一种半导体器件及其制造方法

本发明涉及半导体领域，特别涉及一种半导体器件及其制造方法。

背景技术：

1、随着半导体技术的发展，集成电路的特征尺寸持续微缩，传统三栅或双栅的鳍式场效应晶体管(fin field-effect transistor，finfet)在3纳米(nm)以下节点受到限制，由于纳米片环栅晶体管(nanosheet-gate all round fin field-effect transistor，nanosheet-gaafet)突破了3nm节点的限制，因此受到广泛关注和研究。

2、nanosheet-gaafet是一种具有环栅结构和水平纳米片(nanosheet，ns)作为导电沟道的新型器件。在栅极控制方面，环栅结构具有比finfet器件结构更好的栅控能力，可以有效抑制器件的短沟道效应，在电流驱动方面，nanosheet-gaafet具有“体反型”的反型载流子，而且有效栅宽的增加和垂直方向的纳米片堆叠设计也可显著增强器件的电流驱动性能。

3、但是当前的制造工艺导致制造得到的纳米片表面缺陷较多，最终导致纳米片环栅晶体管的性能下降。

技术实现思路

1、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，能够降低纳米片的表面缺陷，提高最终制造得到的半导体器件的性能。

2、本申请实施例提供了一种半导体器件的制造方法，所述方法包括：

3、提供衬底，在所述衬底的一侧形成由第一半导体层和第二半导体层交替层叠的叠层结构；

4、对所述叠层结构进行刻蚀形成源极区域和漏极区域，所述源极区域和所述漏极区域之间为沟道区域；

5、在所述源极区域和所述漏极区域分别形成源极和漏极；

6、去除所述沟道区域的所述第一半导体层，所述第二半导体层之间形成多个待填充缝隙；

7、利用第一溶液对所述第二半导体层进行氧化刻蚀，以对所述第二半导体层进行表面钝化，去除所述第一半导体层对所述第二半导体层的影响；

8、在多个所述待填充缝隙填充栅极，所述栅极环绕所述第二半导体层，多个所述第二半导体层构成的叠层形成沟道结构。

9、可选地，在多个所述待填充缝隙填充栅极之前，所述方法还包括：

10、向所述第一溶液中通入氧化气体，以在所述第二半导体层的表面形成界面层。

11、可选地，所述方法还包括：

12、向所述第一溶液中通入氮化气体，以对所述界面层进行常温氮化。

13、可选地，所述方法还包括：

14、在所述界面层的表面形成高k介质层。

15、可选地，所述氧化气体为臭氧。

16、可选地，所述氮化气体为aptes气体或apts气体。

17、可选地，所述第一溶液为apm溶液或sc1溶液。

18、可选地，所述第二半导体的材料为硅、硅锗或锗。

19、本申请实施例提供了一种半导体器件，所述半导体器件包括：

20、衬底；

21、设置于所述衬底一侧的源极，漏极和沟道结构，所述沟道结构位于所述源极和所述漏极之间，所述沟道结构包括多个纳米片形成的叠层；

22、栅极，所述栅极环绕所述纳米片；

23、所述纳米片表面具有钝化表面，利用第一溶液对所述纳米片进行氧化刻蚀形成所述钝化表面。

24、可选地，所述栅极和所述纳米片之间还可以设置界面层。

25、本申请实施例提供了一种半导体器件的制造方法，方法包括：提供衬底，在衬底的一侧形成由第一半导体层和第二半导体层交替层叠的叠层结构，对叠层结构进行刻蚀形成源极区域和漏极区域，源极区域和漏极区域之间为沟道区域，在源极区域和漏极区域分别形成源极和漏极，去除沟道区域的第一半导体层，第二半导体层之间形成多个待填充缝隙，利用第一溶液对第二半导体层进行氧化刻蚀，以对第二半导体层进行表面钝化，去除第一半导体层对第二半导体层的影响，在多个待填充缝隙填充栅极，栅极环绕第二半导体层，多个第二半导体层构成的叠层形成沟道结构，也就是说，在去除沟道区域的第一半导体层后，为了避免第一半导体层的残留材料对第二半导体层的影响，可以利用第一溶液对第二半导体层进行氧化刻蚀，即利用第一溶液对第二半导体层进行表面钝化，经过第一溶液处理后的第二半导体层能够降低表面缺陷和表面粗糙度，避免自由电荷被表面缺陷俘获，提高制造得到的半导体器件的性能。

技术特征：

1.一种半导体器件的制造方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，在多个所述待填充缝隙填充栅极之前，所述方法还包括：

3.根据权利要求2所述的制造方法，其特征在于，所述方法还包括：

4.根据权利要求3所述的制造方法，其特征在于，所述方法还包括：

5.根据权利要求2所述的制造方法，其特征在于，所述氧化气体为臭氧。

6.根据权利要求3所述的制造方法，其特征在于，所述氮化气体为aptes气体或apts气体。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的制造方法，其特征在于，所述第一溶液为apm溶液或sc1溶液。

8.根据权利要求1-6任意一项所述的制造方法，其特征在于，所述第二半导体的材料为硅、硅锗或锗。

9.一种半导体器件，其特征在于，所述半导体器件包括：

10.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述栅极和所述纳米片之间还可以设置界面层。

技术总结
本申请实施例提供了一种半导体器件及其制造方法，方法包括：在衬底的一侧形成由第一半导体层和第二半导体层交替层叠的叠层结构，对叠层结构进行刻蚀，形成源极和漏极，去除第一半导体层，形成多个待填充缝隙，利用第一溶液对第二半导体层进行氧化刻蚀，在多个待填充缝隙填充栅极，栅极环绕第二半导体层，也就是说，在去除沟道区域的第一半导体层后，为了避免第一半导体层的残留材料对第二半导体层的影响，可以利用第一溶液对第二半导体层进行氧化刻蚀，即利用第一溶液对第二半导体层进行表面钝化，经过第一溶液处理后的第二半导体层能够降低表面缺陷和表面粗糙度，避免自由电荷被表面缺陷俘获，提高制造得到的半导体器件的性能。

技术研发人员：殷华湘,桑冠荞,张青竹,秦旭磊
受保护的技术使用者：中国科学院微电子研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13