【嘉勤点评】鸿海的半导体专利，通过在堆叠结构中使牺牲层的锗浓度由下往上递减，且半导体层及牺牲层的厚度都由下往上递增，能够有效补偿蚀刻工艺所造成的半导体层形状不均及变形问题。
集微网消息，近日鸿海在官网更新，其全球有效发明专利超过5.42万件。从领域来看，鸿海在半导体技术所发明的专利占比约14%。
在集成电路发展的过程中，通常会增加功能密度，缩小几何尺寸，从而提高工艺的复杂性。相较于平面晶体管，GAAFET能够更好地控制通道，并能够降低短通道效应。然而，制造GAAFET的蚀刻工艺可能会造成通道发生形状不均的问题，从而对GAAFET的性能造成不利影响。有鉴于此，需要开发出新的制作方法以克服上述问题。
为此，鸿海于2021年10月8日申请了一项名为“半导体结构的制作方法”的发明专利（申请号: 202111170622.5），申请人为鸿海精密工业股份有限公司。
图1a 半导体结构的制作方法过程图
图1a为半导体结构的制作方法过程图，该制作方法可应用于制作纳米片场效晶体管、纳米线场效晶体管、全环绕闸极场效晶体管等。制作方法主要如下：形成多层堆叠10A于基板20上。多层堆叠包括交替堆叠的复数个半导体层12A和复数个牺牲层14A。半导体层包括硅、碳化硅或磷化硅，掺杂有V族元素，牺牲层包括硅锗、锗或锗锡，掺杂有III族元素。
牺牲层含有锗，锗浓度由下往上呈等差递减。形成多层堆叠的方法如下：首先形成第一牺牲层于基板上，然后第一半导体层形成于第一牺牲层上，第二牺牲层再依次形成于第一半导体层上，其中第二牺牲层的锗浓度低于第一牺牲层的锗浓度。最后使第二半导体层形成于于第二牺牲层上。重复进行上述操作，可形成锗浓度由下往上递减的牺牲层。
多层堆叠中的各层具有小的厚度，并由下往上等差递增。形成多层堆叠包括以下操作：首先形成第一牺牲层于基板上，然后形成第一半导体层于第一牺牲层上，再将第二牺牲层形成于第一半导体层上，最后将第二半导体层形成于第二牺牲层上，其中第二半导体层的厚度大于第一半导体层的厚度。重复进行上述操作，可形成厚度由下往上递增的这些半导体层。
图1b 半导体结构的制作方法过程图
如图所示，然后对多层堆叠及基板进行图案化，形成堆叠结构10B及鳍片22。堆叠结构包括复数个半导体层12B和复数个牺牲层14B。鳍片为在基板中图案化的半导体带。再于基板20上及相邻鳍片22间形成浅沟槽隔离区域300。STI区域围绕鳍片的至少一部分，使堆叠结构至少一部分自相邻的STI区域突出。接着在堆叠结构上形成虚拟闸极结构400。虚拟闸极结构包括虚拟介电层410及虚拟闸极420。然后将间隙壁510形成于虚拟闸极结构的两侧，移除未被二者覆盖的堆叠结构的部分且移除鳍片的上部以形成凹槽R。之后蚀刻堆叠结构中的牺牲层暴露的侧壁，以在相邻的半导体层之间形成凹陷。
简而言之，鸿海的半导体专利，通过在堆叠结构中使牺牲层的锗浓度由下往上递减，且半导体层及牺牲层的厚度都由下往上递增，能够有效补偿蚀刻工艺所造成的半导体层形状不均及变形问题。
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