本申請(qǐng)的實(shí)施例涉及半導(dǎo)體器件及其制造方法。

背景技術(shù)：

1、電子行業(yè)對(duì)更小、更快的電子器件的需求日益增長(zhǎng)，這些器件能夠同時(shí)支持更多越來(lái)越復(fù)雜和復(fù)雜的功能。為了滿足這些需求，集成電路(ic)行業(yè)有制造低成本、高性能和低功耗ic的持續(xù)趨勢(shì)。到目前為止，這些目標(biāo)在很大程度上是通過(guò)減小ic尺寸(例如通過(guò)減小最小ic部件尺寸)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，從而提高了生產(chǎn)效率并降低了相關(guān)成本。然而，這種尺寸縮小也增加了ic制造工藝的復(fù)雜性。因此，實(shí)現(xiàn)ic器件及其性能的持續(xù)進(jìn)步需要ic制造工藝和技術(shù)的類似進(jìn)步。

2、作為一個(gè)示例，引入了互補(bǔ)場(chǎng)效應(yīng)晶體管(cfet)，其包括垂直堆疊在具有相反導(dǎo)電類型的第二晶體管上的第一導(dǎo)電類型(例如n型或p型)的第一晶體管，以努力為先進(jìn)的ic技術(shù)節(jié)點(diǎn)提供所需的密度降低。然而，這種堆疊器件結(jié)構(gòu)的制造帶來(lái)了另一組挑戰(zhàn)。因此，現(xiàn)有的實(shí)施不是在各方面都令人滿意。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例的一個(gè)方面，提供了一種制造半導(dǎo)體器件的方法，包括：在半導(dǎo)體溝道層上方形成二維(2d)介電材料；在2d介電材料上方沉積柵極介電層；以及在柵極介電層上方形成金屬柵電極；其中，偶極子基本上形成在2d介電材料內(nèi)。

2、根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例的另一個(gè)方面，提供了一種制造半導(dǎo)體器件的方法，包括：形成堆疊器件結(jié)構(gòu)，堆疊器件結(jié)構(gòu)包括垂直堆疊在第二器件上方的第一器件，其中，第一器件和第二器件具有對(duì)應(yīng)的第一柵極堆疊件和第二柵極堆疊件，并且其中，形成第一柵極堆疊件和第二柵極堆疊件中的至少一個(gè)包括：執(zhí)行溝道釋放工藝，以選擇性地從相鄰溝道層之間去除偽層，并且在相鄰溝道層之間形成間隙，間隙暴露相鄰溝道的相對(duì)表面；在相鄰溝道層的暴露的相對(duì)表面上方形成二維(2d)介電材料，其中，2d介電材料包括偶極子誘導(dǎo)元素，偶極子誘導(dǎo)元素在2d介電材料內(nèi)提供偶極子；以及在2d介電材料上方沉積高k柵極電介質(zhì)。

3、根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例的又一個(gè)方面，提供了一種半導(dǎo)體器件，包括：半導(dǎo)體溝道層；二維(2d)介電材料，設(shè)置在半導(dǎo)體溝道層上方；高k介電層，設(shè)置在2d介電材料上方；以及金屬柵電極，設(shè)置在高k介電層上方；其中，2d介電材料包括偶極子誘導(dǎo)元素，偶極子誘導(dǎo)元素在2d介電材料內(nèi)形成偶極子。

技術(shù)特征：

1.一種制造半導(dǎo)體器件的方法，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述半導(dǎo)體器件包括單片堆疊器件結(jié)構(gòu)，所述單片堆疊器件結(jié)構(gòu)具有垂直堆疊在第二器件上方的第一器件，其中，所述第一器件和所述第二器件具有對(duì)應(yīng)的第一柵極堆疊件和第二柵極堆疊件，并且其中，所述第一柵極堆疊件和所述第二柵極堆疊件中的至少一個(gè)包括設(shè)置在對(duì)應(yīng)的半導(dǎo)體溝道層上方的所述二維介電材料、設(shè)置在所述二維介電材料上方的所述柵極介電層和設(shè)置在所述柵極介電層上方的所述金屬柵電極。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述半導(dǎo)體器件包括順序堆疊器件結(jié)構(gòu)，所述順序堆疊器件結(jié)構(gòu)具有垂直堆疊在第二器件上方的第一器件，其中，所述第一器件和所述第二器件具有對(duì)應(yīng)的第一柵極堆疊件和第二柵極堆疊件，并且其中，所述第一柵極堆疊件和所述第二柵極堆疊件中的至少一個(gè)包括設(shè)置在對(duì)應(yīng)的半導(dǎo)體溝道層上方的所述二維介電材料、設(shè)置在所述二維介電材料上方的所述柵極介電層和設(shè)置在所述柵極介電層上方的所述金屬柵電極。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述二維介電材料包括結(jié)晶二維氧化硅(c-siox)或結(jié)晶二維硅酸鹽(c-msiox)，并且其中“m”是金屬。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述金屬包括偶極子誘導(dǎo)金屬元素，并且其中，在形成所述二維介電材料期間形成所述二維介電材料內(nèi)的所述偶極子。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述二維介電材料在約350攝氏度-750攝氏度之間的溫度下形成。

7.一種制造半導(dǎo)體器件的方法，包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，還包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述緩沖層包括結(jié)晶氧化物層或結(jié)晶氮化物層。

10.一種半導(dǎo)體器件，包括：

技術(shù)總結(jié)
本文公開(kāi)了用于堆疊器件結(jié)構(gòu)(如互補(bǔ)場(chǎng)效應(yīng)晶體管(CFET))的柵極介電材料和相關(guān)方法。一種示例性方法包括在半導(dǎo)體溝道層上方形成二維(2D)介電材料。在一些實(shí)施例中，該方法還包括在2D介電材料上方沉積柵極介電層。在一些示例中，該方法還包括在柵極介電層上方形成金屬柵電極。在各種實(shí)施例中，偶極子基本上形成在2D介電材料內(nèi)，其中偶極子被配置為調(diào)制半導(dǎo)體器件的閾值電壓(Vt)。本申請(qǐng)的實(shí)施例還公開(kāi)一種半導(dǎo)體器件及其制造方法。

技術(shù)研發(fā)人員：林政明,張晉豪,溫偉源,廖思雅
受保護(hù)的技術(shù)使用者：臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15