[发明专利]半导体装置及其制造方法

说明书

一种半导体装置及其制造方法，该制造方法包括：对半导体工件施行化学机械研磨制程，半导体工件包括纳米片区域，纳米片区域具有第一类型的半导体材料与第二类型的半导体材料的交替层。上述方法还包括：当第一类型的半导体材料被第二类型的半导体材料覆盖时，停止化学机械研磨制程；将纳米片区域图形化，以形成纳米片堆叠物；形成隔离结构而围绕纳米片堆叠物；从纳米片堆叠物移除第二类型的半导体材料的顶层；将隔离结构凹陷；以及在纳米片堆叠物的上方形成栅极结构。

技术领域

本发明实施例涉及半导体装置及其制造方法，特别是关于场效晶体管的制造方法。

背景技术

半导体集成电路(integrated circuit；IC)产业已历经了指数式的成长。在集成电路的材料与设计的技术进步下，已产出数个世代的集成电路，每个世代均比其前一个世代具有较小且更复杂的电路。在集成电路革命的过程中，通常是随着功能密度(举例而言：每单位芯片面积的互连的装置数量)的增加而缩减几何尺寸(举例而言：使用一制程所能形成的最小构件(或是线))。这样的尺寸缩减的过程通常会通过增加制造效率与降低关联的成本而获得效益。这样的尺寸缩减亦会增加所加工及制造的集成电路结构(例如，三维晶体管)的复杂度，且为了实现这些进步，在集成电路的加工与制造会需要类似的发展。例如，当装置尺寸持续减少时，场效晶体管的装置效能(例如，与各种缺陷相关的装置效能的降低)及制造成本变得有更多挑战。尽管用以对应这样的挑战的方法一般已足够，但其未能在所有方面都完全令人满意。

发明内容

一实施例是关于一种半导体装置的制造方法，其包括：对一半导体工件施行一化学机械研磨(Chemical Mechanical Polishing；CMP)制程，上述半导体工件包括一纳米片(nanosheet)区域，上述纳米片区域具有一第一类型的半导体材料与一第二类型的半导体材料的交替层(alternating layers)。上述方法还包括：当上述第一类型的半导体材料被上述第二类型的半导体材料覆盖时，停止上述化学机械研磨制程；将上述纳米片区域图形化，以形成多个纳米片堆叠物；形成一隔离结构而围绕上述纳米片堆叠物；从上述纳米片堆叠物移除上述第二类型的半导体材料的一顶层；将上述隔离结构凹陷；以及在上述纳米片堆叠物的上方形成一栅极结构。

另一实施例是关于一种半导体装置的制造方法，其包括：提供一半导体工件，其具有一纳米片区域与一鳍式场效晶体管区域，上述纳米片区域包括一第一类型的半导体材料与一第二类型的半导体材料的交替层，上述鳍式场效晶体管区域包括上述第一类型的半导体材料。上述方法还包括：研磨上述工件的一顶表面，而在上述第二类型的半导体材料在上述顶表面时停止研磨；将上述纳米片区域与上述鳍式场效晶体管区域图形化，以形成多个纳米片堆叠物与多个鳍状物结构；在形成一隔离结构围绕上述纳米片堆叠物之后，移除上述第二类型的半导体材料的一顶层；以及在上述纳米片堆叠物的上方与上述鳍状物结构的上方形成一栅极结构。

又另一实施例是关于一种半导体装置，其包括：一第一区域，上述第一区域包括多个纳米片堆叠物，上述纳米片堆叠物各具有多个纳米片与围绕上述纳米片的一栅极结构。上述装置还包括：一第二区域，上述第二区域包括多个鳍状物结构，每个上述鳍状物结构被上述栅极结构围绕；其中上述多个纳米片的顶部纳米片的顶表面偏离于上述鳍状物结构的顶表面。

附图说明

通过以下的详述配合所附图式可更加理解本文公开的内容。要强调的是，根据产业上的标准作业，各个部件(feature)并未按照比例绘制，且仅用于说明目的。事实上，为了能清楚地讨论，可能任意地放大或缩小各个部件的尺寸。

图1A显示根据本文所记载的实施形态的一示例所述的制程，用以达成纳米片装置中更均匀的厚度。

图1B显示根据本文所记载的实施形态的一示例所述的制程，用以达成纳米片装置中更均匀的厚度。

图1C显示根据本文所记载的实施形态的一示例所述的制程，用以达成纳米片装置中更均匀的厚度。