全环绕闸极水平贯穿式晶体管及其制备方法技术

本发明专利技术的实施例提供了一种全环绕闸极水平贯穿式晶体管及其制备方法，涉及半导体技术领域。全环绕闸极水平贯穿式晶体管包括衬底、隔离层、闸极、绝缘层和器件单元；隔离层生长在衬底上；多个闸极平铺、间隔生长在隔离层上；绝缘层生长在闸极和隔离层上；至少一个器件单元生长在绝缘层上。这样，通过在隔离层上平铺、间隔生长多个闸极，全部的闸极可以一次性同时形成，不存在各个闸极单独形成的情况，也不存在闸极制造顺序不同的情况，各个闸极受到的负载相同，再在闸极和隔离层上生长绝缘层和至少一个器件单元，各个器件单元之间不会存在明显的电性差异。电性差异。电性差异。

【技术实现步骤摘要】
全环绕闸极水平贯穿式晶体管及其制备方法


[0001]本专利技术涉及半导体
，具体而言，涉及一种全环绕闸极水平贯穿式晶体管及其制备方法。

技术介绍

[0002]在先进的半导体制程中，根据摩尔定律，在器件不断微缩的情况下，器件的制备工艺的实施难度也会不断提升，如何做出更小、更精密的器件一直各个晶圆工厂不断努力的目标。
[0003]目前，水平形式的全环绕闸极晶体管(Gate All Around FET，简称：GAA FET)已成为新一代技术主流，其不仅可以使尺寸进一步微缩，还可以使沟道从三面变成四面，使闸极的控制力提升。除了水平形式之外的结构，目前还有一种垂直形式的全环绕闸极晶体管，其纳米线沿垂直芯片的方向延伸，可以增加晶圆的利用率。
[0004]但是，目前使用的垂直形式的器件中，闸极为平面结构，源极与闸极之间以及汲极与闸极之间都需要设置一层隔绝层，重叠的多组器件之间也需要设置隔绝层。水平形式的器件虽然在多组器件之间不需要设置隔绝层，但是，闸极、汲极和源极均为平面结构，导致相邻电极之间的结电容较大，可能造成器件响应延迟，降低器件的操作速度。
[0005]另外，现有器件中的闸极制作顺序不同，各自受到的负载(Thermal budget)也不同，可能导致器件之间出现明显的电性差异。

技术实现思路

[0006]本专利技术实施例要解决的技术问题是：现有器件中的闸极制作顺序不同，各自受到的负载也不同，可能导致器件之间出现明显的电性差异。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术的实施例可以这样实现：
[0008]第一方面，本专利技术提供一种全环绕闸极水平贯穿式晶体管，全环绕闸极水平贯穿式晶体管包括衬底、隔离层、闸极、绝缘层和器件单元；隔离层生长在衬底上；多个闸极平铺、间隔生长在隔离层上；绝缘层生长在闸极和隔离层上；至少一个器件单元生长在绝缘层上。
[0009]在可选的实施方式中，器件单元包括生长在绝缘层上的源极、汲极和阱层，其中，阱层位于源极与汲极之间。
[0010]在可选的实施方式中，闸极间隔平行排布，闸极的长度方向平行于源极、阱层和汲极的排列方向。
[0011]在可选的实施方式中，一个器件单元覆盖多个闸极，一个闸极用于驱动多个器件单元。
[0012]在可选的实施方式中，闸极采用纳米管制成。
[0013]在可选的实施方式中，绝缘层的材料为二氧化硅。
[0014]第二方面，本专利技术提供一种全环绕闸极水平贯穿式晶体管的制备方法，全环绕闸
极水平贯穿式晶体管的制备方法包括：在衬底上生长隔离层；在隔离层上一次性生长多个间隔排布的闸极；在闸极和隔离层上生长绝缘层；
[0015]在绝缘层上生长至少一个器件单元。
[0016]在可选的实施方式中，闸极采用纳米管制成。
[0017]在可选的实施方式中，在绝缘层上生长至少一个器件单元的步骤包括：在绝缘层上沉积外延层；对外延层进行掺杂，由外延层形成源极和汲极，并在源极与汲极之间形成阱层。
[0018]在可选的实施方式中，由外延层形成源极和汲极，并在源极与汲极之间形成阱层的步骤包括：平行于闸极的长度方向依次排布源极、阱层和汲极。
[0019]本专利技术实施例提供的全环绕闸极水平贯穿式晶体管及其制备方法的有益效果包括：通过在隔离层上平铺、间隔生长多个闸极，全部的闸极可以一次性同时形成，不存在各个闸极单独形成的情况，也不存在闸极制造顺序不同的情况，各个闸极受到的负载相同，再在闸极和隔离层上生长绝缘层和至少一个器件单元，各个器件单元之间不会存在明显的电性差异。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0021]图1为本专利技术第一实施例提供的全环绕闸极水平贯穿式晶体管的透视结构示意图；
[0022]图2为本专利技术第一实施例提供的全环绕闸极水平贯穿式晶体管的正视结构示意图；
[0023]图3为本专利技术第一实施例提供的全环绕闸极水平贯穿式晶体管的俯视结构示意图；
[0024]图4为本专利技术第二实施例提供的全环绕闸极水平贯穿式晶体管的制备方法的流程图；
[0025]图5至图10为本专利技术第二实施例提供的全环绕闸极水平贯穿式晶体管制备过程的结构示意图。
[0026]图标：100
‑
全环绕闸极水平贯穿式晶体管；110
‑
衬底；120
‑
隔离层；130
‑
闸极；140
‑
绝缘层；150
‑
器件单元；151
‑
源极；152
‑
阱层；153
‑
汲极；160
‑
外延层；200
‑
光刻胶。
具体实施方式
[0027]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0028]因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护
的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0029]应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0030]在本专利技术的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该专利技术产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0031]此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0032]需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术的实施例中的特征可以相互结合。
[0033]第一实施例
[0034]请参考图1至图3，本实施例提供了一种全环绕闸极水平贯穿式晶体管100，全环绕闸极水平贯穿式晶体管100包括衬底110、隔离层120、闸极130、绝缘层140和器件单元150。其中，器件单元150的层结构全面环绕闸极130设置，闸极130水平设置、且贯穿器件单元150的层结构。
[0035]衬底110可以由晶圆形成，具体可以采用硅晶圆。在其它实施例中，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种全环绕闸极水平贯穿式晶体管，其特征在于，所述全环绕闸极水平贯穿式晶体管包括：衬底(110)；隔离层(120)，生长在所述衬底(110)上；多个闸极(130)，平铺、间隔生长在所述隔离层(120)上；绝缘层(140)，生长在所述闸极(130)和所述隔离层(120)上；至少一个器件单元(150)，生长在所述绝缘层(140)上。2.根据权利要求1所述的全环绕闸极水平贯穿式晶体管，其特征在于，所述器件单元(150)包括生长在所述绝缘层(140)上的源极(151)、汲极(153)和阱层(152)，其中，所述阱层(152)位于所述源极(151)与所述汲极(153)之间。3.根据权利要求2所述的全环绕闸极水平贯穿式晶体管，其特征在于，所述闸极(130)间隔平行排布，所述闸极(130)的长度方向平行于所述源极(151)、所述阱层(152)和所述汲极(153)的排列方向。4.根据权利要求1所述的全环绕闸极水平贯穿式晶体管，其特征在于，一个所述器件单元(150)覆盖多个所述闸极(130)，一个所述闸极(130)用于驱动多个所述器件单元(150)。5.根据权利要求1所述的全环绕闸极水平贯穿式晶体管，其特征在于，所述闸极(130)采用纳米管制成。6.根据权利要求1所述的全环绕闸极水平贯穿式晶体管，其特征在于，所述绝缘层(140)...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹智颖，
申请(专利权)人：泉芯集成电路制造济南有限公司，
类型：发明
国别省市：