[发明专利]纳米片场效应晶体管器件及其形成方法

说明书

本公开涉及纳米片场效应晶体管器件及其形成方法。一种形成半导体器件的方法包括：在纳米结构之上形成虚设栅极结构，其中，纳米结构在突出高于衬底的鳍上方，其中，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；在纳米结构中在虚设栅极结构的相对侧上形成开口，这些开口暴露第一半导体材料的端部和第二半导体材料的端部；使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第一侧壁凹部；去除多层间隔件膜的至少一个子层，以形成第二侧壁凹部；以及在去除至少一个子层之后，在开口中形成源极/漏极区域，其中，源极/漏极区域密封第二侧壁凹部以形成密封的气隙。

技术领域

本公开总体涉及纳米片场效应晶体管器件及其形成方法。

背景技术

半导体器件被用于各种电子应用，例如，个人计算机、蜂窝电话、数码相机和其他电子设备。半导体器件通常通过以下方式来制造：在半导体衬底之上顺序沉积材料的绝缘或电介质层、导电层和半导体层，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和元件。

半导体工业通过不断减小最小特征尺寸来持续改进各种电子组件(例如，晶体管、二极管、电阻器、电容器等)的集成密度，这允许更多组件集成到给定区域中。然而，随着最小特征尺寸的减小，出现了应该解决的其他问题。

发明内容

根据本公开的一个实施例，提供了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。

根据本公开的另一实施例，提供了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。

根据本公开的又一实施例，提供了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。

附图说明

在结合附图阅读时，可以从下面的具体实施方式中最佳地理解本公开的各方面。应当注意，根据行业的标准做法，各种特征不是按比例绘制的。事实上，为了讨论的清楚起见，各种特征的尺寸可能被任意增大或减小了。