单面纳米片晶体管制造技术

本公开涉及单面纳米片晶体管。单面纳米片晶体管结构包括在下沟道材料之上的上沟道材料。第一介电材料形成为与该上沟道材料和下沟道材料的第一侧壁相邻。第二介电材料形成为与该上沟道材料和下沟道材料的第二侧壁相邻。通过蚀刻第一介电材料的至少一部分来暴露上沟道材料和下沟道材料的第一侧壁。可以通过从上沟道材料和下沟道材料之间去除牺牲材料来暴露第二介电材料的侧壁部分。然后，单面栅极堆叠可以形成为与上沟道材料和下沟道材料的第一侧壁直接接触且与第二介电材料的侧壁部分接触。接触。接触。

【技术实现步骤摘要】
单面纳米片晶体管

技术介绍

[0001]集成电路（IC）中的器件密度持续增加。在缩小的器件占用面积内，垂直晶体管取向已变得重要。例如，基于纳米片晶体管堆叠的垂直取向的晶体管架构正在变成IC的基本晶体管单元设计。半导体材料堆叠内的沟道层的数量和每个沟道层的横向宽度可以设定纳米片晶体管的载流宽度。
[0002]具有较小横向宽度的纳米片晶体管可以被称为纳米线晶体管，而具有较大横向宽度的纳米片晶体管可以被称为纳米带晶体管。纳米带和纳米线晶体管通常是环栅（GAA）晶体管，其中，栅极堆叠完全包裹沟道半导体材料。然而，根据GAA架构完全包围沟道材料规定了相邻半导体沟道堆叠之间的某一最小横向间隔，例如以容纳沟道半导体材料堆叠的两个相对侧壁上的栅电极的端盖。如果栅电极和/或源极/漏极接触金属仅在沟道材料纳米片的堆叠的一面上，则可以减小晶体管占用面积。因此，这种“单面”纳米片晶体管架构以及用于其制造的相关联技术在商业上是有利的。
附图说明
[0003]在附图中作为示例而非作为限制示出了在本文中描述的材料。为了说明的简单和清楚，图中示出的元件不一定按比例绘制。例如，为了清楚，一些元件的尺寸可能相对于其它元件被夸大。而且，为了讨论的清楚，各种物理特征可以以它们的简化的“理想”形式和几何形状来表示，但是然而要理解，实际的实施方式可以仅近似于所示出的理想情况。例如，可以不顾由纳米制造技术形成的结构的有限粗糙度、圆角和不完美的角交叉特性来绘制平滑表面和方形交叉。此外，在认为适当的情况下，在图之间重复了参考标记以指示对应或类似的元件。在图中：图1是示出根据一些实施例的制造具有单面栅极堆叠的纳米片晶体管的方法的流程图；图2是示出根据一些实施例的制造具有单面源极/漏极接触的纳米片晶体管的方法的流程图；图3A、4A、5A、6A、7A、8A和9A是根据一些实施例的、随着实践在图1中示出的方法中的操作而演变的纳米片晶体管结构的平面图；图3B、4B、5B、6B、7B、8B和9B是根据一些实施例的、随着实践在图1中示出的方法中的操作而演变的纳米片晶体管结构的剖面图；图10A、10B、11A、11B和12是根据一些其它实施例的纳米片晶体管结构的剖面图；图13示出根据一些实施例的采用包括单面纳米片晶体管的IC的移动计算平台和数据服务器机器；以及图14是根据一些实施例的电子计算设备的功能框图。
具体实施方式
[0004]参考附图描述一个或多个实施例。虽然详细描绘和讨论了具体配置和布置，但是
应当理解，这样做仅出于说明性目的。相关领域的技术人员将会认识到：在不脱离本描述的精神和范围的情况下，其它配置和布置是可能的。对于相关领域的技术人员来说将显而易见的是，在本文中描述的技术和/或布置可以用在除在本文中详细描述的系统和应用之外的各种其它系统和应用中。
[0005]在以下详细描述中参考附图，附图形成该详细描述的一部分并示出了示例性实施例。此外，要理解：在不脱离所要求保护的主题的范围的情况下，可以利用其它实施例并且可以做出结构和/或逻辑改变。还应当注意，方向和参考（例如上、下、顶部、底部等）可以仅用于有利于描述附图中的特征。因此，以下详细描述不要以限制性含义来理解，并且所要求保护的主题的范围仅由所附权利要求及其等同物来限定。
[0006]在以下描述中，阐述了许多细节。然而，对于本领域技术人员来说将显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践本专利技术。在一些示例中，以框图形式而非详细地示出公知的方法和器件，以避免模糊本专利技术。在整个本说明书中对“实施例”或“一个实施例”或“一些实施例”的参考意味着结合该实施例描述的特定特征、结构、功能或特性被包括在本专利技术的至少一个实施例中。因此，在整个本说明书中的各个地方中的短语“在实施例中”或“在一个实施例中”或“一些实施例”的出现不一定正指代本专利技术的相同实施例。此外，特定特征、结构、功能或特性可以以任何合适的方式组合在一个或多个实施例中。例如，在与两个实施例相关联的特定特征、结构、功能或特性不是相互排斥的任何情况下，第一实施例可以与第二实施例组合。
[0007]如在本描述和所附权利要求中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文另外清楚地指示。还将会理解，如在本文中所使用的术语“和/或”指代并涵盖相关联的所列项目中的一个或多个的任何和所有可能的组合。
[0008]术语“耦合”和“连接”以及它们的派生词可以在本文中用于描述组件之间的功能或结构关系。这些术语不旨在作为彼此的同义词。相反，在特定实施例中，“连接”可以用于指示两个或更多个元件彼此直接物理、光学或电接触。“耦合”可以用于指示：两个或更多元件彼此直接或间接（在它们之间具有其它中间元件）物理或电接触，和/或两个或更多个元件彼此合作或交互（例如，如在因果关系中）。
[0009]如在本文中所使用的术语“在
……
之上”、“在
……
之下”、“在
……
之间”和“在
……
上”指代一个组件或材料相对于其它组件或材料的相对位置，其中此类物理关系是值得注意的。例如在材料的上下文中，一种材料或另一种材料之上或之下的材料可以直接接触或可以具有一种或多种中间材料。此外，两种材料之间的一种材料可以直接与两种材料接触或可以具有一种或多种中间材料。相比而言，在第二材料“上”的第一材料与第二材料直接接触。在组件组装件的上下文中将做出类似的区分。
[0010]如在整个本说明书中和在权利要求书中所使用的，由术语“中的至少一个”或“中的一个或多个”联合的项目列表可以意味着所列术语的任意组合。例如，短语“A、B或C中的至少一个”可以意味着A；B；C；A和B；A和C；B和C；或A、B和C。
[0011]如在本文中所使用的，在制造过程输出由一些分布统计表征的群体的认识中采用限定词“基本上”。除非另外明确说明，否则在基本上相同的两件事情之间将预期仅仅偶然的变化。因此，任何可量化的差异将小于10%。
[0012]下面描述与堆叠的纳米片晶体管结构的单面栅电极、源极和/或漏极、或源极/漏
极接触金属相关联的方法和架构。所描述的架构和制造技术既适用于其中堆叠内的所有晶体管结构都具有单一导电类型（例如，所有P型或所有N型）的纳米片结构，也适用于其中一个晶体管结构具有第一导电类型（例如，P型）而堆叠内的另一个晶体管结构具有互补导电类型（例如，N型）的纳米片结构。
[0013]在一些示例中，单面纳米片晶体管包括栅电极，该栅电极例如仅包裹每个纳米片沟道半导体材料的一个侧壁以限定三面或“三栅极”晶体管沟道。在一些其它实施例中，单面纳米片晶体管结构包括单面源极和/或漏极半导体。在一些其它实施例中，单面纳米片晶体管结构包括单面源极接触金属和/或漏极接触金属结构。在另外其它实施例中，单面纳米片晶体管结构包括单面栅电极、单面源极和/或漏极半导体结构、或者源极接触金属和/或漏极接触金属结构中的两个或更多个。一些这样的实施例可以有利地实现纳米片晶体管标准电路单元高度的减小。例如，静态随机存本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种集成电路（IC）结构，包括：鳍，所述鳍包括在下沟道材料之上的上沟道材料；栅极绝缘体，所述栅极绝缘体与所述上沟道材料和所述下沟道材料的第一侧壁直接接触；栅电极，所述栅电极与所述栅极绝缘体接触且与所述上沟道材料和所述下沟道材料中的每一个的所述第一侧壁相邻，其中，所述栅极绝缘体和所述栅电极也在所述上沟道材料与所述下沟道材料之间的空间内；以及介电材料，所述介电材料与所述上沟道材料和所述下沟道材料中的每一个的所述第一侧壁及第二相对的侧壁相邻，其中：所述介电材料与所述上沟道材料和所述下沟道材料中的每一个的所述第二侧壁直接接触；以及所述栅电极和所述栅极绝缘体在所述介电材料与所述上沟道材料和所述下沟道材料中的每一个的所述第一侧壁之间。2.根据权利要求1所述的IC结构，其中：所述介电材料是第一组分的第一介电材料；以及所述结构还包括第二组分的第二介电材料，所述第二介电材料在所述下沟道半导体材料下方与所述鳍的基底的第一侧壁直接接触；所述栅电极在所述第二介电材料之上；以及所述第二介电材料在所述第一介电材料和所述鳍的所述基底之间。3.根据权利要求2所述的IC结构，其中，所述第二介电材料具有垂直于所述鳍的所述基底的所述第一侧壁的横向厚度，并且其中，所述第一介电材料与所述上沟道材料和所述下沟道材料的第一侧壁分离不大于所述横向厚度。4.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的IC结构，其中，所述鳍是第一鳍并且所述栅电极是第一栅电极，并且所述IC结构还包括：与所述第一鳍相邻的一对第二鳍，其中，所述第二鳍中的每一个包括在所述下沟道材料之上的所述上沟道材料；以及第二栅电极，所述第二栅电极在所述一对第二鳍之间并且与栅极绝缘体相邻，所述栅极绝缘体与两个第二鳍的所述上沟道材料和所述下沟道材料中的每一个的内部侧壁直接接触，其中：所述第二栅电极在两个第二鳍的所述上沟道材料和所述下沟道材料之间；以及所述介电材料与两个第二鳍的所述上沟道材料和所述下沟道材料中的每一个的外部侧壁相邻并接触。5.根据权利要求4所述的IC结构，其中，所述一对第二鳍彼此间隔开第一距离，且所述一对第二鳍中的最靠近所述第一鳍的一个与所述第一鳍间隔开大于所述第一距离的第二距离。6.根据权利要求4所述的IC结构，其中：所述介电材料是第一组分的第一介电材料；以及所述IC结构还包括第二组分的第二介电材料，所述第二介电材料与所述第一鳍的基底的第一侧壁和所述第二鳍中的每一个的基底的内部侧壁相邻并且直接接触；以及
第一和第二栅电极两者在所述第二介电材料之上。7.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的IC结构，还包括源极和漏极，其中，所述源极和所述漏极中的每一个还包括：杂质掺杂半导体材料，所述杂质掺杂半导体材料耦合到所述上沟道材料或所述下沟道材料中的至少一个；以及接触金属，所述接触金属与所述杂质掺杂半导体材料的第一侧壁直接接触，其中，所述介电材料与所述杂质掺杂半导体材料的第二相对的侧壁直接接触。8.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的IC结构，其中：所述上沟道材料和所述下沟道材料包括硅；所述介电材料硅和氧；所述栅电极包括金属；以及所述栅极绝缘体包括金属和氧。9.一种计算机平台，包括：电子存储器电路，用于存储数据；以及处理器电路，所述处理器电路耦合到所述电子存储器电路，其中，所述电子存储器电路或所述处理器电路中的至少一个还包括：鳍，所述鳍包括在下沟道材料之上的上沟道材料；栅极绝缘体，所述栅极绝缘体与所述上沟道材料和所述下沟道材料中的每一个的第一侧壁相邻并且直接接触；栅电极，所述栅电极与所述栅极绝缘体接触并且与所述上沟道材料和所述下沟道材料中的每一个的所述第一侧壁相邻，其中，所述栅极绝缘体和所述栅电极...

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：