制造納米線器件的內(nèi)部間隔體的集成方法
【專利摘要】公開了具有多個(gè)內(nèi)部間隔體的納米線器件和用于形成所述內(nèi)部間隔體的方法。在實(shí)施例中，半導(dǎo)體器件包括：設(shè)置在襯底上方的納米線疊置體，納米線疊置體具有多個(gè)垂直疊置的納米線；柵極結(jié)構(gòu)，其環(huán)繞多個(gè)納米線中的每個(gè)納米線，限定了器件的溝道區(qū)，柵極結(jié)構(gòu)具有柵極側(cè)壁；在溝道區(qū)的相對(duì)側(cè)上的源極/漏極區(qū)對(duì)；以及內(nèi)部間隔體，其在柵極側(cè)壁的位于兩個(gè)相鄰的納米線之間的部分上，位于納米線疊置體內(nèi)部。在實(shí)施例中，通過將光可限定間隔體材料沉積在相鄰于溝道區(qū)蝕刻的凹坑中來形成內(nèi)部間隔體。光可限定材料通過更改凹坑外部的材料的蝕刻特性并選擇性地去除凹坑外部的更改的光可限定材料來保留在凹坑中。
【專利說明】制造納米線器件的內(nèi)部間隔體的集成方法
【背景技術(shù)】
[0001] 因?yàn)榧稍O(shè)備制造商繼續(xù)縮小晶體管器件的特征尺寸以實(shí)現(xiàn)更大的電路密度和 更高的性能，存在對(duì)管理晶體管驅(qū)動(dòng)電流同時(shí)減小下一代器件中的短溝道效應(yīng)、寄生電容 和關(guān)斷狀態(tài)泄漏的需要。諸如基于鰭狀物和納米線的器件等非平面晶體管實(shí)現(xiàn)對(duì)短溝道效 應(yīng)的改進(jìn)的控制。例如，在基于納米線的晶體管中，柵極疊置體環(huán)繞納米線的整個(gè)周界，實(shí) 現(xiàn)了在溝道區(qū)中的較完全的耗盡，并減小了由于較陡的亞閾值電流擺幅(SS)和較小的漏極 引發(fā)勢(shì)皇降低(DIBL)而引起的短溝道效應(yīng)。在納米線器件中使用的環(huán)繞型柵極結(jié)構(gòu)和源 極/漏極接觸部還實(shí)現(xiàn)了對(duì)有源區(qū)中的泄漏和電容的更大的管理，即使在驅(qū)動(dòng)電流增大時(shí)。
【附圖說明】
[0002] 圖1A示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的具有多個(gè)內(nèi)部間隔體的納米線器件的等距視圖。
[0003] 圖1B示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的具有多個(gè)內(nèi)部間隔體的納米線器件的二維橫截 面視圖。
[0004] 圖1C示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的具有多個(gè)內(nèi)部間隔體的納米線器件的二維橫截 面視圖。
[0005] 圖1D示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的具有多個(gè)內(nèi)部間隔體和同質(zhì)源極和漏極部分的 納米線器件的二維橫截面視圖。
[0006] 圖2A-2H示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于形成具有內(nèi)部間隔體的納米線器件的方 法的二維橫截面視圖。
[0007] 圖3A-3G示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于形成納米線器件內(nèi)部間隔體的方法的二 維橫截面視圖。
[0008] 圖4示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的計(jì)算設(shè)備。
【具體實(shí)施方式】
[0009] 描述了制造納米線晶體管的內(nèi)部間隔體的方法。關(guān)于具體細(xì)節(jié)描述了本發(fā)明的實(shí) 施例，以便提供對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例的徹底理解。本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，可以在 沒有這些具體細(xì)節(jié)的情況下實(shí)踐本發(fā)明的實(shí)施例。在其它實(shí)例中，沒有具體描述公知的半 導(dǎo)體工藝和設(shè)備，以免不必要地使本發(fā)明的實(shí)施例難以理解。此外，在附圖中所示的各種實(shí) 施例是例證性表示且不一定按比例繪制。
[0010] 本發(fā)明的實(shí)施例描述用于通過將間隔體材料沉積在相鄰于溝道區(qū)形成的凹坑中 來形成納米線晶體管的內(nèi)部間隔體的方法，其中通過從源極/漏極區(qū)蝕刻來形成凹坑。在實(shí) 施例中，預(yù)備結(jié)構(gòu)最初設(shè)置在襯底上。預(yù)備結(jié)構(gòu)包括納米線疊置體、限定納米線疊置體內(nèi)的 溝道區(qū)的柵極結(jié)構(gòu)、布置在溝道區(qū)的相對(duì)側(cè)上的一對(duì)源極/漏極區(qū)、和在柵極結(jié)構(gòu)的相對(duì)側(cè) 上的一對(duì)外部柵極側(cè)壁間隔體。在源極/漏極區(qū)內(nèi)，納米線疊置體包括納米線材料和犧牲材 料的交替層。然后從源極/漏極區(qū)去除納米線之間的犧牲材料，產(chǎn)生暴露溝道區(qū)的側(cè)表面的 凹坑。接著，光可限定間隔體材料旋涂在暴露的表面之上以填充凹坑以及納米線之間的空 間。在下文中，凹坑之外的光可限定間隔體材料然后可以被轉(zhuǎn)換以通過暴露于電磁輻射或 粒子束來改變它的可溶性。然后可以選擇性地去除所轉(zhuǎn)換的間隔體材料，使得未轉(zhuǎn)換的間 隔體材料保留在凹坑內(nèi)。最后，位于凹坑區(qū)內(nèi)的間隔體材料被固化以作為內(nèi)部間隔體結(jié)構(gòu) 而保留。
[0011] 此外，本發(fā)明的實(shí)施例描述用于通過將間隔體材料沉積在相鄰于溝道區(qū)形成的凹 坑中來形成內(nèi)部間隔體的方法，其中通過從溝道區(qū)蝕刻來形成凹坑。在實(shí)施例中，預(yù)備結(jié)構(gòu) 最初設(shè)置在襯底上。預(yù)備結(jié)構(gòu)包括交替的納米線和犧牲材料層的納米線疊置體、在納米線 疊置體內(nèi)限定溝道區(qū)的犧牲柵極結(jié)構(gòu)、位于犧牲柵極結(jié)構(gòu)的相對(duì)側(cè)上的一對(duì)外部柵極側(cè)壁 間隔體、和位于溝道區(qū)的相對(duì)側(cè)上的一對(duì)源極/漏極區(qū)。然后去除犧牲材料以暴露溝道區(qū)中 的納米線疊置體。接著，從相鄰的納米線之間去除犧牲材料，以暴露在溝道區(qū)內(nèi)的每個(gè)納米 線的整個(gè)周界。從溝道區(qū)和源極/漏極區(qū)的一部分蝕刻掉犧牲材料，使得凹坑被創(chuàng)建在源 極/漏極區(qū)的一部分中。在下文中，光可限定間隔體材料被旋涂在由打開的溝道區(qū)所暴露的 表面上，使得它填充溝道區(qū)和在源極/漏極區(qū)的一部分中形成的凹坑。在溝道區(qū)內(nèi)和凹坑之 外的光可限定間隔體材料然后可以被轉(zhuǎn)換以通過暴露于電磁輻射或粒子束來改變它的可 溶性。接著，所轉(zhuǎn)換的間隔體材料被選擇性地去除，使得未轉(zhuǎn)換的間隔體材料保留在凹坑 內(nèi)。最后，位于凹坑區(qū)內(nèi)的間隔體材料被固化以作為內(nèi)部間隔體結(jié)構(gòu)而保留。
[0012] 功能柵極結(jié)構(gòu)可以形成在溝道區(qū)內(nèi)，環(huán)繞溝道區(qū)內(nèi)的每個(gè)納米線的部分并接觸內(nèi) 部間隔體。此外，源極/漏極接觸部可以形成在源極/漏極區(qū)中。內(nèi)部間隔體提高柵極結(jié)構(gòu)與 源極/漏極區(qū)的隔離，減小了重疊電容。
[0013] 圖1A-1C示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的被配置有內(nèi)部柵極側(cè)壁間隔體的納米線晶體 管。在圖1B和1C中示出的納米線晶體管100的部件被省略或由圖1A中的虛線表示，以便清楚 地示出內(nèi)部間隔體102的放置?，F(xiàn)在參考圖1A，示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的具有內(nèi)部柵極 側(cè)壁間隔體102的納米線晶體管100的一部分的等距視圖。內(nèi)部間隔體102設(shè)置在器件100的 源極/漏極區(qū)112內(nèi)，與溝道區(qū)108相鄰，在相鄰的納米線106之間，并進(jìn)一步由外部側(cè)壁間隔 體110限定。在實(shí)施例中，另一對(duì)內(nèi)部間隔體102設(shè)置在器件100的源極/漏極區(qū)112內(nèi)，與溝 道區(qū)108相鄰，在最下面的納米線106與襯底104之間，并進(jìn)一步由外部側(cè)壁間隔體110限定。
[0014] 在由圖1B中的實(shí)施例所示的橫截面視圖中示出，納米線晶體管100以設(shè)置在垂直 納米線疊置體101中的襯底104上方的多個(gè)納米線106為特征。沿著圖1A中的納米線器件100 的線A-A'截取圖1B的橫截面。納米線疊置體101具有內(nèi)部區(qū)和外部區(qū)。在實(shí)施例中，內(nèi)部區(qū) 包含納米線106和在納米線106之間的材料和/或體積。在實(shí)施例中，內(nèi)部區(qū)還包含在最下面 的納米線與襯底104之間的材料和/或體積。在實(shí)施例中，外部區(qū)包含未被包含在內(nèi)部區(qū)內(nèi) 的所有材料和/或體積。
[0015] 襯底104可以由適合于半導(dǎo)體器件制造的材料組成。在一個(gè)實(shí)施例中，使用體半導(dǎo) 體襯底形成結(jié)構(gòu)。襯底104可以包括但不限于硅、鍺、硅-鍺或III-V化合物半導(dǎo)體材料。在另 一實(shí)施例中，襯底104是絕緣體上硅(SOI)襯底。SOI襯底包括下部體襯底、設(shè)置在下部體襯 底上的中間絕緣體層、和頂部單晶層。中間絕緣體層可以包括二氧化硅、氮化硅或氮氧化 硅。頂部單晶層可以是任何適當(dāng)?shù)陌雽?dǎo)體材料，例如上面為體襯底所列出的那些。
[0016] 在實(shí)施例中，納米線106由半導(dǎo)體材料形成。在一個(gè)這樣的實(shí)施例中，納米線106是 單晶的并具有晶格常數(shù)。納米線106可以是諸如但不限于硅、鍺、SiGe、GaAs、InSb、GaP、 GaSb、InAlAs、InGaAs、GaSbP、GaAsSb和InP的材料。在具體實(shí)施例中，納米線106是硅。在另 一具體實(shí)施例中，納米線106是鍺。在實(shí)施例中，納米線106包括受應(yīng)力材料，特別是器件100 的溝道區(qū)108內(nèi)的納米線106的溝道部分。在實(shí)施例中，納米線106具有在器件100的源極/漏 極區(qū)112中的源極/漏極部分。
[0017] 如圖1C所示，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，器件100的溝道區(qū)108由環(huán)繞每個(gè)納米線106的 周界的柵極結(jié)構(gòu)限定。沿著圖1A中的納米線器件100的線B-B'截取圖1C的橫截面。在圖1C 中，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，柵極結(jié)構(gòu)包括與納米線106的溝道部分的整個(gè)周界接觸的柵極電 介質(zhì)層114、以及環(huán)繞柵極電介質(zhì)層114的柵極電極116。在實(shí)施例中，柵極電介質(zhì)層114由高 k電介質(zhì)材料組成。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，柵極電介質(zhì)層114由例如但不限于氧化鉿、氮氧 化鉿、娃酸鉿、氧化鑭、氧化錯(cuò)、娃酸錯(cuò)、氧化鉭、鈦酸鋇鎖、鈦酸鋇、鈦酸鎖、氧化紀(jì)、氧化鋁、 氧化鉛鈧鉭、鈮酸鉛鋅或其組合的材料組成。在實(shí)施例中，柵極電介質(zhì)層114是從10到60人 厚。
[0018] 在實(shí)施例中，柵極電極116由諸如但不限于金屬氮化物、金屬碳化物、金屬硅化物、 金屬鋁化物、鉿、鋯、鈦、鉭、鋁、釕、鈀、鈷或鎳等金屬層組成。在具體實(shí)施例中，柵極電極由 在功函數(shù)設(shè)定層上方形成的導(dǎo)電非功函數(shù)設(shè)定填充材料組成。在實(shí)施例中，柵極電極116包 括P型功函數(shù)金屬或金屬化合物。在另一實(shí)施例中，柵極電極116包括η型功函數(shù)金屬或金屬 化合物。
[0019] 根據(jù)實(shí)施例，一對(duì)源極/漏極區(qū)112設(shè)置在溝道區(qū)108的相對(duì)側(cè)上。在實(shí)施例中，一 對(duì)外部柵極側(cè)壁間隔體110形成在納米線疊置體外部的柵極結(jié)構(gòu)側(cè)壁的部分上，在源極/漏 極區(qū)112中的每一個(gè)內(nèi)有一個(gè)外部柵極側(cè)壁間隔體。外部側(cè)壁間隔體110的厚度和材料可以 被選擇成抵消納米線106的源極/漏極部分的摻雜，以使溝道區(qū)108與源極/漏極區(qū)112的在 納米線疊置體外部的部分之間的重疊電容最小化，以減小器件泄漏并減小在柵極電極與源 極/漏極接觸部之間的短路的風(fēng)險(xiǎn)。側(cè)壁間隔體110可以由諸如但不限于二氧化硅、氮氧化 硅或氮化硅等絕緣電介質(zhì)材料組成。外部側(cè)壁間隔體110可以是20到1〇〇人厚。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，內(nèi)部側(cè)壁間隔體102與柵極結(jié)構(gòu)相鄰，位于源極/漏極區(qū)112 內(nèi)并且在相鄰納米線106之間。簡(jiǎn)要參考圖1Β，在實(shí)施例中，內(nèi)部側(cè)壁間隔體102由相鄰納米 線106的兩個(gè)相對(duì)的表面109和外部側(cè)壁間隔體110的兩個(gè)相對(duì)的表面103限定。返回參考圖 1C，根據(jù)實(shí)施例，內(nèi)部側(cè)壁間隔體102進(jìn)一步由溝道區(qū)108限定，如由柵極結(jié)構(gòu)的表面限定。 在實(shí)施例中，內(nèi)部側(cè)壁間隔體102與外部側(cè)壁間隔體110的表面107對(duì)齊。在實(shí)施例中，內(nèi)部 側(cè)壁間隔體102是交聯(lián)光可限定電介質(zhì)材料。此外，內(nèi)部側(cè)壁間隔體可以具有與外部側(cè)壁間 隔體110相同或不同的厚度，例如從20到100Α。
[0021] 在實(shí)施例中，內(nèi)部側(cè)壁間隔體102防止短路和泄漏，并減小在柵極結(jié)構(gòu)與器件100 的源極/漏極區(qū)112內(nèi)的納米線疊置體的內(nèi)部區(qū)中的導(dǎo)電或半導(dǎo)電材料113之間的重疊電 容。例如，在材料113是環(huán)繞納米線106的源極/漏極部分的金屬源極/漏極接觸部的場(chǎng)合，內(nèi) 部間隔體減小了在柵極電極116與金屬源極/漏極接觸部113在納米線疊置體內(nèi)部的部分之 間的電容。材料113與可以是半導(dǎo)體材料。內(nèi)部側(cè)壁間隔體102可以由交聯(lián)光可限定電介質(zhì) 材料形成。
[0022] 在圖1D中描繪的實(shí)施例中，源極/漏極區(qū)112包括同質(zhì)源極和漏極部分115。在具體 實(shí)施例中，同質(zhì)源極/漏極部分115與每個(gè)納米線106的溝道部分電接觸。在實(shí)施例中，同質(zhì) 源極和漏極部分115可以是摻雜或非摻雜半導(dǎo)體材料。在另一具體實(shí)施例中，同質(zhì)源極/漏 極部分115是金屬物質(zhì)。在實(shí)施例中，納米線106的一部分保留在源極/漏極區(qū)112中，例如在 內(nèi)部間隔體102之間，如圖1D所示。在另一實(shí)施例中，納米線106的所有源極/漏極部分被去 除，使得納米線106只在溝道區(qū)108內(nèi)。
[0023]在又一示例性實(shí)施例中，在納米線疊置體中的最下面的納米線106擱置在從襯底 104延伸的半導(dǎo)體鰭狀物的頂表面上，形成了三柵極器件。在這樣的實(shí)施例中，柵極結(jié)構(gòu)不 環(huán)繞最下面的納米線106的整個(gè)周界。在最下面的納米線之下和納米線疊置體內(nèi)部沒有柵 極部分的實(shí)施例中，在最下面的納米線之下不需要內(nèi)部間隔體來隔離柵極疊置體與器件的 源極/漏極區(qū)中的材料。
[0024]圖2A-2H是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于通過打開器件的源極/漏極區(qū)來形成 配置有內(nèi)部間隔體的納米線晶體管的方法的橫截面視圖。每個(gè)圖示出部分形成的納米線晶 體管200的兩個(gè)可選的橫截面視圖：一個(gè)在左邊，是穿過器件的源極/漏極區(qū)所截取的，一個(gè) 在右邊，是平行于納米線206所截取的。在右側(cè)視圖中由點(diǎn)線示出左側(cè)視圖中的源極/漏極 橫截面的位置。
[0025]在圖2A-1中，提供具有設(shè)置在襯底204上的納米線疊置體201和兩個(gè)柵極結(jié)構(gòu)222 的結(jié)構(gòu)，每個(gè)柵極結(jié)構(gòu)限定納米線疊置體201內(nèi)的溝道區(qū)208。器件200的源極/漏極區(qū)212設(shè) 置在每個(gè)溝道區(qū)208的相對(duì)側(cè)上。外部柵極間隔體210直接設(shè)置成與源極/漏極區(qū)212內(nèi)的柵 極結(jié)構(gòu)222相鄰。
[0026] 納米線疊置體201包括納米線206和犧牲材料220。納米線206和犧牲材料220內(nèi)的 體積在納米線疊置體201內(nèi)部，而在納米線206和犧牲材料220之外的體積在納米線疊置體 201外部。在實(shí)施例中，犧牲材料220和納米線206都是單晶半導(dǎo)體材料。犧牲材料220可以是 能夠相對(duì)于納米線206被選擇性蝕刻的任何單晶半導(dǎo)體材料。納米線206和犧牲材料220均 可以是半導(dǎo)體材料，例如但不限于娃、鍺、SiGe、GaAs、InSb、GaP、GaSb、InAlAs、InGaAs、 GaSbP、GaAsSb和InP。在具體實(shí)施例中，納米線206是硅而犧牲材料220是SiGe。在另一具體 實(shí)施例中，納米線206是鍺而犧牲材料220是SiGe。在實(shí)施例中，將犧牲材料220形成到足以 在納米線206中創(chuàng)建期望量的應(yīng)變的厚度。
[0027] 納米線疊置體201可以通過本領(lǐng)域中公知的適當(dāng)?shù)某练e和蝕刻技術(shù)來形成。例如 在實(shí)施例中，在納米線疊置體201內(nèi)的納米線206和犧牲材料220以交替布置的方式一個(gè)外 延沉積在另一個(gè)上。沉積產(chǎn)生了納米線206和犧牲材料220的交替層的垂直疊置體。在下文 中，納米線206和犧牲材料220的交替層可以被蝕刻以用任何適當(dāng)?shù)难谀：偷入x子體蝕刻工 藝形成鰭狀物型結(jié)構(gòu)(納米線疊置體201)。
[0028] 柵極結(jié)構(gòu)222可以是功能的或犧牲的。在圖2A-1中示出的示例性實(shí)施例中，柵極結(jié) 構(gòu)222是犧牲的，環(huán)繞納米線疊置體201。柵極結(jié)構(gòu)222可以是任何適當(dāng)?shù)牟牧?，例如多晶硅?在另一實(shí)施例中，柵極結(jié)構(gòu)是功能的，且每個(gè)柵極結(jié)構(gòu)包括柵極電介質(zhì)層和環(huán)繞納米線206 的溝道部分的柵極電極。上面討論了功能柵極材料。
[0029] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，外部柵極側(cè)壁間隔體210直接形成為與柵極結(jié)構(gòu)222相鄰并 在納米線疊置體201外部?？梢允褂帽绢I(lǐng)域中已知的形成間隔體的常規(guī)方法來形成外部側(cè) 壁間隔體210。外部側(cè)壁間隔體210可以是任何適當(dāng)?shù)碾娊橘|(zhì)材料，例如但不限于氧化硅、氮 化硅、氮氧化硅和其組合。在實(shí)施例中，用可吸收光的不透明電介質(zhì)材料形成外部側(cè)壁間隔 體210以防止光穿過外部側(cè)壁間隔體210。應(yīng)認(rèn)識(shí)到，實(shí)施例不限于吸收僅可見光，而是任何 形式的電磁輻射，例如但不限于紫外光(包括深紫外光(DUV))，或任何形式的粒子束，例如 但不限于離子束和電子束。一些適當(dāng)?shù)牟煌该麟娊橘|(zhì)材料包括氮化物和碳化物，如氮化硅 或碳化硅。在一些實(shí)施例中，外部側(cè)壁間隔體210是從20到丨〇〇人厚。
[0030]在圖2A-2中描繪的替代的實(shí)施例中，反射或不透明掩模213形成在外部間隔體210 和柵極結(jié)構(gòu)222之上以防止光進(jìn)入外部間隔體210。在這種情況下，可以用任何適當(dāng)?shù)碾娊?質(zhì)材料(不透明或透明的，例如二氧化硅)形成外部間隔體210?？梢杂煽晌栈蚍瓷涔獾娜?何適當(dāng)?shù)牟牧闲纬煞瓷浠虿煌该餮谀?13以防止光進(jìn)入外部柵極間隔體210。在實(shí)施例中， 掩模213由氮化鈦形成。在實(shí)施例中，掩模213和外部間隔體210都由不透明材料形成以防止 光穿過外部間隔體210。在實(shí)施例中，掩模213由反射材料形成，而外部間隔體210由不透明 電介質(zhì)材料形成?？梢酝ㄟ^在本領(lǐng)域中公知的任何適當(dāng)?shù)姆椒ㄐ纬裳谀?13。例如，可以通 過任何常規(guī)沉積和蝕刻技術(shù)形成掩模213。在另一示例中，可以通過選擇性生長(zhǎng)技術(shù)形成掩 模213,在該技術(shù)中，相對(duì)于橫向生長(zhǎng)，垂直生長(zhǎng)是優(yōu)選的生長(zhǎng)。
[0031] 在圖2B中，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，從納米線206之間去除器件200的源極/漏極區(qū) 212內(nèi)的犧牲材料220。在實(shí)施例中，犧牲材料220被去除直到溝道區(qū)208的邊緣，創(chuàng)建了多個(gè) 凹坑體積211。在實(shí)施例中，凹坑體積211由兩個(gè)相鄰納米線206的表面、納米線疊置體201的 內(nèi)部和外部區(qū)的界面和溝道區(qū)208的邊緣限定。在實(shí)施例中，外部側(cè)壁間隔體210在納米線 疊置體的內(nèi)部和外部區(qū)的界面處環(huán)繞納米線疊置體201，與凹坑體積211接觸。
[0032]可以使用對(duì)納米線206有選擇性的任何已知的蝕刻劑來去除犧牲材料220。在實(shí)施 例中，通過被定時(shí)以便對(duì)外部側(cè)壁間隔體210進(jìn)行底切的定時(shí)濕法蝕刻工藝來去除犧牲材 料220。在實(shí)施例中，對(duì)于在納米線材料之上的犧牲材料，蝕刻劑的選擇性要求大于50:1。在 實(shí)施例中，選擇性大于100:1。在納米線206是硅而犧牲材料220是硅鍺的實(shí)施例中，使用例 如但不限于含水羧酸/硝酸/HF溶液和含水檸檬酸/硝酸/HF溶液等濕法蝕刻劑來選擇性地 去除犧牲材料220。在納米線206是鍺而犧牲材料220是硅鍺的實(shí)施例中，使用例如但不限于 氫氧化銨(NH40H)、氫氧化四甲銨(TMAH)、乙二胺鄰苯二酚(EDP)或氫氧化鉀(Κ0Η)溶液等濕 法蝕刻劑來選擇性地去除犧牲材料220。在另一實(shí)施例中，通過濕法和干法蝕刻工藝的組合 來去除犧牲材料220。
[0033]此外，在納米線疊置體201中的最下面的納米線206之下的襯底204的材料可以任 選地被去除以暴露最下面的納米線206的整個(gè)周界，在這種情況下凹坑體積201由最下面的 納米線206、溝道區(qū)208的邊緣和襯底204限定?？梢酝ㄟ^相對(duì)于納米線材料對(duì)襯底材料有選 擇性的已知工藝來蝕刻襯底204。
[0034]接著，在圖2C所示的實(shí)施例中，間隔體材料226形成在源極/漏極區(qū)內(nèi)的被暴露表 面之上，使得它填充凹坑體積211和相鄰納米線206之間的空間。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，間隔 體材料226由光可限定電介質(zhì)材料(PDDM)形成。PDDM可以是任何正性抗蝕劑，其在通過暴露 于電磁輻射或粒子束而發(fā)生化學(xué)改性時(shí)轉(zhuǎn)換蝕刻特性。在實(shí)施例中，化學(xué)改性是由于暴露 于電磁輻射或粒子束而引起的TODM材料的離子化。例如，PDDM可以是任何基于S i -0-R的聚 合物(其中R指示(多個(gè))有機(jī)官能團(tuán)）。在實(shí)施例中，光可限定電介質(zhì)材料(PDDM)還包括實(shí)現(xiàn) 光可限定性的添加劑。組合的TODM和添加劑可溶解在澆鑄溶液中。在實(shí)施例中，PDDM是具有 光產(chǎn)酸劑(PAG)添加劑的基于硅倍半氧烷(SSQ)的聚合物，光產(chǎn)酸劑(PAG)添加劑例如但不 限于三苯基硫(TPS)三氟甲磺酸酯、TPS全氟丁磺酸根或任何其它工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)PAG。簡(jiǎn)單的抗蝕 劑淬滅劑(例如叔胺，如四乙胺)也可以連同PAG-起用于優(yōu)化曝光寬容度和化學(xué)對(duì)比度。替 代地，在實(shí)施例中，PDDM是具有光破壞性堿添加劑的基于SSQ的聚合物。光破壞性堿可以包 括有機(jī)酸的共輒堿，作為與光活性陽離子耦合的陰離子。TPS可以連同起有機(jī)堿的作用的陰 離子一起用作光活性陽離子。示例性陰離子可以包括具有脫蛋白質(zhì)的羧酸或磺酸官能團(tuán)的 化合物。此外，這些陰離子可以包含胺類或醇官能團(tuán)以增加堿度。PDDM聚合物加上鑄態(tài)添加 劑的混合物具有基線極性，其在通過光子或離子束曝光被化學(xué)改性時(shí)可以被改變。這個(gè)極 性改性可以影響在PDDM顯影劑液體中的溶解速率。在實(shí)施例中，間隔體材料226是低k電介 質(zhì)材料，即具有小于3.6的介電常數(shù)。此外，在實(shí)施例中，間隔體材料226具有低分子量，例如 小于7kD的分子量，以允許在凹坑211內(nèi)的足夠的間隙填充。在特定的實(shí)施例中，間隔體材料 226具有小于5kD的分子量。在形成間隔體材料226之前，可以執(zhí)行任選的濕法工藝以具有間 隔體材料226的更好的一致性。接著可以用諸如旋涂沉積工藝等濕法沉積工藝來形成間隔 體材料226。在下文中，可以在范圍為從80到250°C的溫度下執(zhí)行涂敷后烘烤。涂敷后烘烤逐 出澆鑄溶液中的用于PDDM的旋涂沉積工藝的溶劑。在此時(shí)避免大于250 °C的溫度曝光以阻 止間隔體材料226的固化。
[0035]接著，如圖2D所示，沉積在凹坑體積211之外的間隔體材料226可以轉(zhuǎn)換成已轉(zhuǎn)換 的間隔體材料228。在實(shí)施例中，已轉(zhuǎn)換的間隔體材料228具有與間隔體材料226不同的分子 極性。通過改變間隔體材料226的分子極性，轉(zhuǎn)換也改變已轉(zhuǎn)換的間隔體材料228的蝕刻特 性。因此，也更容易控制用于從凹坑211之外去除過多的間隔體材料的顯影工藝?？梢酝ㄟ^ 由于暴露于任何形式的電磁輻射(例如但不限于可見光、UV光(包括DUV光)或任何形式的粒 子束，例如但不限于離子束和電子束)而引起的化學(xué)改性來發(fā)生轉(zhuǎn)換。在實(shí)施例中，化學(xué)改 性是通過暴露于電子輻射或粒子束的間隔體材料226的離子化。在實(shí)施例中，通過整片曝光 于具有172nm、193nm或248nm的波長(zhǎng)的DUV光來執(zhí)行轉(zhuǎn)換。當(dāng)光可限定間隔體材料226暴露于 電磁輻射時(shí)，PDDM間隔體材料226的極性改變以形成更可溶解的結(jié)構(gòu)。在實(shí)施例中，已轉(zhuǎn)換 的間隔體材料228變得可溶解在顯影劑溶液中，而未轉(zhuǎn)換的間隔體材料226保持不可溶解在 顯影劑溶液中。因此，已轉(zhuǎn)換的間隔體材料228的改變的分子極性使它能夠相對(duì)于位于凹坑 體積211內(nèi)的未轉(zhuǎn)換的間隔體材料226被選擇性地去除。
[0036]在實(shí)施例中，圖2A-2的外部柵極側(cè)壁間隔體210或任選的不透明/反射掩模213完 全保護(hù)凹坑體積211內(nèi)的間隔體材料226使其不暴露于電磁輻射或粒子束。在實(shí)施例中，不 足的電磁輻射或粒子束穿過外部柵極側(cè)壁間隔體210或任選的不透明/反射掩模213以轉(zhuǎn)換 PDDM 226。因此，轉(zhuǎn)換被自對(duì)準(zhǔn)以防止凹坑體積211內(nèi)的間隔體材料226被曝光。例如，外部 柵極間隔體210可以由吸收電磁輻射的不透明材料形成。相應(yīng)地，外部柵極間隔體210保護(hù) 間隔體材料226使其不暴露于電磁輻射。替代地，由不透明或反射材料構(gòu)造的光學(xué)掩模213 可以形成在柵極間隔體的頂部上以防止間隔體材料226暴露于電磁輻射和/或粒子束。轉(zhuǎn)換 過程足以改變凹坑體積211之外的間隔體材料228的蝕刻選擇性，但不影響迀移率或使源 極/漏極區(qū)212內(nèi)的納米線206的性能退化。應(yīng)認(rèn)識(shí)到，光子或離子束曝光可以不僅僅在到襯 底204的正入射下出現(xiàn)。照射入射也可以出現(xiàn)在垂直于外部柵極間隔體210的角度下，但以 足以使納米線206之下的區(qū)暴露的高度角出現(xiàn)，以允許在納米線206之下的間隔體材料226 的轉(zhuǎn)換。使用電磁輻射或粒子束來轉(zhuǎn)換間隔體材料226具有比諸如等離子體處理和氧化等 其它方法更好的方向性，允許對(duì)轉(zhuǎn)換區(qū)域的尺寸的更多控制。
[0037] 在下文中，如圖2E所示，從源極/漏極區(qū)212的部分去除凹坑體積之外的已轉(zhuǎn)換的 間隔體材料228;凹坑體積保持未轉(zhuǎn)換的間隔體材料226。在實(shí)施例中，可以通過濕法蝕刻工 藝?yán)脤?duì)未轉(zhuǎn)換的間隔體材料226有選擇性的顯影劑來去除已轉(zhuǎn)換的間隔體材料228。例 如，可以通過極性有機(jī)溶劑或水堿對(duì)未轉(zhuǎn)換的間隔體材料228有選擇性地去除由具有PAG添 加劑的SSQ制成的已轉(zhuǎn)換的間隔體材料228。示例性極性有機(jī)溶劑包括伯醇(例如乙醇、IPA、 丁醇）或仲醇（例如甲基異丁基甲醇或二異戊醚）。示例性水堿溶劑包括氫氧化四甲銨 (TMAH)或在各種濃度下的稀氨。在替代的實(shí)施例中，可以由TMAH或基于HF的顯影劑選擇性 地去除由SSQ和光破壞性堿添加劑制成的已轉(zhuǎn)換的間隔體材料228。在轉(zhuǎn)換之后的間隔體分 子的改變?cè)龃罅似淇扇苄?，使顯影劑能夠選擇性地去除已轉(zhuǎn)換的間隔體材料228,同時(shí)使未 轉(zhuǎn)換的間隔體材料226大體上完整。
[0038] 接著如圖2F所示，剩余的未轉(zhuǎn)換的間隔體材料226可以被固化以形成內(nèi)部間隔體 202。在實(shí)施例中，間隔體材料226的固化與光可限定電介質(zhì)材料交聯(lián)并增加它的分子量。因 此，交聯(lián)的光可限定電介質(zhì)材料可以保持作為內(nèi)部間隔體202。在實(shí)施例中，在高溫下通過 熱處理來執(zhí)行使間隔體材料226固化。例如，間隔體材料226在大于250 °C的溫度下固化。在 特定的實(shí)施例中，固化溫度在350與450°C之間。在實(shí)施例中，在固化過程中（在非正入射角 下）引入了紫外(UV)光或離子束以幫助將光可限定電介質(zhì)材料交聯(lián)。在添加UV光或離子束 的情況下，可以減小固化溫度。
[0039] 接著，在圖2G中，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，開始用于形成功能柵極電極的過程(例如 替換金屬柵極(RMG)過程）。電介質(zhì)材料217均厚沉積在結(jié)構(gòu)之上，填充源極/漏極區(qū)212。電 介質(zhì)材料217可以是任何適當(dāng)?shù)碾娊橘|(zhì)材料，例如二氧化硅、氮氧化硅或氮化硅。然后通過 去除犧牲柵極結(jié)構(gòu)222來打開溝道區(qū)以暴露納米線疊置體的位于溝道區(qū)208內(nèi)的溝道部分。 可以使用諸如等離子體干法蝕刻或濕法蝕刻等常規(guī)蝕刻方法來去除犧牲柵極電極222。在 實(shí)施例中，諸如TMAH溶液等濕法蝕刻劑用于選擇性地去除犧牲柵極。
[0040] 接著，根據(jù)實(shí)施例，從溝道區(qū)208去除犧牲材料220以暴露每個(gè)納米線206的溝道區(qū) 的整個(gè)周界。犧牲材料220的去除留下相鄰納米線206之間的孔隙。在實(shí)施例中，蝕刻犧牲材 料226以暴露內(nèi)部間隔體202的表面。可以通過如上面關(guān)于從源極/漏極區(qū)212蝕刻犧牲材料 220討論的任何適當(dāng)?shù)墓に噥砦g刻犧牲材料220。在實(shí)施例中，襯底204的在最下面的納米線 206下面的部分被去除，以便暴露最下面的納米線206的整個(gè)周界，如上面關(guān)于蝕刻襯底204 以暴露最下面的納米線206的源極/漏極部分的整個(gè)周界所討論的。
[0041] 然后如圖2H所示，功能柵極結(jié)構(gòu)可以形成在溝道區(qū)208內(nèi)，環(huán)繞每個(gè)納米線206的 溝道部分。柵極結(jié)構(gòu)可以包括柵極電介質(zhì)層214和柵極電極216。在實(shí)施例中，柵極電介質(zhì)層 214共形沉積在溝道區(qū)208內(nèi)的所有暴露的表面上，包括內(nèi)部間隔體202的暴露的表面。在實(shí) 施例中，柵極電極216形成在柵極電介質(zhì)層214之上，環(huán)繞溝道區(qū)208內(nèi)的每個(gè)納米線206的 部分?？梢酝ㄟ^任何適當(dāng)?shù)墓残纬练e方法(例如ALD)來形成柵極電介質(zhì)214和柵極電極216。
[0042] 在另一實(shí)施例中，在沉積間隔體材料226之后執(zhí)行RMG過程，如圖2C所示。在替代的 實(shí)施例中，在間隔體材料226的轉(zhuǎn)換之后執(zhí)行RMG過程，如圖2D所示。
[0043] 可以執(zhí)行額外的處理步驟以形成功能器件，例如形成源極/漏極接觸部。可以在電 介質(zhì)217中被蝕刻以暴露納米線206的源極/漏極部分的溝槽中形成源極/漏極接觸部。在實(shí) 施例中，由環(huán)繞納米線206的源極/漏極部分的金屬物質(zhì)形成源極/漏極接觸部。在另一實(shí)施 例中，如上面關(guān)于圖1D所討論的形成同質(zhì)源極/漏極部分。在完成的器件中，內(nèi)部間隔體202 將功能柵極結(jié)構(gòu)與源極/漏極區(qū)隔離。在實(shí)施例中，內(nèi)部間隔體202減小在納米線疊置體內(nèi) 部的柵極電極216的部分與源極/漏極區(qū)212內(nèi)的任何相鄰導(dǎo)電或半導(dǎo)電材料之間的重疊電 容。
[0044]圖3A-3G是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于通過打開器件的溝道區(qū)來形成配置有內(nèi)部 間隔體的納米線晶體管300的方法的橫截面視圖。每個(gè)圖示出了部分形成的納米線晶體管 300的兩個(gè)可選的橫截面視圖：一個(gè)在左邊，是穿過器件的溝道區(qū)所截取的，一個(gè)在右邊，是 平行于納米線所截取的。在右側(cè)平行于納米線的視圖上由點(diǎn)線示出左側(cè)溝道視圖的位置。 [0045]在圖3A-1中，提供具有設(shè)置在襯底304上方的納米線疊置體301、限定溝道區(qū)308的 犧牲柵極結(jié)構(gòu)322、犧牲柵極結(jié)構(gòu)322的側(cè)壁上的外部柵極側(cè)壁間隔體310、和溝道區(qū)308的 相對(duì)側(cè)上的源極/漏極區(qū)312的結(jié)構(gòu)。在實(shí)施例中，源極/漏極區(qū)312由硬掩模330和層間電介 質(zhì)332覆蓋。硬掩模330可以是適合于保護(hù)下面的納米線免受蝕刻和摻雜過程的任何材料。 層間電介質(zhì)332可以是任何已知的低k電介質(zhì)材料，例如二氧化硅、氮氧化硅或氮化硅。如圖 3A-2所示，光學(xué)反射或不透明掩?？梢孕纬稍谕獠块g隔體310和層間電介質(zhì)332上以防止電 磁輻射或粒子束進(jìn)入外部間隔體310。
[0046]接著，如圖3B所示，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，納米線306在溝道區(qū)308內(nèi)被暴露。在實(shí) 施例中，犧牲柵極結(jié)構(gòu)322首先被去除以暴露在溝道區(qū)308內(nèi)的納米線疊置體301的部分?？?以使用諸如等離子體干法蝕刻或濕法蝕刻等常規(guī)蝕刻方法來去除犧牲柵極電極322。在實(shí) 施例中，諸如TMAH溶液等濕法蝕刻劑可以用于選擇性地去除犧牲柵極。
[0047]接著，根據(jù)實(shí)施例，從溝道區(qū)308去除犧牲材料320以暴露每個(gè)納米線306的整個(gè)周 界。犧牲材料320的去除在相鄰納米線306之間留下孔隙。在實(shí)施例中，在溝道區(qū)308之外蝕 刻犧牲材料326以部分地延伸到源極/漏極區(qū)312中，以便限定凹坑311，在凹坑311中將形成 內(nèi)部間隔體。在實(shí)施例中，與外部側(cè)壁間隔體310的表面307對(duì)齊地蝕刻凹坑311。在示例性 實(shí)施例中，凹坑體積311由溝道區(qū)308的邊緣、納米線疊置體的內(nèi)部和外部區(qū)的界面、以及兩 個(gè)相鄰納米線306的表面限定。在實(shí)施例中，外部側(cè)壁間隔體310在納米線疊置體的內(nèi)部和 外部區(qū)的界面處環(huán)繞納米線疊置體301，與凹坑體積311接觸。可以通過如上面關(guān)于犧牲材 料220的蝕刻討論的任何適當(dāng)?shù)墓に噥砦g刻犧牲材料320。在實(shí)施例中，襯底304的在最下面 的納米線306下面的部分被去除，以便暴露最下面的納米線306的整個(gè)周界，限定了最下面 的納米線306之下的凹坑體積311。可以通過相對(duì)于納米線306的材料對(duì)襯底304的材料有選 擇性的任何已知工藝來蝕刻襯底304。
[0048]參考圖3C，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，間隔體材料326然后形成在溝道區(qū)308內(nèi)的暴露 的表面之上，使得它填充凹坑211。在實(shí)施例中，間隔體材料326填充整個(gè)溝道區(qū)308。根據(jù)本 發(fā)明的實(shí)施例，間隔體材料326由諸如上面公開的材料等正性光可限定電介質(zhì)材料(PDDM) 形成?？梢酝ㄟ^在本領(lǐng)域中公知的旋涂濕法沉積工藝來形成間隔體材料326。
[0049]如圖3D所示，然后轉(zhuǎn)換在溝道區(qū)308內(nèi)但不在凹坑311內(nèi)的間隔體材料326以形成 已轉(zhuǎn)換的間隔體材料328。在實(shí)施例中，已轉(zhuǎn)換的間隔體材料328具有與間隔體材料326不同 的蝕刻選擇性。與間隔體材料3 26相比較，通過改變已轉(zhuǎn)換的間隔體材料3 28的蝕刻選擇性， 從凹坑322之外去除過量的間隔體材料的蝕刻工藝更容易被控制?？梢酝ㄟ^暴露于任何形 式的電磁輻射，例如但不限于可見光和紫外光或任何形式的粒子束(例如但不限于離子束 和電子束）來發(fā)生轉(zhuǎn)換。在實(shí)施例中，通過具有172nm、193nm或248nm的波長(zhǎng)的DUV光的整片 曝光來發(fā)生轉(zhuǎn)換。如上所述，曝光角可以垂直于間隔體310的垂直邊緣并處于足夠的高度角 以暴露納米線306之下的間隔體材料206。當(dāng)光可限定間隔體材料326暴露于電磁輻射時(shí)，間 隔體材料226的極性被改變以形成更可溶解的結(jié)構(gòu)。在實(shí)施例中，已轉(zhuǎn)換的間隔體材料328 變得可溶解在顯影劑溶液中，而未轉(zhuǎn)換的間隔體材料326保持不可溶解在顯影劑溶液中。因 此，已轉(zhuǎn)換的間隔體材料328的分子結(jié)構(gòu)使它能夠相對(duì)于位于凹坑體積311內(nèi)的未轉(zhuǎn)換的間 隔體材料326而被選擇性地蝕刻。
[0050]在實(shí)施例中，來自圖3A-2的外部柵極側(cè)壁間隔體310或任選的不透明/反射掩模 313保護(hù)凹坑體積311內(nèi)的間隔體材料326以免暴露于電磁輻射和/或粒子束。在實(shí)施例中， 不足的電磁輻射或粒子束穿過外部柵極側(cè)壁間隔體310或任選的不透明/反射掩模313。因 此，轉(zhuǎn)換被自對(duì)準(zhǔn)以防止凹坑體積311內(nèi)的間隔體材料326曝光。在實(shí)施例中，轉(zhuǎn)換過程足以 改變溝道區(qū)內(nèi)的間隔體材料326的蝕刻選擇性，但不影響迀移率或使納米線306的性能退 化。
[0051]接著，在圖3E中，從器件的溝道區(qū)內(nèi)去除已轉(zhuǎn)換的間隔體材料328?？梢酝ㄟ^對(duì)未 轉(zhuǎn)換的間隔體材料326有選擇性的濕法蝕刻工藝來去除已轉(zhuǎn)換的間隔體材料328。例如，可 以通過諸如乙醇等顯影劑對(duì)未轉(zhuǎn)換的間隔體材料326有選擇性地去除由具有PAG添加劑的 SSQ制成的已轉(zhuǎn)換的間隔體材料328。上面公開了其它適當(dāng)?shù)娘@影劑。
[0052]接著如圖3F所示，剩余的未轉(zhuǎn)換的間隔體材料3 26可以被固化以形成內(nèi)部間隔體 302。在實(shí)施例中，間隔體材料326的固化與光可限定電介質(zhì)材料交聯(lián)并增大了其分子量。因 此，交聯(lián)的光可限定電介質(zhì)材料可以保持作為內(nèi)部間隔體302。在實(shí)施例中，在高溫下通過 熱處理來執(zhí)行使間隔體材料326固化。在實(shí)施例中，在大于250°C的溫度下使間隔體材料326 固化。在特定的實(shí)施例中，固化溫度在350與450°C之間。在實(shí)施例中，在固化過程中引入紫 夕KUV)光或離子束(利用離軸照射）以幫助將光可限定電介質(zhì)材料交聯(lián)。在添加UV光或離子 束的情況下，可以減小固化溫度。
[0053]接著，在圖3G中，功能柵極結(jié)構(gòu)可以形成在溝道區(qū)308內(nèi)，環(huán)繞每個(gè)納米線306的部 分。柵極結(jié)構(gòu)可以包括柵極電介質(zhì)層314和柵極電極316。在實(shí)施例中，柵極電介質(zhì)層214共 形沉積在溝道區(qū)308內(nèi)的所有暴露的表面上，包括內(nèi)部間隔體302的暴露的表面。在實(shí)施例 中，柵極電極316形成在柵極電介質(zhì)層314之上，環(huán)繞溝道區(qū)308內(nèi)的每個(gè)納米線306的部分。 可以通過例如ALD的任何適當(dāng)?shù)墓残纬练e方法來形成柵極電介質(zhì)314和柵極電極316。
[0054] 然后可以執(zhí)行額外的處理步驟來形成功能器件，例如形成源極/漏極接觸部。可以 在被蝕刻以暴露納米線306的源極/漏極部分的整個(gè)周界的溝槽中形成源極/漏極接觸部。 在實(shí)施例中，由環(huán)繞納米線306的源極/漏極部分的金屬物質(zhì)形成源極/漏極接觸部。在另一 實(shí)施例中，如上面關(guān)于圖1D所討論的形成同質(zhì)源極/漏極部分。在完成的器件中，內(nèi)部間隔 體302將功能柵極結(jié)構(gòu)與源極/漏極區(qū)隔離。在實(shí)施例中，內(nèi)部間隔體302減小在納米線疊置 體內(nèi)部的柵極電極316的部分與源極/漏極區(qū)312內(nèi)的任何相鄰導(dǎo)電或半導(dǎo)電材料之間的重 疊電容。
[0055] 圖4示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的計(jì)算設(shè)備400。計(jì)算設(shè)備400容納板402。板 402可以包括多個(gè)部件，包括但不限于處理器404和至少一個(gè)通信芯片406。處理器404物理 地和電氣地耦合到板402。在一些實(shí)施方式中，至少一個(gè)通信芯片406也物理地和電氣地耦 合到電路板402。在其它實(shí)施方式中，通信芯片406是處理器404的部分。
[0056]根據(jù)其應(yīng)用，計(jì)算設(shè)備400可以包括可以或可以不物理地和電氣地耦合到板402的 其它部件。這些其它部件可以包括但不限于易失性存儲(chǔ)器(例如DRAM)、非易失性存儲(chǔ)器(例 如R0M)、閃存、圖形處理器、數(shù)字信號(hào)處理器、密碼處理器、芯片組、天線、顯示器、觸摸屏顯 示器、觸摸屏控制器、電池、音頻編碼解碼器、視頻編碼解碼器、功率放大器、全球定位系統(tǒng) (GPS)設(shè)備、羅盤、加速度計(jì)、陀螺儀、揚(yáng)聲器、照相機(jī)和大容量存儲(chǔ)設(shè)備(例如硬盤驅(qū)動(dòng)器、 光盤(⑶）、數(shù)字通用盤(DVD)等）。
[0057]通信芯片406實(shí)現(xiàn)用于往返計(jì)算設(shè)備400的數(shù)據(jù)傳輸?shù)臒o線通信。術(shù)語"無線"及其 派生詞可以用于描述可以通過使用經(jīng)調(diào)制的電磁輻射經(jīng)由非固體介質(zhì)來傳遞數(shù)據(jù)的電路、 設(shè)備、系統(tǒng)、方法、技術(shù)、通信信道等。該術(shù)語并不暗示相關(guān)聯(lián)的設(shè)備不包含任何線，雖然在 一些實(shí)施例中它們可以不包含線。通信芯片406可以實(shí)現(xiàn)多種無線標(biāo)準(zhǔn)或協(xié)議中的任一個(gè)， 包括但不限于Wi-Fi(IEEE 802.11族）、WiMAX(IEEE 802.16族）、IEEE 802.20、長(zhǎng)期演進(jìn) (LTE )、Ev-DO、HSPA+、HSDPA+、HSUPA+、EDGE、GSM、GPRS、CDMA、TDMA、DECT、藍(lán)牙、其派生物以 及被指定為3G、4G、5G和更高代的任何其它無線協(xié)議。計(jì)算設(shè)備400可以包括多個(gè)通信芯片 406。例如，第一通信芯片406可以專用于較短距離無線通信，例如Wi-Fi和藍(lán)牙，并且第二通 信芯片406可以專用于較長(zhǎng)距離無線通信，例如GPS、EDGE、GPRS、CDMA、WiMAX、LTE、Ev-DO等。 [0058] 計(jì)算設(shè)備400的處理器404包括封裝在處理器404內(nèi)的集成電路。在本發(fā)明的一些 實(shí)施方式中，處理器的集成電路管芯包括根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的具有多個(gè)內(nèi)部柵極側(cè)壁 間隔體的一個(gè)或多個(gè)柵極全包圍式晶體管。術(shù)語"處理器"可以指處理來自寄存器和/或存 儲(chǔ)器的電子數(shù)據(jù)以將該電子數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成可以存儲(chǔ)在寄存器和/或存儲(chǔ)器中的其它電子數(shù)據(jù) 的任何設(shè)備或設(shè)備的部分。
[0059]通信芯片406還包括封裝在通信芯片406內(nèi)的集成電路管芯。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí) 施方式，通信芯片的集成電路管芯包括根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的具有多個(gè)內(nèi)部柵極側(cè)壁間 隔體的一個(gè)或多個(gè)柵極全包圍式晶體管。
[0060] 在其它實(shí)施方式中，容納在計(jì)算設(shè)備400內(nèi)的另一部件可以包含集成電路管芯，其 包括根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的具有多個(gè)內(nèi)部柵極側(cè)壁間隔體的一個(gè)或多個(gè)柵極全包圍式 晶體管。
[0061] 在各種實(shí)施方式中，計(jì)算設(shè)備400可以是膝上型計(jì)算機(jī)、上網(wǎng)本、筆記本、超級(jí)本、 智能電話、平板計(jì)算機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、超移動(dòng)PC、移動(dòng)電話、桌上型計(jì)算機(jī)、服務(wù)器、 打印機(jī)、掃描儀、監(jiān)視器、機(jī)頂盒、娛樂控制單元、數(shù)字照相機(jī)、便攜式音樂播放器或數(shù)字視 頻記錄器。在其它實(shí)施方式中，計(jì)算設(shè)備400可以是處理數(shù)據(jù)的任何其它電子設(shè)備。
[0062] 在實(shí)施例中，半導(dǎo)體器件包括:設(shè)置在襯底上方的納米線疊置體，納米線疊置體具 有多個(gè)垂直疊置的納米線;柵極結(jié)構(gòu)，其環(huán)繞多個(gè)納米線中的每個(gè)納米線，限定器件的溝道 區(qū)，柵極結(jié)構(gòu)具有柵極側(cè)壁;外部間隔體，其在柵極側(cè)壁的位于納米線疊置體上方的部分 上;在溝道區(qū)的相對(duì)側(cè)上的一對(duì)源極/漏極區(qū)；以及內(nèi)部間隔體，其在柵極側(cè)壁的位于兩個(gè) 相鄰納米線之間的部分上，位于納米線疊置體內(nèi)部，內(nèi)部間隔體包括光可限定電介質(zhì)材料。 在替代的實(shí)施例中，光可限定電介質(zhì)材料是交聯(lián)的。在另一實(shí)施例中，光可限定電介質(zhì)材料 包括硅倍半氧烷(SSQ)堿抗蝕劑和光破壞性堿。在又一實(shí)施例中，光破壞性堿與光產(chǎn)酸劑 (PAG)成對(duì)。在實(shí)施例中，光破壞性堿包括有機(jī)酸的共輒堿，作為陰離子和光活性陽離子。在 一個(gè)實(shí)施例中，通過將諸如胺類或乙醇等額外的官能團(tuán)添加到陰離子來增強(qiáng)光破壞性堿的 活性。此外，在實(shí)施例中，半導(dǎo)體器件還包括在柵極側(cè)壁的位于納米線疊置體中的底部納米 線之下的每個(gè)部分上的內(nèi)部間隔體。在一個(gè)實(shí)施例中，內(nèi)部間隔體將源極/漏極接觸部與柵 極結(jié)構(gòu)側(cè)壁的位于納米線疊置體內(nèi)部的部分隔離。此外，在實(shí)施例中，外部間隔體具有與柵 極側(cè)壁的表面正交的第一厚度，其中內(nèi)部間隔體具有與柵極側(cè)壁正交的第二厚度，并且其 中第二厚度等于第一厚度。此外，在實(shí)施例中，器件的源極/漏極區(qū)包括納米線的源極/漏極 部分。在一個(gè)實(shí)施例中，器件的源極/漏極區(qū)包括同質(zhì)半導(dǎo)體材料。
[0063] 在實(shí)施例中，用于形成半導(dǎo)體器件的內(nèi)部間隔體的方法包括:提供結(jié)構(gòu)，其具有： 設(shè)置在襯底上方的納米線疊置體，納米線疊置體具有由犧牲材料分開的多個(gè)垂直疊置的納 米線;限定器件的溝道區(qū)的柵極結(jié)構(gòu);在柵極結(jié)構(gòu)的相對(duì)側(cè)上的一對(duì)外部間隔體；以及在溝 道區(qū)的相對(duì)側(cè)上的一對(duì)源極/漏極區(qū)；通過去除柵極結(jié)構(gòu)和柵極結(jié)構(gòu)正下方的犧牲材料來 形成開口；通過去除在源極/漏極區(qū)中的納米線之間和在該對(duì)外部間隔體之下的犧牲材料 來形成凹坑;用光可限定電介質(zhì)材料填充開口和凹坑;對(duì)開口中的光可限定電介質(zhì)材料進(jìn) 行改性；以及用濕法顯影劑去除開口中的經(jīng)改性的光可限定電介質(zhì)材料，使得光可限定電 介質(zhì)材料的一部分保留在凹坑中。在實(shí)施例中，該方法還包括在外部間隔體上方形成掩模。 此外，在實(shí)施例中，掩模包括光學(xué)不透明材料。
[0064] 在一個(gè)實(shí)施例中，光學(xué)不透明材料是選自由氮化物和碳化物組成的組中的材料。 在實(shí)施例中，掩模包括光學(xué)反射材料。此外，在實(shí)施例中，光學(xué)反射材料是氮化鈦。此外，在 實(shí)施例中，對(duì)光可限定電介質(zhì)材料進(jìn)行改性是通過利用離軸照射暴露于電磁輻射而執(zhí)行的 化學(xué)改性。在實(shí)施例中，電磁輻射是可見光。在一個(gè)實(shí)施例中，電磁輻射是紫外光。此外，在 實(shí)施例中，對(duì)光可限定電介質(zhì)材料進(jìn)行改性是通過用離軸照射暴露于粒子束而執(zhí)行的化學(xué) 改性。替代地，在實(shí)施例中，粒子束是離子束。在一個(gè)實(shí)施例中，粒子束是電子束。在實(shí)施例 中，與外部間隔體對(duì)齊地蝕刻凹坑。此外，在實(shí)施例中，用間隔體材料填充凹坑包括在暴露 的納米線表面上對(duì)光可限定間隔體材料的濕法旋涂。在實(shí)施例中，該方法還包括轉(zhuǎn)換溝道 區(qū)內(nèi)的光可限定間隔體材料，其中轉(zhuǎn)換間隔體材料包括通過改變其分子記性來更改間隔體 材料的蝕刻選擇性。此外，在實(shí)施例中，該方法還包括在大于250°C的溫度下固化光可限定 電介質(zhì)材料。在一個(gè)實(shí)施例中，固化光可限定電介質(zhì)材料包括紫外(UV)光曝光。在實(shí)施例 中，固化光可限定電介質(zhì)材料包括離子束曝光。
[0065] 雖然參考具體實(shí)施例描述了本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，可以做 出各種變化而不偏離本發(fā)明的實(shí)施例的精神或范圍。相應(yīng)地，本發(fā)明的實(shí)施例的公開內(nèi)容 旨在說明本發(fā)明的實(shí)施例的范圍且并不是要進(jìn)行限制。本發(fā)明的實(shí)施例的范圍旨在應(yīng)僅被 限制到所附權(quán)利要求所需的程度。例如，對(duì)于本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員顯而易見的是，可以 在多種實(shí)施例中實(shí)施本文討論的內(nèi)部間隔體和相關(guān)結(jié)構(gòu)和方法，并且這些實(shí)施例中的某些 實(shí)施例的前述討論不一定代表所有可能的實(shí)施例的完整描述。
[0066] 此外，關(guān)于具體實(shí)施例描述了益處、其它優(yōu)點(diǎn)和對(duì)問題的解決方案。然而，益處、優(yōu) 點(diǎn)、對(duì)問題的解決方案、以及可以使任何益處、優(yōu)點(diǎn)和解決方案出現(xiàn)或變得更顯著的任一個(gè) 或多個(gè)要素不應(yīng)被解釋為任一或所有權(quán)利要求的關(guān)鍵的、所需的或必要的特征要素。
[0067] 此外，如果實(shí)施例和/或限制：（1)未在權(quán)利要求中被明確主張；以及(2)根據(jù)等效 形式的原則是或潛在地是權(quán)利要求中的明確的要素和/或限制的等效形式，則根據(jù)奉獻(xiàn)的 原則，本文公開的實(shí)施例和限制并不致力于公眾。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種半導(dǎo)體器件，包括： 納米線疊置體，其設(shè)置在襯底上方，所述納米線疊置體具有多個(gè)垂直疊置的納米線； 柵極結(jié)構(gòu)，其環(huán)繞所述多個(gè)納米線中的每個(gè)納米線，限定了所述器件的溝道區(qū)，所述柵 極結(jié)構(gòu)具有柵極側(cè)壁； 外部間隔體，其在所述柵極側(cè)壁的位于所述納米線疊置體上方的部分上； 源極/漏極區(qū)對(duì)，其在所述溝道區(qū)的相對(duì)側(cè)上；以及 內(nèi)部間隔體，其在所述柵極側(cè)壁的位于兩個(gè)相鄰的納米線之間的部分上，位于所述納 米線疊置體內(nèi)部，所述內(nèi)部間隔體包括光可限定電介質(zhì)材料。2. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述光可限定電介質(zhì)材料是交聯(lián)的。3. 如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述光可限定電介質(zhì)材料包括硅倍半氧烷 (SSQ)堿抗蝕劑和光破壞性堿。4. 如權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述光破壞性堿與光產(chǎn)酸劑(PAG)成對(duì)。5. 如權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述光破壞性堿包括有機(jī)酸的共輒堿，作為 陰離子和光活性陽離子。6. 如權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體器件，其中，通過將諸如胺類或乙醇等額外的官能團(tuán)添加 到所述陰離子來增強(qiáng)所述光破壞性堿的活性。7. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述外部間隔體具有與所述柵極側(cè)壁的表面 正交的第一厚度，其中，所述內(nèi)部間隔體具有與所述柵極側(cè)壁正交的第二厚度，并且其中， 所述第二厚度等于所述第一厚度。8. -種用于形成半導(dǎo)體器件的內(nèi)部間隔體的方法，包括： 提供結(jié)構(gòu)，其具有： 納米線疊置體，其設(shè)置在襯底上方，所述納米線疊置體具有由犧牲材料分開的多個(gè)垂 直疊置的納米線； 柵極結(jié)構(gòu)，其限定所述器件的溝道區(qū)； 外部間隔體對(duì)，其在所述柵極結(jié)構(gòu)的相對(duì)側(cè)上；以及 源極/漏極區(qū)對(duì)，其在所述溝道區(qū)的相對(duì)側(cè)上； 通過去除所述柵極結(jié)構(gòu)和所述柵極結(jié)構(gòu)正下方的所述犧牲材料來形成開口； 通過去除在所述源極/漏極區(qū)中的所述納米線之間和在所述外部間隔體對(duì)下方的所述 犧牲材料來形成凹坑； 用光可限定電介質(zhì)材料填充所述開口和所述凹坑； 對(duì)所述開口中的所述光可限定電介質(zhì)材料進(jìn)行改性；以及 用濕法顯影劑去除所述開口中的經(jīng)改性的光可限定電介質(zhì)材料，使得所述光可限定電 介質(zhì)材料的一部分保留在所述凹坑中。9. 如權(quán)利要求8所述的方法，還包括在所述外部間隔體上方形成掩模。10. 如權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述掩模包括光學(xué)不透明材料。11. 如權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述光學(xué)不透明材料是選自由氮化物和碳化物組 成的組的材料。12. 如權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述掩模包括光學(xué)反射材料。13. 如權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述光學(xué)反射材料是氮化鈦。14. 如權(quán)利要求8所述的方法，其中，對(duì)所述光可限定電介質(zhì)材料進(jìn)行改性是通過暴露 于利用離軸照射的電磁輻射來執(zhí)行的化學(xué)改性。15. 如權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述電磁輻射是可見光。16. 如權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述電磁輻射是紫外光。17. 如權(quán)利要求8所述的方法，其中，對(duì)所述光可限定電介質(zhì)材料進(jìn)行改性是通過暴露 于利用離軸照射的粒子束來執(zhí)行的化學(xué)改性。18. 如權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述粒子束是離子束。19. 如權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述離子束是電子束。20. 如權(quán)利要求8所述的方法，其中，與所述外部間隔體對(duì)齊地蝕刻所述凹坑。21. 如權(quán)利要求8所述的方法，其中，用間隔體材料填充所述凹坑包括在暴露的納米線 表面上濕法旋涂光可限定間隔體材料。22. 如權(quán)利要求21所述的方法，還包括轉(zhuǎn)換所述溝道區(qū)內(nèi)的所述光可限定間隔體材料， 其中，轉(zhuǎn)換所述間隔體材料包括通過改變所述間隔體材料的分子極性來更改所述間隔體材 料的蝕刻選擇性。23. 如權(quán)利要求8所述的方法，還包括在大于250°C的溫度下使所述光可限定電介質(zhì)材 料固化。24. 如權(quán)利要求23所述的方法，其中，使所述光可限定電介質(zhì)材料固化包括紫外(UV)光 曝光。25. 如權(quán)利要求23所述的方法，其中，使所述光可限定電介質(zhì)材料固化包括離子束曝 光。
【文檔編號(hào)】H01L29/78GK106030815SQ201480076297
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2014年3月24日
【發(fā)明人】S·金, D·A·西蒙, K·J·庫恩, C·W·沃德
【申請(qǐng)人】英特爾公司