[发明专利]纳米片场效应晶体管器件及其形成方法

权利要求书

1.一种形成半导体器件的方法，所述方法包括：

在纳米结构之上形成虚设栅极结构，其中，所述纳米结构在突出高于衬底的鳍上方，其中，所述纳米结构包括第一半导体材料和第二半导体材料的交替层；

在所述纳米结构中在所述虚设栅极结构的相对侧上形成开口，所述开口暴露所述第一半导体材料的端部和所述第二半导体材料的端部；

使所述第一半导体材料的暴露的端部凹陷，以形成第一侧壁凹部；

用多层间隔件膜来填充所述第一侧壁凹部；

去除所述多层间隔件膜的至少一个子层，以形成第二侧壁凹部；以及

在去除所述至少一个子层之后，在所述开口中形成源极/漏极区域，其中，所述源极/漏极区域密封所述第二侧壁凹部以形成密封的气隙。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多层间隔件膜包括第一电介质层和第二电介质层，其中，所述第二电介质层和所述第一电介质层包括不同的电介质材料，其中，填充所述第一侧壁凹部包括：

在所述开口中以及在所述第一侧壁凹部中共形地形成所述第一电介质层；以及

在所述开口中在所述第一电介质层之上形成所述第二电介质层，以填充所述第一侧壁凹部。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第一电介质层由SiCN、SiN或SiCON形成，并且所述第二电介质层由SiCON、SiON或SiCO形成。

4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第一电介质层具有第一介电常数，并且所述第二电介质层具有小于所述第一介电常数的第二介电常数。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述第一电介质层具有第一氧原子百分比，并且所述第二电介质层具有高于所述第一氧原子百分比的第二氧原子百分比。

6.根据权利要求2所述的方法，其中，去除所述多层间隔件膜的至少一个子层包括：

执行第一蚀刻工艺，以去除设置在所述第一侧壁凹部外部的所述第一电介质层的第一部分以及所述第二电介质层的第一部分；以及

在执行所述第一蚀刻工艺之后，使用对所述第二电介质层具有选择性的蚀刻剂来执行第二蚀刻工艺，其中，在所述第二蚀刻工艺之后，所述第一电介质层的剩余部分形成内部间隔件。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述第二电介质层对于所述蚀刻剂的第二蚀刻速率是所述第一电介质层对于所述蚀刻剂的第一蚀刻速率的十倍或更多倍。

8.根据权利要求6所述的方法，其中，所述第一蚀刻工艺是第一干法蚀刻工艺，并且所述第二蚀刻工艺是第二干法蚀刻工艺，其中，所述第一干法蚀刻工艺和所述第二干法蚀刻工艺是使用不同的蚀刻气体来执行的。

9.一种形成半导体器件的方法，所述方法包括：

在纳米结构之上形成第一栅极结构，其中，所述纳米结构包括交错的第一半导体材料层和第二半导体材料层，其中，所述纳米结构被设置在鳍之上；

在所述纳米结构中在所述第一栅极结构的相对侧上形成凹部；

去除所述第一半导体材料的由所述凹部暴露的部分，以形成第一侧壁凹部；

用多层间隔件膜来填充所述第一侧壁凹部，其中，所述多层间隔件膜包括由不同的材料形成的第一间隔件层和第二间隔件层；

从所述第一侧壁凹部去除所述第二间隔件层，其中，在去除所述第二间隔件层之后，所述第一间隔件层的位于所述第一侧壁凹部中的部分形成内部间隔件；以及

在所述凹部中形成源极/漏极区域，其中，气隙被所述源极/漏极区域和所述内部间隔件包围。

10.一种形成半导体器件的方法，所述方法包括：

在鳍之上形成纳米结构，所述鳍突出高于衬底，所述纳米结构包括第一半导体材料和第二半导体材料的交替层；

在所述纳米结构之上形成第一栅极结构；

在所述第一栅极结构的相对侧上形成延伸到所述纳米结构中的源极/漏极开口；

使所述第一半导体材料的由所述源极/漏极开口暴露的部分凹陷，以形成第一侧壁凹部；

在所述源极/漏极开口中以及在所述第一侧壁凹部中共形地形成第一间隔件层；

在所述第一间隔件层之上形成第二间隔件层，所述第二间隔件层填充所述第一侧壁凹部；

执行修整工艺，以去除设置在所述第一侧壁凹部外部的所述第一间隔件层的第一部分和所述第二间隔件层的第一部分；

在执行所述修整工艺之后，执行清洁工艺，其中，所述清洁工艺去除设置在所述第一侧壁凹部中的所述第二间隔件层的第二部分，其中，在所述清洁工艺之后，所述第一间隔件层的位于所述第一侧壁凹部中的剩余部分形成内部间隔件；以及

在所述源极/漏极开口中形成源极/漏极区域，其中，所述源极/漏极区域密封所述源极/漏极区域与所述内部间隔件之间的气隙。