[发明专利]一种半导体器件及其制造方法

说明书

本申请实施例提供了一种半导体器件及其制造方法，提供衬底，衬底表面绝缘，在衬底上可以形成碳基膜层及其上的栅介质层，碳基膜层的两端为源漏区，中部为栅极区，在栅介质层上的栅极区形成栅结构层以及栅结构层侧壁的侧墙，去除源漏区的栅介质层。碳基膜层可以作为沟道层，具有较高的电子迁移率，且其厚度不受摩尔定律的限制，因此可以在较小的尺寸的条件下实现较高的器件性能。

技术领域

本申请涉及半导体器件及其制造领域，特别涉及一种半导体器件及其制造方法。

背景技术

随着半导体制造工艺技术的更新迭代，半导体器件的尺寸不断缩小，集成度不断提高，然而，随着工艺节点的微缩，工艺节点会达到一个极限点，其尺寸无法继续缩小，性能的提升越来越困难。如何获取小尺寸高性能的器件，是本领域面临的一项重要问题。

场效应晶体管是现代电子技术的基石，为计算机、通信、自动化和医疗等带来了革命性的变化，并孕育了今天数字化的生活。如今硅晶体管已经沿着摩尔定律的曲线发展了几十年，由于硅元素本身物理特性的限制，以硅材料制作的计算机芯片的体积将不可能再缩小，这势必会影响芯片的集成度，进而阻碍电脑运行速度的提高。因此，目前面临的最紧迫的问题是如何制作更小的晶体管器件，并解决器件尺寸微小化过程中所遇到的一些不利的级效应，如短沟道效应和小尺寸效应。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的在于提供一种半导体器件及其制造方法，能够在较小的器件尺寸的前提下实现较高的性能。

为实现上述目的，本申请有如下技术方案：

本申请实施例提供了一种半导体器件的制造方法，包括：

提供衬底，所述衬底表面绝缘；

在所述衬底上形成碳基膜层及其上的栅介质层；所述碳基膜层的两端为源漏区，中部为栅极区；

在所述栅介质层上的栅极区形成栅结构层以及所述栅结构层侧壁的侧墙；

去除所述源漏区的栅介质层。

可选的，所述碳基膜层为碳纳米管或石墨烯。

可选的，所述栅结构层上形成有保护层，所述去除所述源漏区的栅介质层的方式为湿法刻蚀方法。

可选的，所述栅介质层为氧化钇，所述湿法刻蚀方法中利用盐酸溶液。

可选的，所述栅结构层为栅极层，所述方法还包括：

形成位于源漏区的接触层以及覆盖所述接触层和所述栅极区的介质层；

形成贯穿所述介质层至所述接触层的源极接触塞和漏极接触塞，以及贯穿所述介质层至所述栅极层的栅极接触塞。

可选的，所述形成位于源漏区的接触层以及覆盖所述接触层和所述栅极区的介质材料，包括：

沉积接触材料，以覆盖所述源漏区和所述栅极区的表面；

沉积介质材料，以覆盖所述接触材料；

对所述介质材料进行平坦化，以暴露所述栅极层上方的接触材料；

去除所述栅极层上方的接触材料以及所述侧墙表面的接触材料，形成所述侧墙和所述介质材料之间的空气间隙；

沉积介质材料，以覆盖所述栅极层以及封闭所述空气间隙。

可选的，所述栅结构层为假栅层，所述方法还包括：

形成覆盖所述源漏区的介质层；

将所述假栅层替换为栅极层。

可选的，所述形成覆盖所述源漏区的介质层包括：

沉积接触材料，以覆盖所述源漏区和所述栅极区的表面；