[发明专利]半导体器件

说明书

根据本公开的一种半导体器件包含基板以及晶体管，基板包含多个原子阶，原子阶沿着第一方向传递，而晶体管设置于基板之上。晶体管包含通道构件及栅极结构，通道构件沿着第二方向延伸，第二方向垂直于第一方向，而栅极结构环绕通道构件。

技术领域

本公开实施例涉及一种半导体器件，且特别涉及一种晶体管的通道构件沿着垂直于基板的原子阶传递方向的方向延伸的半导体器件。

背景技术

半导体集成电路(IC)产业经历了快速的成长。在IC发展的过程中，功能密度(即，每个晶片区域的内连接器件的数量)已普遍增加，而几何尺寸(即，可以使用制造程序产生的最小部件(或线))已经减小。这种缩小的工艺通常通过提高生产效率和降低相关成本来提供效益。然而，这种缩小还伴随着结合这些IC的器件的设计和制造中所增加的复杂性，并且为了实现这些进步，器件制造需要类似的发展。

施行多栅极器件，例如全绕式栅极(gate-all-around,GAA)晶体管或鳍式场效应晶体管(Fin-like field effect transistor,FinFET)，以满足现今对于高性能和高密度IC器件的要求。以GAA晶体管为例，它包含完全环绕于通道构件的栅极结构，以提供改进的通道控制并抵抗短通道效应(short channel effect,SCE)。GAA晶体管的通道构件由在基板上外延生长的半导体材料的交替层的堆叠所形成。通常由硅所形成的基板包含其制造过程产生的原子阶(atomic step)。由于通道构件的尺寸缩小，这种原子阶可能导致电荷载子散射并降低通道构件中载子迁移率(carrier mobility)。降低的载子迁移率可能导致形成于其上的GAA晶体管的通道构件的性能降低。因此，尽管传统的多栅极结构通常对于它们预期的目的是足够的，但是它们并非在所有方面皆令人满意。

发明内容

本公开实施例包含一种半导体器件。半导体器件包含一基板以及一晶体管。基板包含多个原子阶，原子阶沿着一第一方向传递，而晶体管设置于基板之上。晶体管包含一通道构件及一栅极结构，通道构件沿着一第二方向延伸，第二方向垂直于第一方向，而栅极结构环绕通道构件。

本公开实施例包含一种方法。此方法包含接收包含多个原子阶的晶片；确定原子阶的一原子阶传递方向；接收包含多个晶体管的一布线，每个晶体管包含沿着一特征方向延伸的一通道构件；以及基于布线在晶片上制造多个晶体管，使得特征方向垂直于原子阶传递方向。

本公开实施例包含一种方法。此方法包含接收包含多个原子阶的晶片；接收包含多个晶体管的一布线，每个晶体管包含沿着一特征方向延伸的一通道构件；确定原子阶的存在是否为影响通道构件中的载子迁移率的主要因素；当原子阶的存在为影响通道构件中的载子迁移率的主要因素时，确定原子阶的一原子阶传递方向；以及基于布线在晶片上制造多个晶体管，使得特征方向垂直于原子阶传递方向。

附图说明

以下将配合说明书附图详述本公开实施例。应注意的是，各种特征部件并未按照比例绘制且仅用以说明例示。事实上，元件的尺寸可能经放大或缩小，以清楚地表现出本公开实施例的技术特征。

图1示出根据本公开的一些方面的单晶锭和相对于单晶锭的切片方向。

图2示出根据本公开的一些方面从单晶锭切成的芯片。

图3示出根据本公开的一些方面在晶片的顶表面上的多个原子阶的放大剖面图。

图4示出根据本公开的一些方面在晶片的顶表面上的多个原子阶的透视图。

图5示出根据本公开的一些方面在晶片的顶表面上的多个原子阶上的外延层沿第一方向所切的剖面图。

图6示出根据本公开的一些方面在晶片的顶表面上的多个原子阶上的外延层沿第二方向所切的剖面图。

图7示出根据本公开的一些方面用于制造半导体器件的方法的流程图。