[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: 201710531811.8
• 申請日: 2017-06-30
• 公開（公告）號: CN107887444B
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 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;H01L21/336;H01L21/8238;H01L27/092
• 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；

在相對于襯底的豎直方向上依次疊置在襯底上的第一源/漏層、溝道層和第二源/漏層，其中，溝道層包括第一半導體材料和繞第一半導體材料外周形成的第二半導體材料；以及

繞溝道層的外周形成的柵堆疊，

其中，所述半導體器件包括形成于第一半導體材料中的體區，

其中，第一半導體材料呈柱狀，第二半導體材料包括沿柱狀的第一半導體材料的側壁延伸的豎直部分以及分別從所述豎直部分的上下兩端沿著遠離所述豎直部分的方向橫向延伸的橫向部分，從而第二半導體材料在截面圖中呈C形。

2.根據權利要求1所述的半導體器件，其中，在襯底上設置有多個所述半導體器件，其中至少部分半導體器件的體區相互電隔離。

3.根據權利要求1或2所述的半導體器件，其中，第一源/漏層、溝道層和第二源/漏層包括單晶半導體材料。

4.根據權利要求1所述的半導體器件，其中，

第一源/漏層包括靠近其外周表面的用作所述半導體器件的第一源/漏區的重摻雜區以及所述重摻雜區內側的基本未摻雜或輕摻雜區，

第二源/漏層包括靠近其外周表面的用作所述半導體器件的第二源/漏區的重摻雜區以及所述重摻雜區內側的基本未摻雜或輕摻雜區，

體區基本未摻雜或輕摻雜，且與第一源/漏層和第二源/漏層中至少之一的所述基本未摻雜或輕摻雜區形成歐姆接觸，

其中，所述半導體器件還包括：用于向體區施加偏置的接觸部。

5.根據權利要求1所述的半導體器件，包括：

分別形成于所述第一源/漏層與所述第二源/漏層中的第一源/漏區和第二源/漏區；以及

第一源/漏區和第二源/漏區之間、位于所述體區外側的溝道區，

其中，體區相對于所述半導體器件的溝道區形成超陡阱結構。

6.根據權利要求1所述的半導體器件，包括：

分別形成于所述第一源/漏層與所述第二源/漏層中的第一源/漏區和第二源/漏區；以及

第一源/漏區和第二源/漏區之間、位于所述體區外側的溝道區，其中，體區、所述半導體器件的溝道區以及柵堆疊中的柵介質層形成量子阱結構。

7.根據權利要求1所述的半導體器件，包括：

分別形成于所述第一源/漏層與所述第二源/漏層中的第一源/漏區和第二源/漏區；以及

第一源/漏區和第二源/漏區之間、位于所述體區外側的溝道區，其中，體區與所述半導體器件的溝道區之間存在摻雜界面或晶體界面。

8.根據權利要求1所述的半導體器件，其中，溝道層與第二源/漏層在相對于襯底的豎直方向上中心對準，柵堆疊與溝道層實質上共面，

其中，柵堆疊包括柵導體層以及柵介質層，柵介質層包括介于柵導體層與溝道層之間的部分以及在柵導體層的上下表面上延伸的部分。

9.根據權利要求1所述的半導體器件，其中，所述半導體器件的溝道區基本上形成在第二半導體材料中。

10.根據權利要求1所述的半導體器件，其中，第一半導體材料的外周相對于第一源/漏層、第二源/漏層的外周凹入，且第二半導體材料形成在第一半導體材料的外周相對于第一源/漏層、第二源/漏層的外周形成的凹入中，其中，第二半導體材料的橫向部分分別沿著第一源/漏層的上表面和第二源/漏層的下表面延伸。

11.根據權利要求1所述的半導體器件，其中，第二半導體材料相對于第一源/漏層、第二源/漏層和第一半導體材料中至少之一形成異質結。

12.根據權利要求1所述的半導體器件，其中，

對于n型器件，器件開態下在第二半導體材料中的電子濃度大于在第一半導體材料的電子濃度；

對于p型器件，器件開態下在第二半導體材料中的空穴濃度大于在第一半導體材料的空穴濃度。