[發(fā)明專利]半導體器件及其溝道結構

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510565924.0
• 申請日: 2015-09-08
• 公開（公告）號: CN105470303B
• 公開（公告）日: 2018-07-17
• 發(fā)明（設計）人: 卡洛斯·H·迪亞茲;讓-皮埃爾·科林格
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/423
• 代理公司: 北京德恒律治知識產權代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;李偉

1.一種半導體器件，包括：

復合結構，包括：

內芯桿，包括芯柵極堆疊件并且基本沿著所述半導體器件的溝道方向延伸；以及

外部套管層，由2-D層狀溝道材料制成并且設置在所述內芯桿上，其中，所述內芯桿機械支撐所述半導體器件的溝道長度上的所述外部套管層。

2.根據權利要求1所述的器件，其中，所述外部套管層的縱向覆蓋范圍至少橫跨所述半導體器件的所述溝道長度延伸并且限定所述半導體器件的溝道區(qū)。

3.根據權利要求2所述的器件，

其中，所述內芯桿限定基本均勻的截面輪廓；

其中，所述外部套管層基本共形地環(huán)繞在所述內芯桿上；

其中，所述外部套管層包括單層結構和多層結構中的一種。

4.根據權利要求3所述的器件，所述外部套管層完整地套在所述內芯桿的截面輪廓上。

5.根據權利要求3所述的器件，其中，所述外部套管層部分地套在所述內芯桿的截面輪廓上，從而至少保留橫越在所述半導體器件的所述溝道長度上的所述外部套管層的邊。

6.根據權利要求5所述的器件，其中，所述外部套管層包括至少一種2-D拓撲絕緣體材料。

7.根據權利要求2所述的器件，其中，所述內芯桿包括垂直布置的圓柱，所述垂直布置的圓柱的帶隙比所述外部套管層的帶隙寬，并且所述垂直布置的圓柱基本垂直于下面的襯底的平面。

8.根據權利要求2所述的器件，其中，所述內芯桿包括垂直布置的芯柵極堆疊件，所述芯柵極堆疊件基本垂直于下面的襯底的平面。

9.根據權利要求8所述的器件，其中，所述芯柵極堆疊件包括金屬柵極材料和高k柵極電介質。

10.根據權利要求2所述的器件，其中，所述內芯桿包括橫向布置的圓柱，所述橫向布置的圓柱的帶隙比所述外部套管層的帶隙寬，并且所述橫向布置的圓柱基本平行于下面的襯底的平面。

11.根據權利要求2所述的器件，其中，所述內芯桿包括橫向布置的芯柵極堆疊件，所述芯柵極堆疊件基本平行于下面的襯底的平面。

12.根據權利要求11所述的器件，其中，所述芯柵極堆疊件包括金屬柵極材料和高k柵極電介質。

13.一種半導體器件，包括：

復合結構，包括：

內芯桿，包括芯柵極堆疊件并且基本沿著所述半導體器件的溝道方向延伸；和

外部套管層，由2-D層狀溝道材料制成并且設置在所述內芯桿上，其中，所述內芯桿機械支撐所述半導體器件的溝道長度上的所述外部套管層；

其中，所述外部套管層的中心部分橫越在所述半導體器件的所述溝道長度上，并且限定所述半導體器件的溝道區(qū)；

其中，所述外部套管層的相對的一對端部分別限定所述半導體器件的源極區(qū)和漏極區(qū)。

14.根據權利要求13所述的器件，其中，所述外部套管層的所述中心部分比所述外部套管層的相對的端部薄。

15.根據權利要求13所述的器件，還包括：全環(huán)柵結構，設置在所述溝道區(qū)處的所述外部套管層上。

16.根據權利要求15所述的器件，其中，所述全環(huán)柵結構包括金屬柵極材料和高k柵極電介質。

17.根據權利要求13所述的器件，其中，所述內芯桿包括芯柵極堆疊件，所述芯柵極堆疊件包括金屬柵極材料和高k柵極電介質。