包括堆叠的纳米片场效应晶体管的装置制造方法及图纸

提供了一种包括纳米片场效应晶体管(FET)的装置，纳米片场效应晶体管可以包括基底、在基底的表面处用杂质掺杂的阱、包括多个堆叠的纳米片的沟道、栅极、导电材料和隔离层。所述多个堆叠的纳米片中的纳米片可以包括可以掺杂有与阱的杂质的导电类型相同的导电类型的杂质的半导体材料。导电材料可以与多个纳米片相邻并且可以使多个纳米片中的纳米片电连接到阱。隔离层可以使阱与功函数金属电绝缘。

【技术实现步骤摘要】
本申请要求于2014年12月5日提交到美国专利商标局的命名为“ASTRUCTUREFORSUPPRESSIONOFTHEPARASITICBIPOLAREFFECTINSTACKEDNANOSHEETFETS”(抑制堆叠的纳米片场效应晶体管中的寄生双极效应的结构)的第62/088,519号美国临时申请的优先权，通过引用将该美国临时专利申请的公开内容全部包含于此。
专利技术构思的一些实施例总体上涉及集成电路，更具体地说，涉及具有堆叠的纳米片场效应晶体管(FET)的集成电路和形成该集成电路的方法。
技术介绍
由于集成电路的尺寸减小，所以人们希望增大FET装置在基底上的的布置密度。已经研究出包括多个竖直鳍的竖直鳍式场效应晶体管(finFET)装置，其中，竖直鳍用作在覆盖基底的小布局区域中使较大有效导电宽度成为可能的导电沟道区。然而，当电路按比例缩小到较小的尺寸，并且因此缩小到较小的面积时，相邻的竖直鳍之间的侧向间距可能变得太小而不能使竖直finFET装置正常操作。已经研究了堆叠的纳米片FET以在覆盖基底的小布局区域上进一步使较大有效导电宽度成为可能。堆叠的纳米片FET可以包括在基底上以三维阵列布置的多个纳米片，并且栅极堆叠件形成在纳米片中的一个纳米片的沟道区上。栅极堆叠件可以围绕纳米片的沟道区的四个侧面(环栅，gate-all-around)。
技术实现思路
根据专利技术构思的一些实施例，提供了一种装置。装置可以包括纳米片场效应晶体管(FET)，纳米片FET可以包括基底。基底可以包括在基底的表面处的阱。阱可以用杂质掺杂。纳米片FET可以包括沟道、栅极、导电材料和隔离层。沟道可以包括位于阱上的多个堆叠的纳米片，多个堆叠的纳米片中的纳米片可以包括可以掺杂有与阱的杂质的导电类型相同的导电类型的杂质的半导体材料。多个堆叠的纳米片中的纳米片可以沿垂直于基底的表面的方向彼此分隔开。栅极可以包括在多个纳米片上、在多个纳米片中的相邻纳米片之间以及在多个纳米片与阱之间的功函数金属。导电材料可以与多个纳米片相邻并且可以使多个纳米片中的纳米片电连接到阱。隔离层可以在阱上，并且可以使阱与功函数金属电绝缘。导电材料可以包括可以掺杂有与阱的杂质的导电类型相同的导电类型的杂质的半导体材料。导电材料可以包括与多个纳米片相同的半导体材料。导电材料的杂质浓度可以大于多个纳米片中的纳米片的杂质浓度。阱的杂质浓度可以大于多个纳米片中的纳米片的杂质浓度。阱的杂质、纳米片的杂质和导电材料的杂质可以是p型杂质。多个纳米片中的纳米片可以包括可以具有第一摩尔分数的锗的IV族半导体材料。导电材料可以包括可以具有可以比第一摩尔分数大的第二摩尔分数的锗的IV族半导体材料。阱的杂质、纳米片的杂质和导电材料的杂质可以是n型杂质。多个纳米片中的纳米片可以包括可以具有第一摩尔分数的铟的III-V族半导体材料。导电材料可以包括可以具有可以比第一摩尔分数小的第二摩尔分数的铟的III-V族半导体材料。隔离层可以包括宽带隙半导体材料。纳米片FET可以包括小于大约1nA/μm的泄漏电流。多个纳米片中的纳米片可以包括沿垂直于基底的表面的方向的厚度和沿平行于基底的表面的方向的宽度。宽度可以是厚度的至少两倍。纳米片FET还可以包括多个内部间隔件。多个内部间隔件可以在多个纳米片中的各个纳米片上，并且可以使导电材料与功函数金属电绝缘。根据专利技术构思的其他实施例，提供了一种装置。该装置可以包括纳米片场效应晶体管(FET)。纳米片FET可以包括基底、第一沟道堆叠件、第二沟道堆叠件、栅极、多个内部间隔件、导电材料和绝缘层。基底可以包括在基底的表面处的阱。阱可以用杂质掺杂。第一沟道堆叠件可以包括位于阱上的第一多个纳米片，第一多个堆叠的纳米片中的纳米片可以包括可以掺杂有与阱的杂质的导电类型相同的导电类型的杂质的半导体材料。第一多个堆叠的纳米片中的纳米片可以在垂直于基底的表面的第一方向上彼此分隔开。第二沟道堆叠件可以包括位于阱上的第二多个纳米片。第二多个堆叠的纳米片中的纳米片可以包括可以掺杂有与阱的杂质的导电类型相同的导电类型的杂质的半导体材料。第二多个堆叠的纳米片中的纳米片可以在垂直于基底的表面的第一方向上彼此分隔开并且在平行于基底的表面的第二方向上与第一多个纳米片中的纳米片彼此分隔开。栅极可以包括在第一多个纳米片上、在第一多个纳米片中的相邻纳米片之间、在第一多个纳米片与阱之间、在第二多个纳米片上、在第二多个纳米片中的相邻纳米片之间、以及在第二多个纳米片与阱之间的功函数金属。多个内部间隔件可以在第一多个纳米片中的各个纳米片和第二多个纳米片中的各个纳米片上，并且可以使导电材料与功函数金属电绝缘。导电材料可以在第一多个纳米片和第二多个纳米片之间并且可以使第一多个纳米片中的纳米片和第二多个纳米片中的纳米片电连接到阱。隔离层可以在阱上并且可以使阱与功函数金属电绝缘。导电材料可以包括可以掺杂有与阱的杂质的导电类型相同的导电类型的杂质的半导体材料。导电材料可以包括与多个纳米片相同的半导体材料。导电材料的杂质浓度可以大于多个纳米片中的纳米片的杂质浓度。阱的杂质浓度可以大于多个纳米片中的纳米片的杂质浓度。阱的杂质、纳米片的杂质和导电材料的杂质可以是p型杂质。多个纳米片中的纳米片可以包括可以具有第一摩尔分数的锗的IV族半导体材料。导电材料可以包括可以具有可以比第一摩尔分数大的第二摩尔分数的锗的IV族半导体材料。阱的杂质、纳米片的杂质和导电材料的杂质可以是n型杂质。多个纳米片中的纳米片可以包括可以具有第一摩尔分数的铟的III-V族半导体材料。导电材料可以包括可以具有可以比第一摩尔分数小的第二摩尔分数的铟的III-V族半导体材料。隔离层可以包括宽带隙半导体材料。装置可以包括小于大约1nA/μm的泄漏电流。第一多个纳米片中的纳米片和第二多个纳米片中的纳米片可以包括沿垂直于基底的表面的方向的厚度和沿平行于基底的表面的方向的宽度。宽度可以是厚度的至少两倍。纳米片FET还可以包括在第一多个纳米片的各个纳米片和第二多个纳米片的各个纳米片上的多个内部间隔件。多个内部间隔件可以使导电材料与功函数金属电绝缘。装置可以包括第二纳米片FET，第二纳米片FET可以包括第三沟道堆叠件。第三沟道堆叠件可以包括位于阱上的第三多个纳米片，第三多个纳米片中的纳米片可以不直接电连接到阱。第三多个纳米片中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置，所述装置包括纳米片场效应晶体管，所述纳米片场效应晶体管包括：阱，在基底的表面处用杂质掺杂；沟道，包括阱上的多个堆叠的纳米片，所述多个堆叠的纳米片中的纳米片包括掺杂有与阱的杂质的导电类型相同的导电类型的杂质的半导体材料，所述多个堆叠的纳米片中的纳米片在垂直于基底的表面的方向上彼此分隔开；栅极，包括在所述多个纳米片上、在所述多个纳米片中的相邻纳米片之间，以及在所述多个纳米片与阱之间的功函数金属；导电材料，与所述多个纳米片相邻并且使所述多个纳米片中的纳米片电连接到阱；隔离层，在阱上，使阱与功函数金属电绝缘。

【技术特征摘要】
2014.12.05 US 62/088,519;2015.11.25 US 14/952,1521.一种装置，所述装置包括纳米片场效应晶体管，所述纳米片场效应晶
体管包括：
阱，在基底的表面处用杂质掺杂；
沟道，包括阱上的多个堆叠的纳米片，所述多个堆叠的纳米片中的纳米
片包括掺杂有与阱的杂质的导电类型相同的导电类型的杂质的半导体材料，
所述多个堆叠的纳米片中的纳米片在垂直于基底的表面的方向上彼此分隔
开；
栅极，包括在所述多个纳米片上、在所述多个纳米片中的相邻纳米片之
间，以及在所述多个纳米片与阱之间的功函数金属；
导电材料，与所述多个纳米片相邻并且使所述多个纳米片中的纳米片电
连接到阱；
隔离层，在阱上，使阱与功函数金属电绝缘。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，导电材料包括掺杂有与阱的杂质
的导电类型相同的导电类型的杂质的半导体材料。
3.根据权利要求2所述的装置，其中，导电材料包括与所述多个纳米片
相同的半导体材料。
4.根据权利要求2所述的装置，
其中，导电材料的杂质浓度大于所述多个纳米片中的纳米片的杂质浓度，
其中，阱的杂质浓度大于所述多个纳米片中的纳米片的杂质浓度。
5.根据权利要求2所述的装置，
其中，阱的杂质、纳米片的杂质和导电材料的杂质是p型杂质，
其中，所述多个纳米片中的纳米片包括具有第一摩尔分数的锗的IV族半
导体材料，
其中，导电材料包括具有比第一摩尔分数大的第二摩尔分数的锗的IV
族半导体材料。
6.根据权利要求2所述的装置，
其中，阱的杂质、纳米片的杂质和导电材料的杂质是n型杂质，
其中，所述多个纳米片中的纳米片包括具有第一摩尔分数的铟的III-V
族半导体材料，
其中，导电材料包括具有比第一摩尔分数小的第二摩尔分数的铟的III-V
族半导体材料。
7.根据权利要求1所述的装置，其中，隔离层包括宽带隙半导体材料。
8.根据权利要求1所述的装置，其中，纳米片场效应晶体管包括小于大
约1nA/μm的泄漏电流。
9.根据权利要求1所述的装置，其中，所述多个纳米片中的纳米片包括
沿垂直于基底的表面的方向的厚度和沿平行于基底的表面的方向的宽度，其
中，宽度是厚度的至少两倍。
10.根据权利要求1所述的装置，其中，纳米片场效应晶体管还包括在
所述多个纳米片中的各个纳米片上并且使导电材料与功函数金属电绝缘的多
个内部间隔件。
11.一种装置，包括纳米片场效应晶体管，所述纳米片场效应晶体管包
括：
基底，包括在基底的表面处用杂质掺杂的阱；
第一沟道堆叠件，包括阱上的第一多个堆叠的纳米片，所述第一多个堆
叠的纳米片中的纳米片包括掺杂有与阱的杂质的导电类型相同的导电类型的
杂质的半导体材料，所述第一多个堆叠的纳米片中...

【专利技术属性】
技术研发人员：博尔纳J奥布拉多维奇，赖安哈彻，罗伯特C鲍恩，马克S罗德尔，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR