[发明专利]垂直型环绕式栅极晶体管的制造方法

说明书

技术领域

本发明实施例是有关于一种垂直型环绕式栅极晶体管的制造方法。

背景技术

半导体工业已发展至纳米技术节点，以追求更高的组件密度、更好的效能以及更低的成本，使得诸如垂直型环绕式栅极晶体管(vertical gate all around transistor，VGAA transistor)等三维结构的发展面临来自制造与设计两方面所带来问题的挑战。在典型的VGAA晶体管中，通过栅极以及栅介电层完整包围半导体纳米线的沟道区域，可以加强在长度方向上的电荷载流子(charge carriers)的控制。由于通过栅极围绕沟道区域，VGAA晶体管可减少短沟道效应(short channel effect)，因此可降低源极/漏极区域对沟道区域的电场的影响。

发明内容

一种垂直型环绕式栅极晶体管的制造方法包括以下步骤。形成从衬底向上延伸的纳米线，其中纳米线包括底部半导体区域、位于底部半导体区域上方的中间半导体区域以及位于中间半导体区域上方的顶部半导体区域。形成围绕纳米线并于纳米线上方延伸的介电层。通过注入工艺，在介电层内部形成化学机械研磨停止层。形成化学机械研磨停止层后，平坦化介电层。

附图说明

根据以下的详细说明并配合所附图式以了解本发明实施例。应注意的是，根据本产业的一般作业，各种特征并未按照比例绘制。事实上，为了清楚说明，可能任意的放大或缩小组件的尺寸。

图1为依据一些本发明实施例的垂直型环绕式栅极(Vertical gate all around，VGAA)晶体管的制造方法的示例性流程图。

图2到图27为依据一些本发明实施例的垂直型环绕式栅极晶体管的制造方法中的各种中间阶段所形成的垂直型环绕式栅极晶体管的剖面示意图。

图28为依据一些本发明实施例的用于硬度计硬度测量的示例性压头。

附图标号说明

100：流程图；

102、104、106、108、110、112、114：步骤；

200：半导体组件；

200A：顶表面；

202：衬底；

204A：N井；

204B：P井；

206A、206B、208A、208B、210A、210B：半导体区域；

211：多层衬底；

212A、212B：纳米线；

214：自对准金属硅化物区域；

216、240、254：介电层；

216A、240A：(未掺杂)区域、(顶)区域；

216B、240B：上部；

218:接触刻蚀停止层；

220、242：化学机械研磨(CMP)停止层；

222、226、230、244、248、252：注入工艺；

224、246：刻蚀停止层；

228、250：刻蚀层；

232A、232B：栅极结购；

234：栅介电层；

236a、236B：功函数金属层；

238：栅极层；

256：开口；

260：源极/漏极接触、接触结构；

262：栅极接触、接触结构；

264：金属间介电层；

266：导电结构；

302、304：组件区域；

H1：高度；

W1：宽度。

具体实施方式

以下揭露内容提供用于实施所提供的标的之不同特征的许多不同实施例或实例。以下所描述的构件及配置的具体实例是为了以简化的方式传达本发明实施例为目的。当然，这些仅仅为实例而非用以限制。举例来说，于以下描述中，在第一特征上方或在第一特征上形成第二特征可包括第二特征与第一特征形成为直接接触的实施例，且亦可包括第二特征与第一特征之间可形成有额外特征使得第二特征与第一特征可不直接接触的实施例。此外，本发明实施例在各种实例中可使用相同的组件符号及/或字母来指代相同或类似的部件。组件符号的重复使用是为了简单及清楚起见，且并不表示所欲讨论的各个实施例及/或配置本身之间的关系。