[发明专利]半导体装置结构

说明书

本揭示案的实施例提供一种半导体装置结构具有至少一个T形堆叠式纳米片晶体管以增加跨通道区的有效导电面积。在一个实施例中，半导体装置结构包括第一通道层以及第二通道层，其中第一通道层由第一材料形成并具有第一宽度，第二通道层由异于第一材料的第二材料形成并具有小于第一宽度的第二宽度，且第二通道层接触第一通道层。半导体装置结构亦包括栅极介电层，其中栅极介电层保型地设置在第一通道层及第二通道层上。半导体装置结构亦包括栅极电极层，栅极电极层设置在栅极介电层上。

技术领域

本揭示案关于半导体装置结构。

背景技术

半导体集成电路(integrated circuit，IC)行业经历了指数级增长。IC材料及设计的技术进步已产生若干代IC，其中每一代比前一代具有更小而更复杂的电路。在IC演进的过程中，功能密度(即，每一晶圆区域互连的装置的数目)通常增大，而几何尺寸(即，可使用制造制程产生的最小组件(或线))通常缩小。装置尺寸缩小的过程通常通过提高生产效率且降低相关联成本来提供收益。此种尺寸缩小提出了新的挑战。举例而言，为了改良载流子迁移率且驱动装置中的电流，现已提出使用纳米线通道的晶体管。随着装置尺寸缩小，为了增大装置密度而缩小通道宽度，使得纳米线晶体管中的驱动电流亦已达到极限。

因此，IC制程需进行改良。

发明内容

根据本揭示案的一些实施例，一种半导体装置结构包括由第一材料形成的第一通道层，其中第一通道层具有第一宽度。半导体装置结构亦包括由异于第一材料的第二材料形成的第二通道层，其中第二通道层具有小于第一宽度的第二宽度，且第二通道层与第一通道层接触。半导体装置结构亦包括栅极介电层和设置在栅极介电层上的栅极电极层，其中栅极介电层保型地设置在第一通道层及第二通道层上。

附图说明

阅读以下实施方法时搭配附图以清楚理解本揭示案的观点。应注意的是，根据业界的标准做法，各种特征并未按照比例绘制。事实上，为了能清楚地讨论，各种特征的尺寸可能任意地放大或缩小。

图1至图6为根据一些实施例绘示制造半导体装置结构的各个制程阶段的等角示意图；

图7A、图7B及图7C至图14A、图14B、图14C分别为半导体装置结构沿图6的线A-A、线B-B及线C-C的截面侧视图；

图14D绘示图14B中第一半导体层及第二半导体层的局部放大图；

图15A至图15E为半导体装置结构沿图6的线B-B的截面侧视图，绘示了经过移除制程之后的第二半导体层的各种实施例；

图16A至图16F为半导体装置结构沿图6的线B-B的截面侧视图，绘示了经过移除制程之后的第二半导体层的各种实施例；

图16G绘示了图16A中第一半导体层及第二半导体层的局部放大图；

图17A、图17B、图17C至图18A、图18B、图18C分别为制造半导体装置结构的其中一个阶段沿图6的线A-A、线B-B及线C-C的截面侧视图；

图17D绘示了图17B中第一半导体层及第二半导体层的局部放大图；

图19A至图19C为制造半导体装置结构的其中一个阶段沿图6的线B-B的截面侧视图；

图19D绘示了图19A或图19B的第一半导体层及凹入的第二半导体层的局部放大图；

图20A至图20C为制造半导体装置结构的其中一个阶段沿图6的线B-B的截面侧视图；

图20D绘示了图20A或图20B的第一半导体层及凹入的第二半导体层的局部放大图。

【符号说明】

100:半导体装置结构

101:基板