[發明專利]半導體器件及其制造方法及包括該器件的電子設備

有效

• 申請號: 201710530298.0
• 申請日: 2017-06-30
• 公開（公告）號: CN107887442B
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 朱慧瓏
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/36;H01L29/10;H01L21/336
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 倪斌

1.一種半導體器件，包括：

襯底；

依次疊置在襯底上的第一源/漏層、溝道層和第二源/漏層；以及

繞溝道層的外周形成的柵堆疊，其中，所述柵堆疊在靠近溝道層一側的端部的頂面與溝道層的上表面基本共面，該端部的底面與溝道層的下表面基本共面，柵堆疊的柵介質層中至少部分柵介質層呈轉了90度的U形；

第二源/漏層包括與溝道層鄰接的種子層以及形成在所述種子層上的帶應力的第一半導體材料。

2.根據權利要求1所述的半導體器件，還包括：應力增強層，所述應力增強層與所述種子層和/或第一源/漏層鄰接。

3.根據權利要求1所述的半導體器件，其中，帶應力的第一半導體材料形成沿器件中電流流動方向的應力。

4.根據權利要求3所述的半導體器件，其中，

對n型器件，沿電流流動方向的應力是拉應力；或者

對p型器件，沿電流流動方向的應力是壓應力。

5.根據權利要求1所述的半導體器件，其中，溝道層的外周相對于第一、第二源/漏層的外周凹入，柵堆疊嵌于溝道層的外周相對于第一、第二源/漏層的外周形成的凹入中。

6.根據權利要求1所述的半導體器件，其中，第一源/漏層與溝道層之間和/或溝道層與第二源/漏層之間具有晶體界面和/或摻雜濃度界面。

7.根據權利要求1所述的半導體器件，其中，

第一半導體材料在無應變時的晶格常數大于種子層材料在無應變時的晶格常數，在溝道層中產生壓應力；或者

第一半導體材料在無應變時的晶格常數小于種子層材料在無應變時的晶格常數，在溝道層中產生拉應力。

8.根據權利要求1所述的半導體器件，其中，溝道層包括溝道層單晶半導體材料。

9.根據權利要求1所述的半導體器件，其中，溝道層靠近第一源/漏層和第二源/漏層的端部具有摻雜分布。

10.根據權利要求1所述的半導體器件，還包括：

在襯底上形成的隔離層，其中隔離層的頂面靠近溝道層與第一源/漏層之間的界面或者處于溝道層的頂面與底面之間。

11.根據權利要求1所述的半導體器件，其中，第一源/漏層和第二源/漏層的種子層包括相同的半導體材料。

12.根據權利要求1所述的半導體器件，其中，

第一源/漏層是襯底的一部分，溝道層是在襯底上外延生長的半導體層，第二源/漏層是在溝道層上外延生長的半導體層；或者

第一源/漏層是在襯底上外延生長的半導體層，溝道層是在第一源/漏層上外延生長的半導體層，第二源/漏層是在溝道層上外延生長的半導體層。

13.根據權利要求1所述的半導體器件，其中，

對于p型器件，第一半導體材料是第一SiGe，種子層材料是第二SiGe，且第一SiGe中的Ge濃度大于第二SiGe中的Ge濃度；或者

對于n型器件，第一半導體材料是第一SiGe，種子層材料是第二SiGe，且第一SiGe中的Ge濃度小于第二SiGe中的Ge濃度。

14.根據權利要求1所述的半導體器件，其中，溝道層包括與第一源/漏層的半導體材料、第二源/漏層中與溝道層相鄰部分的半導體材料不同的半導體材料。

15.根據權利要求1所述的半導體器件，其中，第二源/漏層的第一半導體材料包括SiGe、Si：C、GeSn或III-V族化合物半導體材料。

16.根據權利要求1所述的半導體器件，其中，溝道層包括SiGe、Si：C、Ge或III-V族化合物半導體材料。