[发明专利]半导体装置

说明书

一种半导体装置，包括具有顶面的基板、沿第一方向纵向延伸的鳍、源极部件和漏极部件、沿垂直于第一方向的第二方向延伸，且介于源极部件和源极部件之间的具有栅极堆叠的栅极结构。直接设置在栅极堆叠上的栅极通孔、电性连接源极部件的源极通孔以及电性连接漏极部件的漏极通孔。鳍包括由栅极堆叠接合的通道层堆叠。源极通孔具有沿第二方向的第一尺寸和沿第一方向的第二尺寸，漏极通孔部件具有沿第二方向的第三尺寸和沿第一方向的第四尺寸。第一尺寸与第二尺寸的比率大于第三尺寸与第四尺寸的比率。

技术领域

本公开实施例涉及半导体装置，尤其涉及多栅极装置。

背景技术

电子工业已经历对更小且更快电子装置的不断增加的需求，前述电子装置同时能支持更大量更复杂和精密的功能。为了满足这些需求，在集成电路(IC)工业中持续趋向低制造成本、高效能及低功率集成电路。迄今，这些目的大部分已通过减小集成电路尺寸(例如，最小集成电路部件尺寸)达成，因而改良生产效率并降低相关成本。然而，这种微缩亦已增加集成电路工艺的复杂性。因此，实现集成电路装置及其性能的持续进步需要在集成电路工艺及技术中的相似进步。

近期，已引入多栅极装置来改良栅极控制。已观察到多栅极装置增加栅极-通道耦合、降低开路电流及/或降低短通道效应(SCE)。一种此类的多栅极装置为纳米片基装置(nano-sheet-based device)，其包括栅极结构，上述栅极结构可以部分或完全地围绕通道层和在相邻通道层之间延伸，以提供对至少两侧的通道层的存取。纳米片基装置能使集成电路技术大幅度微缩，维持栅极控制并减轻短通道效应，同时与传统集成电路制造工艺无缝整合。随着纳米片基装置不断微缩，在降低漏电流的需求与提高布线效率的需求之间取得平衡时出现挑战。这些挑战阻碍了装置性能的整体优化并增加了工艺复杂性。因此，尽管现有的装置和制造这种装置的方法通常足以用于其意欲目的，但在全部方面不完全令人满意。

发明内容

本公开一些实施例提供一半导体装置。半导体装置包括基板，具有顶面；鳍结构，位于基板上，且沿第一方向纵向延伸，鳍结构包括通道层堆叠；源极部件和漏极部件，形成于鳍结构上；栅极结构，位于基板上，且沿垂直于第一方向的第二方向延伸，且介于源极部件和漏极部件之间，栅极结构具有与通道层堆叠接合的栅极堆叠；栅极通孔，直接设置在栅极堆叠上；源极通孔，电性连接源极部件；以及漏极通孔，电性连接漏极部件，其中源极通孔具有沿第二方向的第一尺寸和沿第一方向的第二尺寸，漏极通孔具有沿第二方向的第三尺寸和沿第一方向的第四尺寸，以及其中第一尺寸对第二尺寸的比率大于第三尺寸对第四尺寸的比率。

本公开另一些实施例提供一种半导体装置。半导体装置包括基板；栅极结构，位于基板上且沿栅极方向延伸，栅极结构具有栅极堆叠和位于栅极堆叠两侧的多个栅极间隔件；源极部件和漏极部件，位于栅极结构的相对侧上；一组半导体层，位于源极部件和漏极部件之间，并与栅极结构接合；源极通孔，电性连接源极部件；栅极通孔，形成于栅极堆叠上并直接接触栅极堆叠，其中栅极通孔和栅极结构之间的界面与些栅极间隔件隔开，以及其中源极通孔在与第一金属线的界面处具有第一表面积，漏极通孔在与第二金属线的界面处具有第二表面积，栅极通孔在与第三金属线的界面处具有第三表面区，第一表面积大于第二表面积，并且第二表面积大于第三表面积。

本公开又一些实施例提供一种半导体装置的制造方法。半导体装置的制造方法包括接收半导体工件，半导体工件包括通道层堆叠；源极部件和漏极部件，位于通道层堆叠的相对侧上；栅极结构，介于源极部件和漏极部件之间，栅极结构包括栅极堆叠和位于栅极堆叠相对侧的多个栅极间隔件，栅极堆叠与通道层堆叠接合。半导体装置的制造方法还包括在源极部件上形成源极接触，且在漏极部件上形成漏极接触；在源极接触上形成源极通孔，且在漏极接触上形成漏极通孔；以及在栅极结构上形成栅极通孔，其中形成栅极通孔包括于栅极堆叠的顶面上并与栅极堆叠的顶面相交形成栅极通孔的每个侧壁。

附图说明