【技術實現步驟摘要】
本申請實施例涉及半導體，特別涉及一種晶體管的制備方法、晶體管陣列及電子設備。
技術介紹
1、垂直柵極全環繞(vertical?gate-all-around，vgaa)晶體管是一種新型半導體器件，相對平面gaa晶體管，垂直gaa晶體管(vgaa)投影面積小，且溝道長度不受限。
2、相關技術中，vgaa晶體管陣列的工藝制造過程中，通過在硅柱上的一次外延，生成在鍺硅和硅材料上的外延硅，將硅材料上的外延硅退火擴散后保留鍺硅上的外延硅作為溝道。
3、然而基于單次外延形成的溝道可能由于溝道在晶體管內的不對稱造成結構缺陷，以及造成溝道、源漏之間的高接觸電阻，降低晶體管的性能表現。
技術實現思路
1、本申請實施例提供了一種晶體管的制備方法、晶體管陣列及電子設備，能夠提高溝道結構在晶體管內的對稱性。所述技術方案如下：
2、一方面，提供了一種晶體管的制備方法，所述方法包括：
3、在硅襯底上依次堆疊第一硅膜層、鍺硅膜層和第二硅膜層，其中，所述第一硅膜層與所述硅襯底相鄰；
4、在所述硅襯底、所述第一硅膜層、所述鍺硅膜層和所述第二硅膜層上沿位線方向刻蝕形成第一刻蝕槽，在所述第一刻蝕槽內填充金屬材料并退火生成位線；
5、在所述第一硅膜層、所述鍺硅膜層上沿字線方向刻蝕形成第二刻蝕槽，并基于所述第一刻蝕槽和所述第二刻蝕槽形成的硅柱在所述第一硅膜層、鍺硅膜層和第二硅膜層表面生成外延硅材料；
6、在所述第一刻蝕槽和所述第二刻蝕槽中填
7、在所述至少兩個子硅柱中未被所述硅介質材料覆蓋的區域生成所述外延硅材料，填充柵極材料形成字線后得到垂直柵極全環繞晶體管。
8、在一個可選的實施例中，所述在所述硅襯底、所述第一硅膜層、所述鍺硅膜層和所述第二硅膜層上沿位線方向刻蝕形成第一刻蝕槽，包括：
9、在所述第二硅膜層上沿所述位線方向形成多列第一掩膜材料；
10、刻蝕所述硅襯底、所述第一硅膜層、所述鍺硅膜層和所述第二硅膜層中未被所述第一掩膜材料覆蓋的區域，形成沿所述位線方向的第一刻蝕槽。
11、在一個可選的實施例中，所述在所述第二硅膜層、所述鍺硅膜層上沿字線方向刻蝕形成第二刻蝕槽，包括：
12、在所述第二硅膜層上沿字線方向形成多列第二掩膜材料；
13、刻蝕所述第二硅膜層、鍺硅膜層中未被所述第二掩膜材料覆蓋的區域，形成沿所述字線方向的第二刻蝕槽。
14、在一個可選的實施例中，所述在所述第一刻蝕槽和所述第二刻蝕槽中填充硅介質材料，并將所述硅柱刻蝕為至少兩個子硅柱，包括：
15、在所述第一刻蝕槽和所述第二刻蝕槽中填充氧化物材料；
16、刻蝕未被所述第二掩膜材料覆蓋的所述氧化物材料，以及對覆蓋在所述第二硅膜層上且未被所述第二掩膜材料覆蓋的所述外延硅材料進行退火擴散，得到第三刻蝕槽；
17、在所述第三刻蝕槽中填充所述硅介質材料，并將所述硅柱刻蝕為至少兩個子硅柱。
18、在一個可選的實施例中，所述第二掩膜材料包括心軸材料和分布在所述心軸材料兩側的側墻材料；
19、所述在所述第三刻蝕槽中填充所述硅介質材料，并將所述硅柱刻蝕為至少兩個子硅柱，包括；
20、在所述第三刻蝕槽中填充所述硅介質材料，并刻蝕所述心軸材料和所述第二硅膜層、所述鍺硅膜層中被所述心軸材料覆蓋的部分，將所述硅柱刻蝕為至少兩個子硅柱。
21、在一個可選的實施例中，所述在所述至少兩個子硅柱中未被所述硅介質材料覆蓋的區域生成所述外延硅材料，包括：
22、去除所述至少兩個子硅柱中的鍺硅膜層；
23、在所述至少兩個子硅柱中未被所述硅介質材料覆蓋的區域生成所述外延硅材料。
24、在一個可選的實施例中，所述方法還包括：
25、在所述至少兩個子硅柱之間填充所述氧化物材料并刻蝕所述至少兩個子硅柱之間的所述氧化物材料；
26、在所述至少兩個子硅柱之間填充所述氮化物材料并對所述第一硅膜層和所述第二硅膜層表面的所述外延硅材料進行退火擴散。
27、在一個可選的實施例中，所述填充柵極材料形成字線后得到垂直柵極全環繞晶體管，包括：
28、刻蝕所述氧化物材料并沿所述第二刻蝕槽的方向沉積所述柵極材料；
29、刻蝕在第一高度范圍內的所述柵極材料生成在第二高度范圍內的字線，得到所述垂直柵極全環繞晶體管，其中，所述第一高度范圍與所述第二硅膜層的高度范圍對應。
30、在一個可選的實施例中，所述刻蝕在第一高度范圍內的所述柵極材料生成在第二高度范圍內的字線，得到所述垂直柵極全環繞晶體管，包括：
31、刻蝕在第一高度范圍內的所述柵極材料生成在第二高度范圍內的字線；
32、在硅柱上沉積金屬材料與所述第二硅膜層接觸，得到所述垂直柵極全環繞晶體管。
33、另一方面，提供了一種晶體管陣列，所述晶體管陣列中包括呈陣列排布的多個晶體管單元；
34、所述晶體管單元包括垂直依次分布的第一源/漏、溝道、第二源/漏、常閉觸點，所述晶體管單元的溝道外環繞包覆柵極材料，所述溝道是通過兩次外延生成的外延硅構成的，且兩次外延分別從相對的雙側進行；
35、在第一隊列中的多個第一晶體管單元的第一源/漏通過耦接埋入式位線連通；
36、在第二隊列中的多個第二晶體管單元的柵極材料連通，得到字線與所述多個第二晶體管單元耦接，其中，第一隊列是沿第一陣列方向的隊列，第二隊列是沿第二陣列方向的隊列。
37、另一方面，提供了一種電子設備，所述電子設備中包括邏輯器件，所述邏輯器件中包括如上述實施例中所述的晶體管陣列。
38、在一個可選的實施例中，所述電子設備包括智能電話、計算機、平板電腦、人工智能設備、可穿戴設備或智能移動終端。
39、本申請實施例提供的技術方案帶來的有益效果至少包括:
40、通過在鍺硅膜層進行雙側兩次形成外延硅材料作為溝道，使溝道的形成相對于晶體管單元提高了對稱性，避免了由于溝道不對稱產生的結構缺陷，降低了溝道、源極/漏極之間的高接觸電阻，提高了晶體管的性能表現。
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1.一種晶體管的制備方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述硅襯底(00)、所述第一硅膜層(11)、所述鍺硅膜層(12)和所述第二硅膜層(13)上沿位線方向刻蝕形成第一刻蝕槽，包括：
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述第二硅膜層(13)、所述鍺硅膜層(12)上沿字線方向刻蝕形成第二刻蝕槽，包括：
4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述在所述第一刻蝕槽和所述第二刻蝕槽中填充硅介質材料(40)，并將所述硅柱刻蝕為至少兩個子硅柱，包括：
5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述第二掩膜材料(70)包括心軸材料(71)和分布在所述心軸材料(71)兩側的側墻材料(72)；
6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述至少兩個子硅柱中未被所述硅介質材料(40)覆蓋的區域生成所述外延硅材料(30)，包括：
7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：
8.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述填充柵極材料(5
9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，所述刻蝕在第一高度范圍內的所述柵極材料(50)生成在第二高度范圍內的字線，得到所述垂直柵極全環繞晶體管，包括：
10.一種晶體管陣列，其特征在于，所述晶體管陣列中包括呈陣列排布的多個晶體管單元；
11.一種電子設備，其特征在于，所述電子設備中包括邏輯器件，所述邏輯器件中包括如權利要求10所述的晶體管陣列。
12.根據權利要求11所述的電子設備，其特征在于，所述電子設備包括智能電話、計算機、平板電腦、人工智能設備、可穿戴設備或智能移動終端。
...【技術特征摘要】
1.一種晶體管的制備方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述硅襯底(00)、所述第一硅膜層(11)、所述鍺硅膜層(12)和所述第二硅膜層(13)上沿位線方向刻蝕形成第一刻蝕槽，包括：
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述第二硅膜層(13)、所述鍺硅膜層(12)上沿字線方向刻蝕形成第二刻蝕槽，包括：
4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述在所述第一刻蝕槽和所述第二刻蝕槽中填充硅介質材料(40)，并將所述硅柱刻蝕為至少兩個子硅柱，包括：
5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述第二掩膜材料(70)包括心軸材料(71)和分布在所述心軸材料(71)兩側的側墻材料(72)；
6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述至少兩個子硅柱中未被所述硅介...
【專利技術屬性】
技術研發人員：董博聞，李輝輝，李庚霏，胡琪，王桂磊，趙超，
申請(專利權)人：北京超弦存儲器研究院，
類型：發明
國別省市：
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