[發明專利]一種環柵晶體管及其制造方法

在審

• 申請號: 202210471119.1
• 申請日: 2022-04-28
• 公開（公告）號: CN114899236A
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: 李永亮;趙飛;羅軍;王文武
• 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;H01L29/165;H01L21/336
• 代理公司: 北京知迪知識產權代理有限公司 11628
• 代理人: 梁佳美

1.一種環柵晶體管，其特征在于，包括：襯底，

形成在襯底上的堆疊結構；所述堆疊結構包括源區、漏區和至少一層納米片；所述至少一層納米片位于所述源區和所述漏區之間，所述至少一層納米片分別與所述源區和所述漏區接觸；

形成在所述襯底與所述堆疊結構之間的含鍺半導體結構；所述含鍺半導體結構的寬度小于所述至少一層納米片的寬度；所述含鍺半導體結構中鍺的含量高于所述至少一層納米片中鍺的含量；所述至少一層納米片與所述含鍺半導體結構之間具有空隙；

以及環繞在至少一層納米片外周的柵堆疊。

2.根據權利要求1所述的環柵晶體管，其特征在于，沿著所述襯底的厚度方向，所述含鍺半導體結構各部分的材質均相同。

3.根據權利要求1所述的環柵晶體管，其特征在于，所述含鍺半導體結構位于所述源區和所述漏區下方的部分為第一半導體部；所述含鍺半導體結構位于所述至少一層納米片下方的部分為第二半導體部；所述第二半導體部的頂部高度大于零、且小于所述第一半導體部的頂部高度。

4.根據權利要求1所述的環柵晶體管，其特征在于，所述含鍺半導體結構的寬度為5nm至15nm；

和/或，

所述至少一層納米片的材質為Si_1-xGe_x；所述含鍺半導體結構的材質為Si_1-yGe_y；其中，0≤x≤1，0＜y≤1，y-x≥0.2。

5.根據權利要求1～4任一項所述的環柵晶體管，其特征在于，所述含鍺半導體結構中摻雜有濃度為1E17cm^-3至5E18cm^-3的P型雜質或N型雜質；所述含鍺半導體結構中雜質的摻雜類型與所述源區和所述漏區中雜質的摻雜類型相反；

和/或，

所述環柵晶體管還包括淺槽隔離結構；所述淺槽隔離結構形成在所述襯底暴露在所述含鍺半導體結構之外的部分上；所述柵堆疊位于所述含鍺半導體結構和所述淺槽隔離結構上；所述含鍺半導體結構的頂部高度小于等于所述淺槽隔離結構的頂部高度。

6.一種環柵晶體管的制造方法，其特征在于，包括：

提供一襯底；

在所述襯底上堆疊結構和含鍺半導體結構；所述堆疊結構包括源區、漏區和至少一層納米片；所述至少一層納米片位于所述源區和所述漏區之間，所述至少一層納米片分別與所述源區和所述漏區接觸；所述含鍺半導體結構位于所述襯底與所述堆疊結構之間；所述含鍺半導體結構的寬度小于所述至少一層納米片的寬度；所述含鍺半導體結構中鍺的含量高于所述至少一層納米片中鍺的含量；所述至少一層納米片與所述含鍺半導體結構之間具有空隙；

形成環繞在至少一層納米片外周的柵堆疊。

7.根據權利要求6所述的環柵晶體管的制造方法，其特征在于，所述在所述襯底上堆疊結構和含鍺半導體結構，包括：

在所述襯底上形成鰭狀結構；所述鰭狀結構至少包括含鍺半導體層、以及形成在所述含鍺半導體層上的至少一層疊層；每層疊層包括犧牲層、以及位于所述犧牲層上的溝道層；

沿所述含鍺半導體層的寬度方向，選擇性刻蝕所述含鍺半導體層，以使所述含鍺半導體層的寬度等于所述含鍺半導體結構的寬度；

在所述襯底暴露在所述鰭狀結構之外的部分上形成淺槽隔離結構；所述鰭狀結構暴露在所述淺槽隔離結構之外的部分為鰭部；所述鰭部包括源形成區、漏形成區、以及位于源形成區和漏形成區之間的過渡區；

對所述源形成區和漏形成區進行處理，以形成所述源區和所述漏區；并去除每層所述犧牲層位于所述過渡區內的部分，使得每層所述溝道層位于過渡區內的部分形成相應層所述納米片；所述含鍺半導體層的剩余部分形成所述含鍺半導體結構。