晶体管装置制造方法及图纸

晶体管装置包括：通道，位于通道的第一侧上的第一源极/漏极区域，位于通道的与通道第一侧相对的第二侧上的第二源极/漏极区域，以及设置在通道与第一源极/漏极区域之间的穿隧阻障层，此穿隧阻障层适合于当晶体管装置处于断态时抑制能带间穿隧。

【技术实现步骤摘要】
晶体管装置
本揭示内容是关于晶体管装置、半导体装置及形成晶体管装置的方法，特别是关于具有穿隧阻障层的晶体管装置及半导体装置及形成晶体管装置的方法。
技术介绍
在半导体集成电路(IC)行业中，IC材料和设计的技术进步已经产生了若干代IC，其中每一代比上一代具有更小和更复杂的电路。在IC进化过程中，功能密度(亦即，每晶片面积的互连设备数量)已经普遍增大，而几何尺寸(亦即，使用制造制程可产生的最小部件(或者接线))已经减小。此按比例缩小过程通常通过提高生产效率及降低相关成本来提供益处。此类按比例缩小亦已经增大了IC处理及制造的复杂性。集成电路中的常用设备是晶体管。典型的晶体管基于施加在栅极处的电压及晶体管类型允许或者禁止电流在源极端与漏极端之间流动。特别地，当晶体管处于通态时，允许电流在源极端与漏极端之间流动。当晶体管处于断态时，禁止电流在源极端与漏极端之间流动。通常，即使处于断态，电流亦可能经由晶体管装置泄漏。期望尽可能减少此漏电流。
技术实现思路
根据一个实例，晶体管装置包括通道，位于通道的第一侧上的第一源极/漏极区域，位于通道的与通道第一侧相对的第二侧上的第二源极/漏极区域，以及设置在通道与第一源极/漏极区域之间的穿隧阻障层，此穿隧阻障层适合于当晶体管装置处于断态时抑制能带间穿隧。附图说明当结合附图阅读以下详细描述时，本揭示案的各态样将最易于理解。应注意的是，根据行业标准操作规程，各种特征结构可能并非按比例绘制。事实上，为了论述的清晰性，可以任意地增大或减小各种特征结构的尺寸。图1为根据本文所描述原理的一个实例图示具有穿隧阻障层的例示性晶体管装置的附图；图2A为根据本文所描述原理的一个实例，图示具有穿隧阻障层的晶体管装置中的例示性断态能隙的曲线图；图2B为根据本文所描述原理的一个实例，图示具有穿隧阻障层的晶体管装置中的例示性通态能隙的曲线图；图3A为根据本文所描述原理的一个实例，图示具有穿隧阻障层的晶体管装置中的例示性断态能隙的曲线图；图3B为根据本文所描述原理的一个实例，图示具有穿隧阻障层的晶体管装置中的例示性通态能隙的曲线图；图4A及图4B为根据本文所描述原理的一个实例，图示具有穿隧阻障层的例示性鳍结构晶体管装置的附图；图5为根据本文所描述原理的一个实例，图示具有穿隧阻障层的例示性垂直晶体管结构的附图；图6A为根据本文所描述原理的一个实例，图示具有两个穿隧阻障层的例示性晶体管装置的附图；图6B为根据本文所描述原理的一个实例，图示具有两个穿隧阻障层的晶体管装置中的例示性断态能隙的曲线图；图7为根据本文所描述原理的一个实例，图示在通道顶部上具有穿隧阻障层的例示性晶体管装置的附图；图8为根据本文所描述原理的一个实例，图示用于形成具有穿隧阻障层的晶体管装置的例示性方法的流程图；图9为根据本文所描述原理的一个实例，图示用于通过替换通道的部分来形成穿隧阻障层的例示性方法的流程图；图10为根据本文所描述原理的一个实例，图示用于形成邻近于栅极堆叠的穿隧阻障层的例示性方法的流程图；图11为根据本文所描述原理的一个实例，图示用于形成具有穿隧阻障层的垂直晶体管结构的例示性方法的流程图；图12为根据本文所描述原理的一个实例，图示具有穿隧阻障层的晶体管中的例示性断态能隙的附图，此穿隧阻障层适合于用于限制直接的源极至漏极穿隧；图13为根据本文所描述原理的一个实例，图示具有穿隧阻障层的晶体管中的例示性断态能隙的附图，此穿隧阻障层适合于用于限制双共振能带间穿隧及能带间穿隧两者；图14为根据本文所描述原理的一个实例，图示比较不具有穿隧阻障层的设备与具有穿隧阻障层的设备的模拟结果的曲线图；图15为根据本文所描述原理的一个实例，比较不具有穿隧阻障层的设备与具有适合于减少共振穿隧的穿隧阻障层的设备的模拟结果的曲线图；图16为根据本文所描述原理的一个实例，图示比较不具有穿隧阻障层的设备与具有一个穿隧阻障层的设备及具有两个穿隧阻障层的设备的模拟结果的曲线图。具体实施方式以下揭示内容提供用于实施所提供标的的不同特征的许多不同的实施例或实例。部件及配置的特定实例描述如下，以简化本案揭示内容。这些实例当然仅为实例并且并不意欲作为限制。例如，以下描述中在第二特征结构上方或上面形成第一特征结构可包括其中这些第一和第二特征结构是以直接接触形成的实施例，并且亦可包括其中可在这些第一和第二特征结构之间形成额外的特征结构以使得这些第一和第二特征结构可不直接接触的实施例。此外，本揭示案可在各个实例中重复参考数字及/或字母。此重复是出于简洁明了的目的并且其本身并非指示所论述的各个实施例及/或配置之间的关系。此外，空间相对术语，诸如“在...下面”、“在……下方”、“在……下部”、“在……上方”、“在……上面”等等，可在本文中出于便于描述的目的用于描述如附图所示的一个元件或特征结构与另一元件或特征结构的关系。这些空间相对术语意欲涵盖使用或操作中的设备除了在附图中描述的取向以外的不同取向。装置可以其他方式取向(旋转90度或者为其他取向)，并且本文使用的空间相对描述词可据此类似地解释。如上所述，期望减少处于断态的晶体管装置的漏电流量。漏电流可由各种因素引起，包括能带间穿隧、共振穿隧，以及直接的源极至漏极穿隧。根据本文所描述的原理，穿隧阻障层位于通道与源极与漏极区域之间。穿隧阻障层可具有抑制漏电流，同时对通态电流具有最小影响的各种特性。在一个实例中，穿隧阻障层表现出比通道更低的价带，由此增大了穿隧阻障层内价带与导带之间的能隙。穿隧阻障层的能隙可通过具有不同材料而变得与通道的能隙不同。在一些情况中，穿隧阻障层亦可被掺杂，且不同于通道及源极或漏极。图1为图示具有穿隧阻障层112的例示性晶体管装置100的附图。根据本实例，晶体管装置100形成于基板102中。此晶体管装置100包括栅极106、通道104、第一源极/漏极区域108、第二源极/漏极区域110，以及穿隧阻障层112。基板102可为半导体基板，诸如硅基板。在一些情况中，基板可基于其上所形成的晶体管的类型而经掺杂。例如，对于N型晶体管，基板102可掺杂有P型掺杂剂。对于P型晶体管，基板102可掺杂有N型掺杂剂。第一源极/漏极区域108及第二源极/漏极区域110可为高度掺杂的区域。在N型晶体管的情况下，第一源极/漏极区域108及第二源极/漏极区域110可掺杂有N型掺杂剂。在P型晶体管的情况下，第一源极/漏极区域108及第二源极/漏极区域110可掺杂有P型掺杂剂。第一源极/漏极区域108及第二源极/漏极区域110两者可连接至导电触点(未图示)。经由此类触点，电流可穿过第一源极/漏极区域108与第二源极/漏极区域110之间的晶体管。栅极106可由导电材料构成，诸如金属或聚硅。栅极106可包括栅极堆叠，此栅极堆叠包括多层各种材料。例如，栅极堆叠可包括高k介电层及许多金属层。栅极106亦可连接至触点。经由栅极106的触点施加至栅极106的电压位准可决定晶体管装置100是处于断态还是通态。通道104可包含半导体材料，诸如硅。在一些情况中，通道104可包含高迁移率的半导体材料。高迁移率材料是具有比硅更高的迁移率的材料。高迁移率材料包括硅锗(SiGe)、砷化铟(InAs)，或者锑化铟(InSb)。因为此类高迁移率的半导体材料在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种晶体管装置，其特征在于，包括：一通道；一第一源极/漏极区域，该第一源极/漏极区域位于该通道的一第一侧上；一第二源极/漏极区域，该第二源极/漏极区域位于该通道的与该通道的该第一侧相对的一第二侧上；以及一穿隧阻障层，该穿隧阻障层设置在该通道与该第一源极/漏极区域之间，该穿隧阻障层适合于当该晶体管装置处于一断态时抑制能带间穿隧。

【技术特征摘要】
2015.12.29 US 14/982,5011.一种晶体管装置，其特征在于，包括：一通道；一第一源极/漏极区域，该第一源极/漏极区域位于该通道的一第一侧上；一第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：雅利安·阿弗萨蓝，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71