[發明專利]具有腔間隔器的半導體納米線裝置和制造半導體納米線裝置的腔間隔器的方法

在審

• 申請號: 202110901984.0
• 申請日: 2015-09-10
• 公開（公告）號: CN113611610A
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發明（設計）人: R·梅漢德魯;思雅·S·廖;S·M·策亞
• 申請（專利權）人: 英特爾公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L29/78;H01L29/06;H01L29/10;H01L21/8238
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 葉曉勇;姜冰

1.一種制造半導體裝置的方法，所述方法包括：

在襯底上方形成鰭結構，所述鰭結構包括交替有源層和犧牲層；

在所述鰭結構上形成犧牲柵極堆疊，從而使所述鰭結構的源極和漏極區暴露；

去除所述源極和漏極區中的所述鰭結構的犧牲層的部分；

繼去除所述源極和漏極區中的所述鰭結構的所述犧牲層的部分之后，在所述源極和漏極區中以及在所述犧牲柵極堆疊上面形成共形電介質材料層；

蝕刻所述共形電介質材料層以在公共柵極電極堆疊的任一側上形成一對電介質間隔器，所述一對電介質間隔器中的每個包括沿所述犧牲柵極堆疊的側壁設置并且環繞所述源極和漏極區中的有源層中的每個的離散部分的連續材料；

繼蝕刻所述共形電介質材料層以形成所述一對電介質間隔器之后，在所述源極和漏極區中形成源極和漏極結構；

繼形成所述源極和漏極結構之后，去除所述犧牲柵極堆疊使所述鰭結構的溝道區暴露；

去除所述溝道區中的所述鰭結構的犧牲層的部分；以及

在所述一對電介質間隔器之間并且環繞所述溝道區中的所述有源層中的每個的離散部分形成永久柵極電極堆疊。

2.如權利要求1所述的方法，其中形成所述共形電介質材料層包括通過原子層沉積（ALD）來沉積所述共形電介質材料層。

3.如權利要求1所述的方法，其中去除所述源極和漏極區中的所述鰭結構的所述犧牲層的部分并且去除所述溝道區中的所述鰭結構的所述犧牲層的部分包括使用采用從由以下組成的組選擇的組成的濕法蝕刻工藝來去除犧牲硅鍺：水性羧酸/硝酸/HF溶液和水性檸檬酸/硝酸/HF溶液。

4.如權利要求1所述的方法，其中去除所述源極和漏極區中的所述鰭結構的所述犧牲層的部分并且去除所述溝道區中的所述鰭結構的所述犧牲層的部分包括使用從由以下組成的組選擇的水性氫氧化物化學來去除犧牲硅：水性氫氧化銨和水性氫氧化鉀。

5.如權利要求1所述的方法，其中在所述源極和漏極區中形成源極和漏極結構包括使半導體材料在所述源極和漏極區中外延生長。

6.一種制造半導體裝置的方法，包括：

在襯底上方形成多個垂直堆疊納米線，所述納米線中的每個包括離散溝道區；

形成公共柵極電極堆疊，其環繞所述多個垂直堆疊納米線的離散溝道區中的每個；

在所述公共柵極電極堆疊的任一側上形成一對電介質間隔器，所述一對電介質間隔器中的每個包括沿所述公共柵極電極的側壁并且環繞所述垂直堆疊納米線中的每個的離散部分的連續材料，所述連續材料在所述垂直堆疊納米線中的相鄰垂直堆疊納米線之間；以及

在所述一對電介質間隔器的任一側上形成一對源極和漏極區。

7.如權利要求6所述的方法，其中所述一對電介質間隔器的最上表面在所述公共柵極電極堆疊的最上表面下方。

8.如權利要求7所述的方法，其中所述一對源極和漏極區具有在所述一對電介質間隔器的所述最上表面下方的最上表面。

9.如權利要求6所述的方法，其中所述一對源極和漏極區是耦合于所述多個垂直堆疊納米線的一對公共源極和漏極區。

10.如權利要求9所述的方法，其中所述襯底是單晶半導體襯底，并且所述一對公共源極和漏極區是進一步耦合于所述單晶半導體襯底的暴露部分的一對外延半導體區。

11.如權利要求9所述的方法，進一步包括：

在所述一對公共源極和漏極區上形成一對傳導接觸部。

12.如權利要求6所述的方法，其中所述公共柵極電極堆疊包括在所述多個垂直堆疊納米線的所述離散溝道區中的每個上并且環繞所述多個垂直堆疊納米線的所述離散溝道區中的每個的高k柵極電介質層。