǎn)生的最小部件(或線))已經(jīng)減小。這種縮小的工藝通常通過提高生產(chǎn)效率和降低相關(guān)成本來提供效益。然而，這種縮小還伴隨著結(jié)合這些IC的器件的設(shè)計(jì)和制造中所增加的復(fù)雜性，并且為了實(shí)現(xiàn)這些進(jìn)步，器件制造需要類似的發(fā)展。

施行多柵極器件，例如全繞式柵極(gate-all-around,GAA)晶體管或鰭式場效應(yīng)晶體管(Fin-like field effect transistor,FinFET)，以滿足現(xiàn)今對于高性能和高密度IC器件的要求。以GAA晶體管為例，它包含完全環(huán)繞于通道構(gòu)件的柵極結(jié)構(gòu)，以提供改進(jìn)的通道控制并抵抗短通道效應(yīng)(short channel effect,SCE)。GAA晶體管的通道構(gòu)件由在基板上外延生長的半導(dǎo)體材料的交替層的堆疊所形成。通常由硅所形成的基板包含其制造過程產(chǎn)生的原子階(atomic step)。由于通道構(gòu)件的尺寸縮小，這種原子階可能導(dǎo)致電荷載子散射并降低通道構(gòu)件中載子遷移率(carrier mobility)。降低的載子遷移率可能導(dǎo)致形成于其上的GAA晶體管的通道構(gòu)件的性能降低。因此，盡管傳統(tǒng)的多柵極結(jié)構(gòu)通常對于它們預(yù)期的目的是足夠的，但是它們并非在所有方面皆令人滿意。

發(fā)明內(nèi)容

本公開實(shí)施例包含一種半導(dǎo)體器件。半導(dǎo)體器件包含一基板以及一晶體管。基板包含多個(gè)原子階，原子階沿著一第一方向傳遞，而晶體管設(shè)置于基板之上。晶體管包含一通道構(gòu)件及一柵極結(jié)構(gòu)，通道構(gòu)件沿著一第二方向延伸，第二方向垂直于第一方向，而柵極結(jié)構(gòu)環(huán)繞通道構(gòu)件。

本公開實(shí)施例包含一種方法。此方法包含接收包含多個(gè)原子階的晶片；確定原子階的一原子階傳遞方向；接收包含多個(gè)晶體管的一布線，每個(gè)晶體管包含沿著一特征方向延伸的一通道構(gòu)件；以及基于布線在晶片上制造多個(gè)晶體管，使得特征方向垂直于原子階傳遞方向。

本公開實(shí)施例包含一種方法。此方法包含接收包含多個(gè)原子階的晶片；接收包含多個(gè)晶體管的一布線，每個(gè)晶體管包含沿著一特征方向延伸的一通道構(gòu)件；確定原子階的存在是否為影響通道構(gòu)件中的載子遷移率的主要因素；當(dāng)原子階的存在為影響通道構(gòu)件中的載子遷移率的主要因素時(shí)，確定原子階的一原子階傳遞方向；以及基于布線在晶片上制造多個(gè)晶體管，使得特征方向垂直于原子階傳遞方向。

附圖說明

以下將配合說明書附圖詳述本公開實(shí)施例。應(yīng)注意的是，各種特征部件并未按照比例繪制且僅用以說明例示。事實(shí)上，元件的尺寸可能經(jīng)放大或縮小，以清楚地表現(xiàn)出本公開實(shí)施例的技術(shù)特征。

圖1示出根據(jù)本公開的一些方面的單晶錠和相對于單晶錠的切片方向。

圖2示出根據(jù)本公開的一些方面從單晶錠切成的芯片。

圖3示出根據(jù)本公開的一些方面在晶片的頂表面上的多個(gè)原子階的放大剖面圖。

圖4示出根據(jù)本公開的一些方面在晶片的頂表面上的多個(gè)原子階的透視圖。

圖5示出根據(jù)本公開的一些方面在晶片的頂表面上的多個(gè)原子階上的外延層沿第一方向所切的剖面圖。

圖6示出根據(jù)本公開的一些方面在晶片的頂表面上的多個(gè)原子階上的外延層沿第二方向所切的剖面圖。

圖7示出根據(jù)本公開的一些方面用于制造半導(dǎo)體器件的方法的流程圖。