[發明專利]GAA晶體管及其制備方法、電子設備

有效

• 申請號: 202110114036.2
• 申請日: 2021-01-27
• 公開（公告）號: CN112908853B
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發明（設計）人: 張衛;徐敏;陳鯤;楊靜雯;徐賽生;王晨;吳春蕾;尹睿
• 申請（專利權）人: 復旦大學;上海集成電路制造創新中心有限公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L29/78;H01L29/08
• 代理公司: 上?；坳现R產權代理事務所(普通合伙) 31343
• 代理人: 徐海晟;陳成

本發明提供了一種GAA晶體管及其制備方法、電子設備，其中的制備方法，包括：提供一襯底；在所述襯底上形成外延層，所述外延層包括交替層疊的犧牲層與硅層，其中，所述外延層中與所述襯底相接觸的一層為底層犧牲層；刻蝕所述襯底與所述外延層，以形成鰭片；刻蝕所述鰭片中剩余的外延層，以在鰭片的第一側與第二側刻蝕出源極區域與漏極區域，其中，刻蝕的最終終點低于所述剩余的外延層中底層犧牲層的最高處，且不低于襯底與底層犧牲層的連接處；鰭片的第一側與第二側為鰭片一對相對的兩側；在所述源極區域制作源極，在所述漏極區域制作漏極。

技術領域

本發明涉及半導體領域，尤其涉及一種GAA晶體管及其制備方法、電子設備。

背景技術

晶體管，可理解為用半導體材料制作的電流開關結構。例如：源極(半導體)與漏極(半導體)之間，可設有柵極(金屬)，進而，可利用柵極來控制電流在源極與漏極之間的通斷。其中一種晶體管為GAA晶體管。GAA全稱為Gate-All-Around，是一種環繞式柵極技術，GAA晶體管也可叫做GAAFET。

在目前主流的GAA工藝中，可以先制作帶犧牲層的Fin結構，再去除犧牲層形成懸空GAA的方案，然而，該工藝路線會不可避免的在GAA晶體管下方的襯底形成寄生晶體管，所產生的寄生晶體管會影響柵控能力。

發明內容

本發明提供一種GAA晶體管及其制備方法、電子設備，以解決所產生的寄生晶體管會影響柵控能力的問題。

根據本發明的第一方面，提供了一種GAA晶體管的制備方法，包括：

提供一襯底；

在所述襯底上形成外延層，所述外延層包括交替層疊的犧牲層與硅層，其中，所述外延層中與所述襯底相接觸的一層為底層犧牲層；

刻蝕所述襯底與所述外延層，以形成鰭片；

刻蝕所述鰭片中剩余的外延層，以在鰭片的第一側與第二側刻蝕出源極區域與漏極區域，其中，刻蝕的最終終點低于所述剩余的外延層中底層犧牲層的最高處，且不低于襯底與底層犧牲層的連接處；鰭片的第一側與第二側為鰭片一對相對的兩側；

在所述源極區域制作源極，在所述漏極區域制作漏極。

可選的，刻蝕所述鰭片中剩余的外延層，以在鰭片的第一側與第二側刻蝕出源極區域與漏極區域，包括：

對所述鰭片中剩余的外延層進行第一次刻蝕；

邊對所述鰭片中剩余的外延層進行第二次刻蝕，邊檢測對應刻蝕深度的變化，并在刻蝕到所述最終終點之后，停止刻蝕。

可選的，對所述鰭片中剩余的外延層進行第一次刻蝕，包括：采用等離子刻蝕手段實施所述第一次刻蝕；

對所述鰭片中剩余的外延層進行第二次刻蝕，包括：采用等離子刻蝕手段、氣體刻蝕手段、濕法刻蝕手段中至少之一實施所述第二次刻蝕。

可選的，檢測對應刻蝕深度的變化，包括：采用OES或IEP檢測手段檢測刻蝕深度的變化。

可選的，所述第一次刻蝕的刻蝕終點高于對應底層犧牲層的最高處。

可選的，所述第二次刻蝕的最終終點匹配于所述襯底與所述底層犧牲層的連接處。

可選的，刻蝕所述鰭片中剩余的外延層，以在鰭片兩側刻蝕出源極區域與漏極區域之前，還包括：

在所述鰭片的第三側外與第四側外的襯底上形成隔離層；其中，鰭片的第三側與第四側為鰭片另一對相對的兩側；

在所述隔離層與所述鰭片上形成橫跨所述鰭片頂部、第三側側壁與第四側側壁的偽柵極堆疊件；

在所述偽柵極堆疊件的外壁形成介電層，所述介電層分布于所述隔離層與所述鰭片上。