[發明專利]一種半導體器件及其制造方法

在審

• 申請號: 202211009054.5
• 申請日: 2022-08-22
• 公開（公告）號: CN115332313A
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發明（設計）人: 何政;吳瓊;唐怡
• 申請（專利權）人: 長鑫存儲技術有限公司
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L29/08;H01L29/10;H01L29/78;H01L21/336
• 代理公司: 上海晨皓知識產權代理事務所(普通合伙) 31260
• 代理人: 成麗杰

本公開實施例涉及半導體領域，提供一種半導體器件及其制造方法，其中半導體器件包括：有源柱，有源柱包括溝道區以及分布于溝道區兩側的源漏區；柵極結構，柵極結構至少圍繞部分溝道區，溝道區包括外圍部和中心部，外圍部位于柵極結構與中心部之間，源漏區和外圍部均具有第一摻雜類型，中心部具有第二摻雜類型，第一摻雜類型為N型或者P型中的一者，第二摻雜類型為N型或者P型中的另一者。至少可以解決當前無結型場效應晶體管關斷困難、關斷效果不佳的問題。

技術領域

本公開實施例涉及半導體領域，特別涉及一種半導體器件及其制造方法。

背景技術

結型場效應晶體管(Junction Field-Effect Transistor，JFET)是一種半導體器件，是一種具有放大功能的三端有源器件，是單極場效應管中最簡單的一種，它可以分N溝道或者P溝道兩種。以N溝道為例，結型場效應晶體管是在同一塊N形半導體上制作兩個高摻雜的P區，并將它們連接在一起，所引出的電極稱為柵極，N型半導體兩端分別引出兩個電極，分別稱為漏極，源極。但隨著器件尺寸不斷微縮、源漏距離不斷縮小會導致短溝道效應。

為解決這一問題，提出無結型場效應晶體管(Junctionless Field EffectTransistor,JLFET)，與傳統結型場效應晶體管相比，無結型場效應晶體管的源極、溝道及漏極的雜質摻雜類型相同，無PN結，屬于多數載流子導電器件。無結型場效應晶體管的摻雜濃度梯度更為平緩，實現工藝更為簡單，同時對熱預算的限制較少，更有利于消除短溝道效應。

然而，目前無結型場效應晶體管存在關斷困難、關斷效果不佳的問題。

發明內容

本公開實施例提供一種半導體器件及其制造方法，至少有利于解決當前無結型場效應晶體管關斷困難、關斷效果不佳的問題。

根據本公開一些實施例，本公開實施例一方面提供一種半導體器件，包括有源柱，所述有源柱包括溝道區以及分布于所述溝道區兩側的源漏區；柵極結構，所述柵極結構至少圍繞部分所述溝道區，所述溝道區包括外圍部和中心部，所述外圍部位于所述柵極結構與所述中心部之間，所述源漏區和所述外圍部均具有第一摻雜類型，所述中心部具有第二摻雜類型，所述第一摻雜類型為N型或者P型中的一者，所述第二摻雜類型為N型或者P型中的另一者。

根據本公開另一些實施例，所述柵極結構為全環繞柵極結構；所述外圍部全環繞所述中心部，所述柵極結構全環繞所述外圍部。

根據本公開另一些實施例，所述柵極結構為局部環繞柵極結構，所述柵極結構環繞所述外圍部的部分表面。

根據本公開另一些實施例，所述有源柱的形狀包括圓柱或者長方體柱。

根據本公開另一些實施例，所述柵極結構為半環繞柵極結構；未被所述柵極結構覆蓋的所述溝道區露出所述中心部的表面。

根據本公開另一些實施例，所述有源柱為長方體柱，所述柵極結構環繞所述有源柱的部分頂面以及相對的部分側面，所述有源柱的底面露出所述中心部的表面。

根據本公開另一些實施例，所述柵極結構包括：相對設置且相分立的第一柵極結構以及第二柵極結構；所述外圍部包括：第一外圍部，所述第一外圍部位于所述第一柵極結構和所述中心部之間；第二外圍部，所述第二外圍部位于所述第二柵極結構和所述中心部之間。

根據本公開另一些實施例，所述外圍部的厚度與所述溝道區的厚度比值在0.01-0.95范圍內。

根據本公開另一些實施例，所述中心部的摻雜濃度為1×10¹⁵atom/cm³～1×10¹⁹atom/cm³。

根據本公開另一些實施例，所述外圍部的摻雜濃度小于或等于所述源漏區的摻雜濃度。