一种半导体器件及制造方法技术

本申请提供一种半导体器件及制造方法，半导体器件包括衬底，衬底具有掺杂类型不同的第一掺杂区域和第二掺杂区域，第一掺杂区域上设置有堆叠的多个第一半导体层，多个第一半导体层之间具有第一间隙，第二掺杂区域上设置有堆叠的多个第二半导体层，多个第二半导体层之间具有第二间隙，在第一间隙中形成第一偶极子层，在第二间隙中形成依次包围第二半导体层的第一介质层、第二介质层和附着颗粒物，在第二间隙中进行退火处理，得到第二偶极子层，第二偶极子层和第一偶极子层的极性相反。能够避免由于第二间隙的空间受限导致填充不均匀，附着颗粒物在第二间隙中的填充效果更好，能够实现多阈值集成，提高器件性能。提高器件性能。提高器件性能。

【技术实现步骤摘要】
一种半导体器件及制造方法


[0001]本申请涉及半导体领域，特别涉及一种半导体器件及制造方法。

技术介绍

[0002]随着集成电路特征尺寸持续微缩，传统三栅或双栅的鳍式场效应晶体管(Fin Field
‑
Effect Transistor，FinFET)在3nm以下节点受到限制，而与主流后高k金属栅FinFET工艺兼容的纳米环栅晶体管(Gate
‑
all
‑
around Field
‑
Effect Transistor，GAA
‑
FET)将是实现尺寸微缩的下一代关键结构，GAA
‑
FET的沟道主要为堆叠纳米片(Stacked Nanosheet)结构。
[0003]在现有技术中，GAA
‑
FET中具有包围沟道的功函数层(WFL)，在工艺过程中，由于堆叠纳米片之间的空间限制，容易出现功函数层难以填充或者填充不均匀的现象，导致半导体器件阈值难以精确调控，影响器件性能。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本申请的目的在于提供一种半导体器件及制造方法，能够避免由于第二间隙的空间受限导致填充不均匀，甚至无法填充的情况，附着颗粒物在第二间隙中的填充效果更好，且能够实现多阈值集成，可以精确调控半导体器件阈值，提高器件性能。其具体方案如下：
[0005]第一方面，本申请提供了一种半导体器件的制造方法，包括：
[0006]提供衬底，所述衬底具有掺杂类型不同的第一掺杂区域和第二掺杂区域，所述第一掺杂区域上设置有堆叠的多个第一半导体层，所述第二掺杂区域上设置有堆叠的多个第二半导体层，所述多个第一半导体层之间具有第一间隙，所述多个第二半导体层之间具有第二间隙；
[0007]在所述第一间隙中形成第一偶极子层，所述第一偶极子层包括依次包围所述第一半导体层的第一介质层和第二介质层，在所述第二间隙中形成依次包围所述第二半导体层的所述第一介质层、所述第二介质层和附着颗粒物；
[0008]在所述第二间隙中，对所述第一介质层、所述第二介质层和所述附着颗粒物进行退火处理，得到第二偶极子层，所述第二偶极子层包括依次包围所述第二半导体层的第三介质层和所述第二介质层；所述第二偶极子层和所述第一偶极子层的极性相反；
[0009]在所述第一间隙中和所述第二间隙中形成金属栅结构。
[0010]第二方面，本申请实施例还提供了一种半导体器件，包括：
[0011]衬底，所述衬底具有掺杂类型不同的第一掺杂区域和第二掺杂区域，所述第一掺杂区域上设置有堆叠的多个第一半导体层，所述第二掺杂区域上设置有堆叠的多个第二半导体层；
[0012]在所述多个第一半导体层之间，具有依次包围所述第一半导体层的第一偶极子层和金属栅结构，在所述多个第二半导体层之间，具有依次包围所述第二半导体层的第二偶
极子层和金属栅结构，所述第一偶极子层包括依次包围所述第一半导体层的第一介质层和第二介质层，所述第二偶极子层包括依次包围所述第二半导体层的第三介质层和所述第二介质层；所述第二偶极子层和所述第一偶极子层的极性相反。
[0013]本申请实施例提供了一种半导体器件及制造方法，半导体器件包括衬底，衬底具有掺杂类型不同的第一掺杂区域和第二掺杂区域，第一掺杂区域上设置有堆叠的多个第一半导体层，多个第一半导体层之间具有第一间隙，第二掺杂区域上设置有堆叠的多个第二半导体层，多个第二半导体层之间具有第二间隙，在第一间隙中形成第一偶极子层，第一偶极子层包括依次包围第一半导体层的第一介质层和第二介质层，在第二间隙中形成依次包围第二半导体层的第一介质层、第二介质层和附着颗粒物，在第二间隙中，对第一介质层、第二介质层和附着颗粒物进行退火处理，得到第二偶极子层，第二偶极子层包括依次包围第二半导体层的第三介质层和第二介质层，第二偶极子层和第一偶极子层的极性相反，在第一间隙中和第二间隙中形成金属栅结构。
[0014]可见，在第二间隙中的第二介质层表面形成附着颗粒物，附着颗粒物的尺寸较小，更容易进入到第二间隙中，能够避免由于第二间隙的空间受限导致填充不均匀，甚至无法填充的情况，附着颗粒物在第二间隙中的填充效果更好，然后经过退火处理能够使附着颗粒物扩散进入第一介质层中或者进入到第一介质层和第二半导体层之间，得到第二偶极子层。由于位于第一掺杂区域的第一偶极子层的极性，与位于第二掺杂区域的第二偶极子层的极性相反，在第一掺杂区域和第二掺杂区域可以形成不同的器件阈值，实现多阈值集成，通过控制附着颗粒物的量可以精确调控半导体器件阈值，提高器件性能。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，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它的附图。
[0016]图1示出了本申请实施例提供的一种半导体器件的制造方法的流程示意图；
[0017]图2示出了本申请实施例提供的一种半导体器件的结构示意图；
[0018]图3
‑
5示出了本申请实施例提供的又一种半导体器件的结构示意图；
[0019]图6示出了本申请实施例提供的一种半导体器件的整体结构示意图；
[0020]图7为本申请实施例提供的一种半导体器件在Y
‑
Y方向的剖视图；
[0021]图8为本申请实施例提供的一种半导体器件在X
‑
X方向的剖视图；
[0022]图9
‑
15示出了本申请实施例提供的又一种半导体器件的结构示意图；
[0023]图16为本申请实施例提供的一种半导体器件在X
‑
X方向的剖视图；
[0024]图17为本申请实施例提供的一种半导体器件在Y
‑
Y方向的剖视图；
[0025]图18
‑
25示出了本申请实施例提供的又一种半导体器件的结构示意图；
[0026]图26示出了本申请实施例提供的一种半导体器件的结构示意图。
具体实施方式
[0027]为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请
的具体实施方式做详细的说明。
[0028]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是本申请还可以采用其它不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似推广，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。
[0029]其次，本申请结合示意图进行详细描述，在详述本申请实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且示意图只是示例，其在此不应限制本申请保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
[0030]正如
技术介绍
中的描述，GAA
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体器件的制造方法，其特征在于，包括：提供衬底，所述衬底具有掺杂类型不同的第一掺杂区域和第二掺杂区域，所述第一掺杂区域上设置有堆叠的多个第一半导体层，所述第二掺杂区域上设置有堆叠的多个第二半导体层，所述多个第一半导体层之间具有第一间隙，所述多个第二半导体层之间具有第二间隙；在所述第一间隙中形成第一偶极子层，所述第一偶极子层包括依次包围所述第一半导体层的第一介质层和第二介质层，在所述第二间隙中形成依次包围所述第二半导体层的所述第一介质层、所述第二介质层和附着颗粒物；在所述第二间隙中，对所述第一介质层、所述第二介质层和所述附着颗粒物进行退火处理，得到第二偶极子层，所述第二偶极子层包括依次包围所述第二半导体层的第三介质层和所述第二介质层；所述第二偶极子层和所述第一偶极子层的极性相反；在所述第一间隙中和所述第二间隙中形成金属栅结构。2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述在所述第二间隙中形成依次包围所述第二半导体层的所述第一介质层、所述第二介质层和附着颗粒物，包括：在所述第二间隙中，依次沉积形成包围所述第二半导体层的所述第一介质层和所述第二介质层；在所述第二间隙中，通过气体吹扫或气体浸泡方式在所述第二介质层的表面形成附着颗粒物。3.根据权利要求2所述的制造方法，其特征在于，所述在所述第二间隙中，依次沉积形成包围所述第二半导体层的所述第一介质层和所述第二介质层，包括：在所述第一间隙中依次沉积形成包围所述第一半导体层的第一介质层、第二介质层和隔离层，在所述第二间隙中依次沉积形成包围所述第二半导体层的所述第一介质层、所述第二介质层和所述隔离层；去除所述第二间隙中的所述隔离层；所述在所述第二间隙中，通过气体吹扫的方式在所述第二介质层的表面形成附着颗粒物，包括：在所述第一间隙中，通过气体吹扫的方式在所述隔离层的表面形成附着颗粒物，在所述第二间隙中，通过气体吹扫的方式在所述第二介质层的表面形成附着颗粒物。4.根据权利要求3所述的制造方法，其特征在于，所述方法还包括：去除所述第一间隙中的所述隔离层，以使所述第一间隙中的所述隔离层和所述附着颗粒物去除，得到所述第一偶极子层。5.根据权利要求4所述的制造方法，其特征在于，所述去除所述第一间隙中的所述隔离层，包括：在所述第二间隙中，形成包围所述附着颗粒物的第一保护层；以所述第一保护层为掩蔽，去除所述第一间隙中的所述隔离层；去除所述第一保护层。6.根据权利要求3所述的制造方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚佳欣，魏延钊，殷华湘，张青竹，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：