半导体装置制造方法及图纸

半导体装置，包括多个半导体层，垂直地彼此分开。每一半导体层沿着第一横向方向延伸。半导体装置包括栅极结构，沿着第二横向方向延伸并包括至少一下侧部分包覆每一半导体层。栅极结构的下侧部分包括多个第一栅极部分以分别横向对准半导体层，且其中每一第一栅极部分的末端各自沿着该第二横向方向延伸并具有第一弧形轮廓。一弧形轮廓。一弧形轮廓。

【技术实现步骤摘要】
半导体装置


[0001]本专利技术实施例涉及半导体装置，更特别涉及制造非平面晶体管装置的方 法。

技术介绍

[0002]由于多种电子构件(如晶体管、二极管、电阻、电容器、或类似物)的集 成密度改善，半导体产业已经历快速成长。集成密度的改善主要来自于重复 缩小最小结构尺寸，以将更多构件整合至给定面积中。

技术实现思路

[0003]本专利技术一实施例公开的半导体装置包括多个半导体层，垂直地彼此分 开。每一半导体层沿着第一横向方向延伸。半导体装置包括栅极结构，沿着 第二横向方向延伸并包括至少一下侧部分包覆每一半导体层。栅极结构的下 侧部分包括多个第一栅极部分以分别横向对准半导体层，且其中每一第一栅 极部分的末端各自沿着第二横向方向延伸并具有第一弧形轮廓。
[0004]本专利技术另一实施例公开半导体装置，包括：多个半导体层，垂直地彼此 分开。每一半导体层沿着第一横向方向延伸。半导体装置包括栅极结构，沿 着第二横向方向延伸。栅极结构包括多个第一栅极部分与多个第二栅极部 分。第一栅极部分分别横向对准半导体层。第二栅极部分各自垂直地位于相 邻的半导体层之间。半导体装置包括内侧间隔物，其包括第一组内侧间隔物 与第二组内侧间隔物。第一组内侧间隔物的每一者接触第一弧形为主轮廓中 的对应的第一栅极部分的一者的末端，且第二组内侧间隔物的每一者接触第 二弧形为主轮廓中的对应的第二栅极部分的一者的末端。
[0005]本专利技术又一实施例公开半导体装置的形成方法，包括形成沿着第一横向 方向延伸的鳍状结构。鳍状结构包括多个第一半导体层与多个第二半导体层 彼此交错堆叠。方法包括形成连接层于鳍状结构上。方法包括形成虚置栅极 结构于鳍状结构的一部分上，且连接层位于虚置栅极结构与鳍状结构之间。 虚置栅极结构沿着第二横向方向延伸，且第二横向方向垂直于第一横向方 向。方法包括移除虚置栅极结构未覆盖的鳍状结构的部分。方法包括沿着第 一横向方向蚀刻每一第一半导体层的个别末端部分、虚置栅极结构的至少下 侧部分的个别末端部分、与连接层的末端部分。每一第一半导体层的个别保 留部分与虚置栅极结构的每一下侧部分的个别保留部分各自具有弧形为主 的轮廓。方法包括形成内侧间隔物以填入第一半导体层被蚀刻的末端部分与 虚置栅极结构被蚀刻的末端部分。方法包括将第一半导体层与虚置栅极结构 的个别保留部分置换成主动栅极结构。
附图说明
[0006]图1是一些实施例中，全绕式栅极场效晶体管装置的透视图。
[0007]图2是一些实施例中，制造非平面晶体管的方法的流程图。
[0008]图3、图4A、图4B、图5A、图5B、图5C、图6A、图6B、图6C、图 7A、图7B、图7C、图8、图9A、
图9B、图9C、图9D、图9E、图10A、 图10B、图10C、图10D、图10E、图11A、图11B、图11C、图11D、图 11E、图11F、图11G、图11H、图11I、图11J、及图11K是一些实施例中， 以图2的方法制造的全绕式栅极场效晶体管装置或其部分在多种制作阶段时 的剖视图。
[0009]其中，附图标记说明如下：
[0010]θ1，θ2，θ3：角度
[0011]A
‑
A，B
‑
B，C
‑
C，D
‑
D：剖面
[0012]CD
a
，CD
b
，CD
c
，CD
d
，CD
e
，CD1，CD2，CD3，CD4，CD5：关键尺寸
[0013]100，300：全绕式栅极场效晶体管装置
[0014]200：方法
[0015]202，204，206，208，210，212，214，216，218：步骤
[0016]102，302：基板
[0017]104，410，420，810，820：半导体层
[0018]106：隔离区
[0019]108：栅极结构
[0020]110：源极/漏极结构
[0021]112：层间介电层
[0022]401：鳍状结构
[0023]502：隔离结构
[0024]602：连接层
[0025]702：虚置栅极结构
[0026]901：凹陷
[0027]903，905，1003，1005，1103，1105：轮廓
[0028]1002：内侧间隔物
[0029]1100：主动栅极结构
具体实施方式
[0030]下述详细描述可搭配图式说明，以利理解本专利技术的各方面。值得注意的 是，各种结构仅用于说明目的而未按比例绘制，如本业常态。实际上为了清 楚说明，可任意增加或减少各种结构的尺寸。
[0031]下述内容提供的不同实施例或实例可实施本专利技术的不同结构。下述特定 构件与排列的实施例是用以简化本
技术实现思路
而非局限本专利技术。举例来说，形 成第一构件于第二构件上的叙述包含两者直接接触的实施例，或两者之间隔 有其他额外构件而非直接接触的实施例。此外，本专利技术的多个实例可重复采 用相同标号以求简洁，但多种实施例及/或设置中具有相同标号的元件并不必 然具有相同的对应关系。
[0032]此外，空间性的相对用语如“下方”、“其下”、“较下方”、“上方”、
ꢀ“
较上方”、或类似用语可用于简化说明某一元件与另一元件在图示中的相 对关系。空间性的相对用语可延伸至以其他方向使用的元件，而非局限于图 示方向。元件亦可转动90
°
或其他角度，因此方向性用语仅用以说明图示中 的方向。
[0033]本专利技术实施例的内容为形成全绕式栅极场效晶体管装置的方法，更特别 关于形
成全绕式栅极场效晶体管装置的置换栅极。在一些实施例中，形成含 有多个第一半导体层与多个第二半导体层(分别作为牺牲层与通道层)的鳍状 物之后，形成连接层(或界面层)于鳍状物上。连接层相对于第一半导体层与 第二半导体层的个别材料，具有特定的蚀刻选择性。接着形成虚置栅极结构 于鳍状物上，接着以拉回制程沿着鳍状物的长度方向较快地蚀刻鳍状物的牺 牲层(如第一半导体层)的末端部分与虚置栅极结构的末端部分，并以较慢速 率蚀刻连接层。接着将内侧间隔物填入个别的被蚀刻部分(如牺牲层与虚置栅 极结构的被蚀刻部分)。接着形成源极/漏极结构于虚置栅极结构的两侧上， 其具有层间介电层位于其上。一旦形成层间介电层，可移除虚置栅极结构以 形成栅极沟槽。接着移除牺牲层以延伸栅极沟槽。接着形成主动栅极结构于 栅极沟槽中以包覆每一通道层。
[0034]上述方法所形成的主动栅极结构可提供多种优点至进阶技术节点。一般 而言，将虚置栅极结构置换成主动栅极结构，因此形成的主动栅极结构可继 承虚置栅极结构的尺寸与轮廓。然而现有技术在形成虚置栅极结构于不同材 料所组成的第一半导体层与第二半导体层的鳍状物上时面临多种问题。举例 来说，虚置栅极结构与鳍状物之间的界面较粗糙，其在置换本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体装置，包括：多个半导体层，垂直地彼此分开，其中每一所述半导体层沿着一第一横向方向延伸；以及一栅极结构，沿着一第二横向方向延伸并包括至少一下侧部分包覆每一所述半导...

【专利技术属性】
技术研发人员：林士尧，李筱雯，林志翰，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：