[發(fā)明專利]用于認(rèn)知器件的高電阻讀出FET

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201880068555.6
• 申請日: 2018-10-22
• 公開（公告）號(hào): CN111247641B
• 公開（公告）日: 2023-08-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: E.萊奧班鄧格
• 申請（專利權(quán)）人: 國際商業(yè)機(jī)器公司
• 主分類號(hào): H01L29/78
• 分類號(hào): H01L29/78
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 王蕊瑞

一種半導(dǎo)體器件包括形成在晶體管結(jié)構(gòu)中的源極區(qū)和漏極區(qū)。溝道區(qū)設(shè)置在源極區(qū)和漏極區(qū)之間。在溝道區(qū)上形成包覆層，該包覆層包括半導(dǎo)體材料。在包覆層上形成柵極結(jié)構(gòu)的柵極電介質(zhì)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明一般涉及場效應(yīng)晶體管(FET)，更具體地說，涉及用于認(rèn)知器件電路的具有高電阻讀出的垂直設(shè)置的FET。

背景技術(shù)

認(rèn)知器件電路可以包括神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)或其他機(jī)器學(xué)習(xí)設(shè)備結(jié)構(gòu)。典型的晶體管操作優(yōu)選較高電流以減少信號(hào)延遲。然而，較高電流晶體管器件可能不適合于許多認(rèn)知器件電路，認(rèn)知器件電路可能需要較低電流規(guī)格以用于適當(dāng)操作。

因此，在本領(lǐng)域中需要解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容

從第一方面來看，本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體器件，包括：形成在晶體管結(jié)構(gòu)中的源極區(qū)和漏極區(qū)；溝道區(qū)，設(shè)置在源極區(qū)與漏極區(qū)之間；形成在溝道區(qū)上的包覆層(claddinglayer)，包覆層包括半導(dǎo)體材料；以及形成在包覆層上的柵極結(jié)構(gòu)的柵極電介質(zhì)。

從另一方面來看，本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體裝置，包括：襯底；形成在襯底上的交叉開關(guān)柵格，該交叉開關(guān)柵格包括第一線和橫向于所述第一線形成的第二線；形成在交叉開關(guān)柵格的第一和第二線的交叉處的晶體管，所述晶體管包括具有比正常(normal)晶體管低的溝道電流的低電流晶體管，所述低電流晶體管包括本發(fā)明的半導(dǎo)體器件。

從另一方面來看，本發(fā)明提供了一種用于形成半導(dǎo)體器件的方法，包括：在低電流器件區(qū)域中的晶體管結(jié)構(gòu)上形成摻雜的包覆層；在在所述低電流器件區(qū)中的包覆層上以及在正常器件區(qū)中的晶體管結(jié)構(gòu)上形成柵極結(jié)構(gòu)；選擇性地蝕刻所述包覆層以使所述包覆層橫向凹陷到低于所述柵極電介質(zhì)，從而在所述低電流器件區(qū)中形成用于低電流器件的凹陷；形成填充所述低電流器件中的所述凹陷的間隔物(spacer)；以及在柵極結(jié)構(gòu)的相對側(cè)上形成源極區(qū)和漏極區(qū)，以在低電流器件區(qū)中形成低電流器件，并在正常器件區(qū)中形成正常器件。

從另一方面來看，本發(fā)明提供了一種用于形成半導(dǎo)體器件的方法，包括：在襯底上形成硬掩模層；將所述硬掩模層和晶體管結(jié)構(gòu)圖案化到所述襯底中；從低電流器件區(qū)中的晶體管結(jié)構(gòu)上方去除硬掩模；在所述低電流器件區(qū)中的所述晶體管結(jié)構(gòu)上生長摻雜的包覆層；從正常器件區(qū)去除硬掩模；在所述低電流器件區(qū)中的所述包覆層之上以及在所述正常器件區(qū)中的所述晶體管結(jié)構(gòu)上形成柵極結(jié)構(gòu)；選擇性地蝕刻所述包覆層以使所述包覆層橫向凹陷到低于所述柵極電介質(zhì)，從而在所述低電流器件區(qū)中形成用于低電流器件的凹陷；形成填充所述低電流器件中的所述凹陷的間隔物；以及在柵極結(jié)構(gòu)的相對側(cè)上形成源極區(qū)和漏極區(qū)，以在低電流器件區(qū)中形成低電流器件，并在正常器件區(qū)中形成正常器件。

從另一方面來看，本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體裝置，包括：襯底；形成在所述襯底上的交叉開關(guān)柵格，所述交叉開關(guān)柵格包括第一線和橫向于所述第一線形成的第二線；形成在交叉開關(guān)柵格的第一和第二線的交叉處的晶體管，所述晶體管包括低電流晶體管，所述低電流晶體管具有比普通晶體管低的溝道電流，所述低電流晶體管包括：源極區(qū)和漏極區(qū)，所述源極區(qū)和所述漏極區(qū)設(shè)置在所述襯底上；溝道區(qū)，設(shè)置在所述源極區(qū)與所述漏極區(qū)之間；形成在溝道區(qū)上的包覆層；以及形成在包覆層上的柵極結(jié)構(gòu)的柵極電介質(zhì)。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，半導(dǎo)體器件包括形成在晶體管結(jié)構(gòu)中的源極區(qū)和漏極區(qū)。溝道區(qū)設(shè)置在源極區(qū)和漏極區(qū)之間。在溝道區(qū)上形成包覆層，并且包覆層包括半導(dǎo)體材料。在包覆層上形成柵極結(jié)構(gòu)的柵極電介質(zhì)。

根據(jù)另一實(shí)施例的另一種半導(dǎo)體器件包括：襯底；形成在所述襯底上的交叉開關(guān)柵格，所述交叉開關(guān)柵格包括第一線和橫向于所述第一線形成的第二線；以及形成在所述交叉柵格的第一線和第二線的交叉點(diǎn)處的晶體管。晶體管包括具有比正常晶體管低的溝道電流的低電流晶體管。所述低電流晶體管包括設(shè)置在所述襯底上的源極區(qū)和漏極區(qū)、設(shè)置在所述源極區(qū)和所述漏極區(qū)之間的溝道區(qū)；形成在溝道區(qū)上的包覆層；以及形成在包覆層上的柵極結(jié)構(gòu)的柵極電介質(zhì)。