[发明专利]形成全环栅场效应晶体管的方法和半导体器件

权利要求书

1.一种形成全环栅场效应晶体管(GAA FET)的方法，所述方法包括：

形成鳍结构，所述鳍结构包括多个堆叠结构，每个堆叠结构包括介电层、位于所述介电层上方的碳纳米管、位于所述碳纳米管上方的支撑层；

在所述鳍结构上方形成牺牲栅极结构；

形成隔离绝缘层；

通过图案化所述隔离绝缘层形成源极/漏极开口；

从所述源极/漏极开口中的所述多个堆叠结构的每个去除所述支撑层；以及

在所述源极/漏极开口中形成源极/漏极接触层，

其中，形成源极/漏极接触件，使得所述源极/漏极接触件仅与所述碳纳米管的部分直接接触，并且所述介电层的部分设置在所述源极/漏极接触件与所述碳纳米管之间。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述介电层的所述部分的内部包括固定正电荷，在所述碳纳米管中感应负电荷。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述介电层由非化学计量的氮化硅制成。

4.根据权利要求1所述的方法，其中：

所述介电层包括与所述碳纳米管接触的第一介电层和形成在所述第一介电层上的第二介电层，并且

在所述介电层的所述部分中，所述第一介电层和所述第二介电层构成界面介电偶极结构，所述界面介电偶极结构在所述碳纳米管中感应负电荷。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述第一介电层由氧化铝制成，并且所述第二介电层由氧化铪制成。

6.根据权利要求1所述的方法，其中：

所述介电层包括与所述碳纳米管接触的第一介电层、设置在所述第一介电层上方的第二介电层和设置在所述第二介电层上方的第三介电层，并且

在所述介电层的所述部分中，所述第一介电层至所述第三介电层构成界面介电偶极结构，所述界面介电偶极结构在所述碳纳米管中感应正电荷。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述第一介电层由氧化铝制成，所述第二介电层由氧化硅制成，并且所述第三介电层由氧化铝制成。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，在横截面中，所述介电层的所述部分覆盖所述碳纳米管的外周的25％至90％。

9.一种形成全环栅场效应晶体管(GAA FET)的方法，所述方法包括：

在衬底上方形成鳍结构，其中，碳纳米管(CNT)嵌入支撑材料中；

在所述鳍结构上方形成牺牲栅极结构；

在所述牺牲栅极结构和所述鳍结构上方形成绝缘层；

去除所述牺牲栅极结构，使得所述鳍结构的部分暴露；

从所述鳍结构的暴露部分去除所述支撑材料，使得所述碳纳米管的沟道区域暴露；

在所述碳纳米管的暴露的沟道区域周围形成栅极结构；

在所述绝缘层中形成源极/漏极开口；

去除所述源极/漏极开口中的所述支撑材料，使得所述碳纳米管的源极/漏极区域暴露；

在所述源极/漏极极开口中的暴露的碳纳米管周围形成介电层；

部分地去除所述介电层，使得所述介电层的部分保留在所述源极/漏极开口中的所述碳纳米管上；以及

在所述源极/漏极开口中形成源极/漏极接触层，

其中，形成源极/漏极接触件，使得所述源极/漏极接触件与所述碳纳米管的部分直接接触，并且所述介电层的剩余部分设置在所述源极/漏极接触件与所述碳纳米管之间。

10.一种具有全环栅场效应晶体管的半导体器件，包括：

碳纳米管(CNT)，设置在衬底上方；

栅极结构，形成在沟道区域中的所述碳纳米管周围；以及

源极/漏极接触件，形成在源极/漏极区域中的所述碳纳米管周围，其中：

所述源极/漏极接触件仅与所述碳纳米管的部分直接接触，并且所述介电层部分地覆盖所述碳纳米管，并且设置在所述源极/漏极接触件与所述碳纳米管之间。