[发明专利]半导体装置

说明书

本公开实施例提供一种半导体装置，半导体装置包括第一半导体带，自基板凸起；第二半导体带，自基板凸起；隔离材料，围绕第一半导体带与第二半导体带；纳米片结构，位于第一半导体带上，其中纳米片结构与第一半导体带隔有含栅极材料的第一栅极结构，其中第一栅极结构部分地围绕纳米片结构；以及第一半导体通道区与第二半导体通道区，位于第二半导体带上，其中第一半导体通道区与第二半导体通道区隔有含栅极材料的第二栅极结构，其中第二栅极结构延伸于第二半导体带的上表面上。

技术领域

本发明实施例涉及半导体装置，尤其涉及全绕式栅极场效晶体管形成于第一区中，鳍状场效晶体管形成于第二区中，且鳍状场效晶体管各自包含两个通道区(双通道区)的半导体装置。

背景技术

半导体装置用于多种电子应用，比如个人电脑、手机、数字相机、与其他电子设备。半导体装置的制作方法一般为依序沉积绝缘或介电层、导电层、与半导体层的材料于半导体基板上，并采用光刻与蚀刻技术图案化多种材料层，以形成电路构件与单元于半导体基板上。

半导体产业持续缩小最小结构尺寸，以持续改善多种电子构件(如晶体管、二极管、电阻、电容器或类似物)的集成密度，以让更多构件整合至给定面积中。然而随着最小结构尺寸缩小，将产生需解决的额外问题。

发明内容

本公开实施例的目的在于提供一种半导体装置，以解决上述至少一个问题。

在一实施例中，半导体装置包括：多个半导体带，自基板凸起，其中半导体带包括多个第一半导体带于基板的第一区中，以及多个第二半导体带于基板的第二区中；多个纳米结构，位于第一区的第一半导体带上并对准第一半导体带；多个第一源极/漏极区位于纳米结构的两端；第一栅极结构，部分地围绕纳米结构；多个双通道区，位于第二区的第二半导体带上，其中双通道区的每一个包括第一通道区对准第二半导体带的一个的第一侧，以及第二通道区对准第二半导体的一个的第二侧，其中第一通道区与第二通道区分开；多个第二源极/漏极区，位于双通道区的两端；以及第二栅极结构，位于双通道区上，其中第二栅极结构分开双通道区的每一第一通道区与对应的第二通道区。

在一实施例中，半导体装置包括第一半导体带，自基板凸起；第二半导体带，自基板凸起；隔离材料，围绕第一半导体带与第二半导体带；纳米片结构，位于第一半导体带上，其中纳米片结构与第一半导体带隔有含栅极材料的第一栅极结构，其中第一栅极结构部分地围绕纳米片结构；以及第一半导体通道区与第二半导体通道区，位于第二半导体带上，其中第一半导体通道区与第二半导体通道区隔有含栅极材料的第二栅极结构，其中第二栅极结构延伸于第二半导体带的上表面上。

在一实施例中，半导体装置的形成方法，包括形成外延结构于半导体基板上，其中外延结构包括交错的硅层与硅锗层；使外延结构的一部分凹陷以形成沟槽；将硅锗填入沟槽；图案化沟槽中的硅锗以形成芯；外延成长硅于芯的侧壁上以形成通道区；移除芯；以及形成栅极结构于通道区上，且栅极结构延伸于通道区之间。

本发明的有益效果在于，本发明实施例公开的工艺可形成纳米结构的场效晶体管与鳍状场效晶体管于相同基板上。如此一来，此处所述的工艺可形成混合通道的场效晶体管装置。采用硅锗形成芯，可外延成长每一鳍状场效晶体管所用的两个通道区。在此方式中，鳍状场效晶体管装置可具有两倍的通道区，并增加鳍状场效晶体管的电流容量。此外，采用硅锗可改善工艺一致性，并在形成时减少缺陷的机率。

附图说明

图1-图4、图5A及图5B、图6A及图6B、图7A及图7B、图8A至图8G、图9A至图9G、图10A及图10B、图11A至图11G、图12A至图12G、图13A至图13G为一些实施例中，含有全绕式栅极场效晶体管装置与双通道鳍状场效晶体管的混合通道装置的形成方法的中间阶段的剖视图。

图14A至图14E为一些实施例中，混合通道装置中的全绕式栅极场效晶体管装置的形成方法的中间阶段的剖视图。