用于形成晶体管结构的方法技术

用于形成第一和第二晶体管结构的方法，其中第一和第二晶体管结构由绝缘壁间隔开，包括：在衬底的半导体层上形成第一和第二半导体层堆叠，每个层堆叠在自底向上的方向上包括牺牲层和沟道层，其中层堆叠由延伸到半导体层衬底中的沟槽间隔开，沟槽填充有绝缘壁材料以形成绝缘壁；处理层堆叠以分别在第一和第二器件区中形成第一和第二晶体管结构，处理包括形成源极区和漏极区并形成栅极堆叠；还包括，在处理前：通过刻蚀去除每个层堆叠的牺牲层以在绝缘壁的任一侧上在第一和第二层堆叠的沟道层下面形成相应空腔，沟道层被绝缘壁支撑；在空腔中沉积底部绝缘材料；在处理后，底部绝缘材料在绝缘壁的任一侧上在源极区、漏极区和沟道区下形成底部绝缘层。区下形成底部绝缘层。区下形成底部绝缘层。

【技术实现步骤摘要】
用于形成晶体管结构的方法


[0001]本专利技术构思涉及一种用于形成晶体管结构的方法。

技术介绍

[0002]现代半导体集成电路技术包括水平沟道晶体管，其中具有跨接鳍状半导体沟道部分的栅极的FinFET是一个示例。其他示例包括水平或侧向纳米线FET(NWFET)和纳米片FET(NSHFET)。这些晶体管结构典型地包括源极、漏极、包括水平地(即，沿着衬底)延伸的一个或多个纳米线或纳米片状沟道部分的沟道、以及栅极堆叠。在全环绕栅极(GAA)设计中，沟道部分可以延伸穿过栅极堆叠，使得栅极堆叠全环绕这些沟道部分中的一个或多个沟道部分。
[0003]“叉片(forksheet)”器件是允许提供邻近于彼此的n型NSHFET和p型NSHFET的设计，其各自由叉形栅极结构控制并且由绝缘壁分离。在栅极图案化之前，可以在p型器件区和n型器件区之间形成绝缘壁。该壁可以将p栅极沟槽与n栅极沟槽分离，从而允许更紧密的n到p间隔。
[0004]在水平沟道晶体管结构(例如，NWFET、NSHFET和叉片)中，可能需要电绝缘(例如，“底部绝缘”)来减轻从例如源本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于相应地在衬底的第一器件区和第二器件区中形成第一晶体管结构和第二晶体管结构的方法，每个晶体管结构包括源极区、漏极区、在沿着该衬底的第一方向上在该源极区与该漏极区之间延伸的沟道区、以及在该沟道区处的栅极堆叠，其中，该第一晶体管结构和该第二晶体管结构在横向于该第一方向的沿着该衬底的第二方向上由在该第一方向上延伸的绝缘壁间隔开，并且该方法包括：在该衬底的半导体层上形成该第一器件区中的第一半导体层堆叠以及该第二器件区中的第二半导体层堆叠，每个层堆叠在自底向上的方向上包括牺牲层和沟道层，其中，这些层堆叠由延伸到该衬底的该半导体层中的沟槽间隔开，该沟槽填充有绝缘壁材料以形成该绝缘壁；以及处理这些层堆叠以相应地在该第一器件区和该第二器件区中形成该第一晶体管结构和该第二晶体管结构，该处理包括形成这些源极区和这些漏极区并且形成这些栅极堆叠；该方法进一步包括，在所述处理之前：通过刻蚀来去除每个层堆叠的该牺牲层，从而在该绝缘壁的任一侧上在该第一层堆叠和该第二层堆叠的该沟道层下面形成相应的空腔，这些沟道层被该绝缘壁支撑；以及在所述空腔中沉积底部绝缘材料；其中，在所述处理之后，该底部绝缘材料在该绝缘壁的任一侧上在该源极区、该漏极区和该沟道区下面形成底部绝缘层。2.根据权利要求1所述的方法，包括在这些层堆叠之上以一定厚度共形地沉积该底部绝缘材料，使得所述空腔填充有该底部绝缘材料，并且随后在这些空腔的水平上方从这些层堆叠去除该底部绝缘材料。3.根据权利要求2所述的方法，进一步包括沉积第二绝缘材料，该第二绝缘材料覆盖这些层堆叠和在这些层堆叠上的该底部绝缘材料，并且之后在自顶向下的方向上同时地回蚀该第二绝缘材料和该底部绝缘材料，从而暴露在这些空腔的所述水平上方的这些层堆叠。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，这些牺牲层是第一牺牲层，并且每个层堆叠包括该第一牺牲层、多个沟道层以及多个第二牺牲层，这些第二牺牲层与这些沟道层交替，并且这些沟道层是由不同于该第一牺牲层和这些第二牺牲层的材料形成的，其中，该方法包括：对于这些第二牺牲层和这些沟道层选择性地去除每个层堆叠的该第一牺牲层；并且其中，所述处理进一步包括通过对于这些沟道层选择性地刻蚀这些第二牺牲层来形成释放的沟道层部分，并且其中，这些栅极堆叠是随后沿着这些沟道层部分形成的。5.根据权利要求4所述的方法，其中，这些第一牺牲层是由第一牺牲材料形成的，这些第二牺牲层是由第二牺牲材料形成的，并且这些沟道层是由沟道材料形成的，其中，这些第一牺牲层是通过对于该第二牺牲材料和该沟道材料选择性地刻蚀该第一牺牲材料来对于这些第二牺牲层和这些沟道层选择性地去除的。6.根据权利要求5所述的方法，其中，在每个层堆叠中，最底部的第二牺牲层被形成在该第一牺牲层上。7.根据权利要求5所述的方法，其中，该第一牺牲材料是Si1‑
x
Ge
x
，该第二牺牲材料是Si1‑
y
Ge
y
，并且该沟道材料是Si1‑
z
Ge
z
，其中，x>y>z。8.根据权利要求4所述的方法，其中，每个第一牺牲层包括下厚度部分和上厚度部分，
最底部的沟道层被形成在该上厚度部分上，该方法进一步包括：在该第一层堆叠和该第二层堆叠的背离该绝缘壁的侧壁表面上形成间隔物层，该间隔物层覆盖这些沟道层和这些第二牺牲层的侧壁表面；以及至少暴露这些第一牺牲层的该下厚度部分，并且其中，这些第一牺牲层是通过在使用该间隔物层作为刻蚀掩模时刻蚀这些第一牺牲层来对于这些第二牺牲层选择性地去除的。9.根据权利要求8所述的方法，其中，每个第一牺牲层的该下厚度部分具有比该上厚度部分更大的宽度，使得该下厚度部分的上表面邻近于该上厚度部分被暴露，其中，形成该间隔物层包括：在该第一层堆叠和该第二层堆叠之上共形地沉积间隔物材料；以及在自顶向下的方向上回蚀所沉积的间隔物材料，使得这些下厚度部分的上表面被暴露，并且该间隔物层保持在该第一层堆叠和该第二层堆叠的侧壁表面上。10.根据权利要求8所述的方法，其中，该第一牺牲层和该第二牺牲层是由Si1‑
y
...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾文德，J，
申请(专利权)人：IMEC非营利协会，
类型：发明
国别省市：