制造半导体装置的方法制造方法及图纸

本公开提供一种制造半导体装置的方法。制造半导体装置的方法包括在基板上形成第一半导体层，在第一半导体层上形成第二半导体层，以及在第一半导体层和第二半导体层上形成牺牲膜。牺牲膜填充第一半导体层和第二半导体层之间的区域。方法还包括在第一半导体层和第二半导体层之间的牺牲膜中形成间隔并去除牺牲膜。

【技术实现步骤摘要】
制造半导体装置的方法
本专利技术实施例涉及一种半导体装置的制造方法，尤其涉及一种具有多层堆叠的半导体装置的制造方法。
技术介绍
半导体装置被用于各种电子应用中，例如个人电脑、手机、数字相机以及其他电子设备。一般通过在半导体基板上依序沉积绝缘或介电层、导电层以及半导体层材料以制造半导体装置，并使用光刻对各种材料层进行图案化，以在其上形成电路组件及元件。半导体产业通过持续减小最小部件尺寸以持续提高各种电子组件(例如晶体管、二极管、电阻、电容等)的整合密度，其允许将更多组件整合至给定区域中。然而，随着最小部件尺寸的减小，出现了应解决的额外问题。
技术实现思路
本公开实施例的目的在于提供一种制造半导体装置的方法，以解决上述至少一个问题。本公开一些实施例提供一种制造半导体装置的方法，包括：在通道区中形成多层堆叠，多层堆叠包括第一多层以及第二多层的交替层，第一多层包括第一半导体材料，第二多层包括第二半导体材料；从多层堆叠去除第二多层，剩余的第一多层包括第一半导体材料的第一半导体层以及第一半导体材料的第二半导体层；在第一半导体层以及第二半导体层上形成牺牲膜，牺牲膜填充第一半导体层与第二半导体层之间的区域；在第一半导体层与第二半导体层之间的牺牲膜之中形成间隔；去除牺牲膜；以及在通道区上形成栅极堆叠。本公开另一些实施例提供一种制造半导体装置的方法，包括：在基板上的第一区中形成第一多层堆叠，并且在基板上的第二区中形成第二多层堆叠，第一多层堆叠包括第二半导体层的各个层，第二多层堆叠包括第一半导体层的各个层；形成以及去除牺牲膜，其中形成以及去除牺牲膜的步骤包括：在第一多层堆叠以及第二多层堆叠上沉积牺牲膜，其中牺牲膜填充第一多层堆叠的各个第二半导体层之间的第一间隙，并填充第一多层堆叠的各个第二半导体层之间的第二间隙；在第一多层堆叠的各个第二半导体层之间的牺牲膜中形成第一多个间隔，并且在第二多层堆叠的各个第一半导体层之间形成第二多个间隔；在牺牲膜上形成掩模层；图案化以及去除在第一区中的掩模层；去除在第一多层堆叠上的牺牲膜；去除在第二区中的掩模层；以及去除在第二多层堆叠上的牺牲膜；以及在第一多层堆叠以及第二多层堆叠上形成各别的栅极电极。本公开又一些实施例提供一制造半导体装置的方法，包括：在通道区中形成半导体层堆叠；在半导体层堆叠的各个半导体层周围形成栅极电介质；在半导体层堆叠上沉积牺牲层，牺牲层包括Al2O3；在半导体层堆叠的各个半导体层之间的牺牲层中形成空隙；去除牺牲层；以及在栅极电介质周围形成功函数调整层，功函数调整层包括La或TiN，功函数调整层具有牺牲层中残留的Al2O3。附图说明以下将配合所附图示详述本公开的各面向。应注意的是，依据在业界的标准做法，各种特征并未按照比例绘制且仅用以说明例示。事实上，可能任意地放大或缩小单元的尺寸，以清楚地表现出本公开的特征。图1根据一些实施例，示出示例的纳米结构场效晶体管(nano-FET)的三维视图。图2、图3、图4、图5、图6A、图6B、图7A、图7B、图8A、图8B、图9A、图9B、图10A、图10B、图11A、图11B、图11C、图12A、图12B、图12C、图12D、图13A、图13B、图13C、图14A、图14B、图15A、图15B、图16A、图16B、图17A、图17B、图18A、图18B、图19A、图19B、图20A、图20B、图20C、图21A、图21B、图22A、图22B、图23A、图23B、图24A、图24B、图25A、图25B、图26A、图26B、图27A、图27B、图27C、图27D、图28A、图28B、图28C、图29A、图29B、图29C、图30A、图30B以及图30C为根据一些实施例，为纳米结构场效晶体管在制造的中间阶段的截面图。附图标记如下：50:基板51:抗击穿(APT)区域52:第一半导体层(纳米结构)53:分隔符号54:第二半导体层(纳米结构)55:纳米结构64:多层堆叠66:鳍片(纳米结构)68:隔离区(STI区)70:虚设介电层71:虚设栅极电介质72:虚设栅极层74:掩模层76:虚设栅极78:掩模80:间隔物层81:间隔物82:间隔物层83:间隔物86:凹口88:凹口90:内部间隔物92:外延源极/漏极区94:接触蚀刻停止层96:栅极介电层96:层间电介质98:凹口100:栅极介电层102:栅极电极104:栅极掩模106:层间电介质108:凹口110:硅化物区112:接触件200:牺牲膜202:区域204:区域206:区域208:区域300:热处理350:空隙400:吹洗450:孔隙500:光刻胶100A:氧化硅层100B:金属氧化物/硅酸盐层102A:栅极电极层102B:栅极电极层102C:填充材料500A:光刻胶层500B:中间层500C:中间层500D:底层50N:区域50P:区域52A:第一半导体层52B:第一半导体层52C:第一半导体层54A:第二半导体层54B:第二半导体层54C:第二半导体层92A:第一半导体材料层92B:第二半导体材料层92C:第三半导体材料层A-A’:截面B-B’:截面C-C’:截面具体实施方式以下内容提供了许多不同实施例或范例，以实现本公开实施例的不同部件。以下描述组件和配置方式的具体范例，以简化本公开实施例。当然，这些仅仅是范例，而非意图限制本公开实施例。举例而言，在以下描述中提及于第二部件上方或其上形成第一部件，其可以包含第一部件和第二部件以直接接触的方式形成的实施例，并且也可以包含在第一部件和第二部件之间形成额外的部件，使得第一部件和第二部件可以不直接接触的实施例。此外，本公开实施例可在各个范例中重复参考标号及/或字母。此重复是为了简化和清楚的目的，其本身并非用于指定所讨论的各个实施例及/或配置之间的关系。再者，其中可能用到与空间相对用词，例如“在……之下”、“下方”、“较低的”、“上方”、“较高的”等相似用词，是为了便于描述附图中一个(些)部件或特征与另一个(些)部件或特征之间的关系。空间相对用词用以包括使用中或操作中的装置的不同方位，以及附图中所描述的方位。当装置被转向不同方位时(旋转90度或其他方位)，其中所使用的空间相对形容词也将依转向后的方位来解释。例如本公开所讨论的实施例提供间隙填充技术，例如原子层沉积(atomiclayerdeposition,ALD)工艺以形成牺牲膜，牺牲本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制造半导体装置的方法，包括：/n在一通道区中形成一多层堆叠，该多层堆叠包括一第一多层以及一第二多层的交替层，该第一多层包括一第一半导体材料，该第二多层包括一第二半导体材料；/n从该多层堆叠去除该第二多层，剩余的该第一多层包括该第一半导体材料的一第一半导体层以及该第一半导体材料的一第二半导体层；/n在该第一半导体层以及该第二半导体层上形成一牺牲膜，该牺牲膜填充该第一半导体层与该第二半导体层之间的区域；/n在该第一半导体层与该第二半导体层之间的该牺牲膜之中形成一间隔；/n去除该牺牲膜；以及/n在该通道区上形成一栅极堆叠。/n

【技术特征摘要】
20200226 US 62/981,770;20200619 US 16/906,5461.一种制造半导体装置的方法，包括：
在一通道区中形成一多层堆叠，该多层堆叠包括一第一多层以及一第二多层的交替层，该第一多层包括一第一半导体材料，该第二多层包括一第二半导体材料；
从该多层堆叠去除该第二多层，剩余的该第一多层包括该第一半导体材料的一第一半导体层以及该第一半导体材料的一第二半导体层；
在该第一半导体层以及该第二半导体层上形成一牺牲膜，该牺牲膜填充该第一半导体层与该第二半导体层之间的区域；
在该第一半导体层与该第二半导体层之间的该牺牲膜之中形成一间隔；
去除该牺牲膜；以及
在该通道区上形成一栅极堆叠。


2.如权利要求1所述的制造半导体装置的方法，其中形成该间隔的步骤包括通过一热处理形成一空隙。


3.如权利要求2所述的制造半导体装置的方法，其中该热处理在400℃至800℃的温度进行。


4.如权利要求1所述的制造半导体装置的方法，其中形成该间隔的步骤包括通过对该牺牲膜的前驱物进行H2O吹洗而形成多个孔隙。


5.如权利要求1所述的制造半导体装置的方法，其中该牺牲膜包括Al2O3。


6.如权利要求1所述的制造半导体装置的方法，其中该牺牲膜通过在小于约350℃的温度下执行原子层沉积工艺所形成。


7.如权利要求1所述的制造半导体装置的方法，还包括在去除该牺牲膜之后，在该第一半导体层以及该第二半导体层上形成一功函数调整层。

【专利技术属性】
技术研发人员：陈玟儒，柯忠廷，徐志安，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71