[发明专利]形成用于纳米线FET器件的栅极间隔件的方法有效

专利信息
申请号: 201780070047.7 申请日: 2017-11-14
公开(公告)号: CN109952653B 公开(公告)日: 2022-05-31
发明(设计)人: 杰弗里·史密斯;安东·德维利耶 申请(专利权)人: 东京毅力科创株式会社
主分类号: H01L29/423 分类号: H01L29/423;H01L29/66;H01L29/06;H01L29/78
代理公司: 北京集佳知识产权代理有限公司 11227 代理人: 蔡胜有;苏虹
地址: 日本*** 国省代码: 暂无信息
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摘要:
搜索关键词: 形成 用于 纳米 fet 器件 栅极 间隔 方法
【权利要求书】:

1.一种形成环形栅半导体器件的方法,包括:

提供在其上具有层状鳍片结构的衬底,所述层状鳍片结构包括沟道部和牺牲部,所述沟道部和所述牺牲部各自沿所述层状鳍片结构的长度延伸,其中所述层状鳍片结构覆盖有替换栅极材料;

在所述层状鳍片结构上方的所述替换栅极材料上形成伪栅极,其中所述伪栅极具有沿所述层状鳍片结构的所述长度延伸的临界尺寸;以及

在所述伪栅极正下方形成栅极结构,所述栅极结构包括金属栅极区和设置在所述金属栅极区的相反侧上的栅极间隔件,其中所述栅极结构的总临界尺寸等于所述伪栅极的临界尺寸,其中,所述形成栅极结构包括使用所述伪栅极作为掩模以各向异性蚀刻所述替换栅极材料,以及

其中,所述栅极结构的所述总临界尺寸是所述金属栅极区连同所述栅极间隔件的总长度。

2.根据权利要求1所述的方法,其中所述提供在其上具有层状鳍片结构的衬底包括提供具有Si沟道部和SiGe牺牲部的层状鳍片结构。

3.根据权利要求2所述的方法,其中所述Si沟道部包括多个Si层,所述SiGe牺牲部包括多个SiGe层,所述Si层与所述SiGe层交替地堆叠。

4.根据权利要求1所述的方法,其中所述形成伪栅极包括:

在所述替换栅极材料上形成伪栅极材料层;

去除部分所述伪栅极材料层,使得所述伪栅极材料层的剩余部分具有限定具有所述临界尺寸的所述伪栅极的相反边缘。

5.根据权利要求4所述的方法,其中所述形成栅极结构包括使用所述伪栅极作为掩模以各向异性蚀刻所述替换栅极材料,使得所述替换栅极材料的相反侧壁表面与所述伪栅极的所述相反边缘对准。

6.根据权利要求5所述的方法,其中所述形成栅极结构还包括:

将第一侧向凹陷各向同性蚀刻到所述替换栅极材料的所述相反侧壁表面的每个中;以及

用栅极间隔件材料填充所述第一侧向凹陷。

7.根据权利要求6所述的方法,其中所述用栅极间隔件材料填充所述第一侧向凹陷包括:

用所述栅极间隔件材料覆盖所述衬底;以及

使用所述伪栅极作为掩模以各向异性蚀刻所述栅极间隔件材料,使得所述栅极间隔件材料的相反侧壁表面与所述伪栅极的所述相反边缘对准。

8.根据权利要求6所述的方法,其中所述各向同性蚀刻包括蚀刻到等于所述栅极间隔件的期望厚度的侧向深度。

9.根据权利要求8所述的方法,其中所述侧向深度限定所述栅极结构的所述金属栅极区的临界尺寸。

10.根据权利要求6所述的方法,其中所述形成栅极结构包括使用所述伪栅极作为掩模以各向异性蚀刻所述层状鳍片结构,使得所述沟道部和所述牺牲部的相反侧壁表面与所述伪栅极的所述相反边缘对准。

11.根据权利要求10所述的方法,其中所述形成栅极结构还包括:

将第二侧向凹陷各向同性蚀刻到所述牺牲部的所述相反侧壁表面的每个中;以及

用栅极间隔件材料填充所述第二侧向凹陷。

12.根据权利要求11所述的方法,其中所述将第二侧向凹陷各向同性蚀刻到所述牺牲部的所述相反侧壁表面的每个中包括蚀刻到不大于所述栅极间隔件的期望厚度的侧向深度。

13.根据权利要求11所述的方法,其中所述用栅极间隔件材料填充所述第二侧向凹陷包括:

用所述栅极间隔件材料覆盖所述衬底;以及

使用所述伪栅极作为掩模以各向异性蚀刻所述栅极间隔件材料,使得所述栅极间隔件材料的相反侧壁表面与所述伪栅极的所述相反边缘对准。

14.根据权利要求12所述的方法,其中所述栅极间隔件的期望厚度为30埃至100埃。

15.根据权利要求12所述的方法,还包括:

去除所述伪栅极;

形成与所述栅极间隔件相邻的源极-漏极区;

释放所述牺牲部的剩余部分;以及

在所述金属栅极区中形成多层栅极结构。

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