[发明专利]用于纳米线半导体器件的内间隔

说明书

一种在纳米线之间形成内间隔的方法(100)：提供(110)鳍片，所述鳍片包含交替的牺牲材料(4)的层与纳米线材料(3)的层的堆叠；选择性地除去(130)部分牺牲材料(4)，从而形成凹陷(5)；将电介质材料(10)沉积(140)到凹陷(5)中，形成在凹陷(5)中的电介质材料和在凹陷(5)外的多余的电介质材料，其中在各凹陷(5)中的电介质材料中保持缝隙(11)；使用第一蚀刻剂除去(150)多余的电介质材料；使用第二蚀刻剂扩大(160)缝隙(11)，形成间隙(12)，使得余下的电介质材料仍然覆盖牺牲材料并部分覆盖纳米线材料，使得外端可接近；在外端上生长(170)电极材料，使得从相邻外端生长的电极材料合并，从而覆盖间隙(12)。

技术领域

本发明涉及纳米线半导体器件如纳米线FET的领域。本发明更具体涉及在半导体器件中的纳米线之间形成内间隔的方法，以及包含内间隔的纳米线半导体器件。本发明更具体涉及用于栅极全包围器件的内间隔的形成。

发明背景

形成堆叠纳米线是降低半导体器件特征尺寸的重要步骤。

必须解决的一个重要问题是减小由于晶体管栅极和源漏区之间的重叠引起的寄生电容。

为了最大程度地减小寄生电容，形成内部间隔必须是纳米线集成方案中的一个集成部分。

但是，形成内间隔可能是耗费工艺和/或材料的。因此，形成内间隔的方法还有改善的空间。

发明内容

本发明实施方式的一个目的是提供在半导体器件的纳米线之间形成内间隔的良好方法。

上述目的是通过本发明所述的一种方法和器件实现的。

在第一方面，本发明的实施方式涉及在半导体器件的纳米线之间形成内间隔的方法。该方法包括以下步骤：

-提供至少一个鳍片，所述鳍片包含交替的牺牲材料层与纳米线材料层的堆叠，

-选择性地除去纳米线材料之间的部分牺牲材料，从而在纳米线材料层之间形成凹陷，

-将电介质材料沉积到凹陷中，形成在凹陷中的电介质材料和在凹陷外的多余的电介质材料，其中在各凹陷中的电介质材料中保持缝隙，

-使用第一蚀刻剂除去多余的电介质材料，

-然后，使用第二蚀刻剂扩大缝隙，形成间隙，使得余下的电介质材料仍然覆盖牺牲材料并部分覆盖纳米线材料，

-其中，在扩大缝隙后，纳米线材料的外端是可接近的，

-在纳米线材料的外端上生长电极材料，使得从相邻外端生长的电极材料合并，从而覆盖间隙，其中内间隔包含间隙。

在本发明的一些实施方式中，对第二蚀刻剂进行选择，使得该第二蚀刻剂能比第一蚀刻剂更好地穿透到缝隙中。

当电介质材料在凹陷中生长时，从凹陷的两面都生长的电介质材料的表面生长，直到它们彼此触碰，或者直到在电介质材料的表面上它们相互之间的间距小于3nm，或者甚至小于1nm，或者甚至小于0.5nm，或者甚至小于0.1nm。该触碰区域或间距减小的区域称为缝隙。在本发明的一些实施方式中，在保形沉积以及非保形沉积的情况中，都形成该缝隙。在保形沉积的情况中，朝向彼此生长的表面在整个长度上触碰，但是可仍然被蚀刻剂穿透。在此情况中，能够被蚀刻剂穿透的缝隙称为接缝。

本发明实施方式的一个优点在于形成具有低k值的内间隔。可获得低k值是因为内间隔包含间隙。所述间隙可例如是空气间隙或真空间隙。

本发明实施方式的优点在于，使用第一蚀刻处理除去多余的电介质材料，但是不会扩大缝隙。因此，使用第一蚀刻处理，其在缝隙中的穿透性略差于用于扩大缝隙的第二蚀刻处理。由此带来的优点是在除去多余的电介质材料(除去纳米线材料之间部分牺牲材料后形成的不在凹陷中的电介质材料)时不会除去全部电介质材料。