鳍式场效应晶体管制造技术

一种半导体器件，包括：半导体衬底，该半导体衬底中形成有隔离区；以及鳍状半导体结构，该鳍状半导体结构竖直地突出到隔离区之上并沿第一方向横向地延伸。另外，该器件包括包覆鳍状半导体结构的沟道区的栅极电介质和包覆栅极电介质的栅电极。沟道区沿第一方向介于源极区与漏极区之间，并且具有倾斜的侧壁和从沟道区的基部朝向顶部连续地减小的宽度。沟道区包括体积反转区，该体积反转区具有大于沟道区的总高度的约25％的高度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】鳍式场效应晶体管
技术介绍
公开的技术大体上涉及半导体器件，更具体地涉及鳍状场效应晶体管(finFET)。
晶体管的物理缩小在每一代技术中不断构成新的挑战。技术创新诸如应变工程(如应变硅)和替代材料(如高K栅极电介质和金属栅极)已经使制造商能够不断缩小晶体管，以使沟道长度短至20-30nm。对于高性能逻辑应用，所推荐的将晶体管物理缩小以使沟道长度在20-30nm以下的途径包括：绝缘体上硅(SOI)技术，在该技术中，使用形成在埋置绝缘体层上的超薄硅层来形成晶体管沟道以进一步缩小晶体管；以及多栅极晶体管，诸如双栅极和三栅极晶体管，在多栅极晶体管中使用薄板坯(如竖直的鳍状)结构来形成二维或三维晶体管沟道。对于后一种方法，在竖直和水平两个方向上缩小晶体管的沟道区的物理尺寸(如高度、宽度)同时保持高导通电流和导通/关断比仍然是一个挑战。
技术实现思路
一方面，半导体器件包括：半导体衬底，该半导体衬底中形成有隔离区；以及鳍状半导体结构，该鳍状半导体结构竖直地突出到隔离区之上并沿第一方向横向地延伸。另外，该器件包括包覆鳍状半导体结构的沟道区的栅极电介质和包覆栅极电介质的栅电极。沟道区沿第一方向介于源极本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体器件，包括：半导体衬底，所述半导体衬底中形成有隔离区；鳍状半导体结构，所述鳍状半导体结构竖直地突出到所述隔离区之上并沿第一方向横向地延伸；以及包覆所述鳍状半导体结构的沟道区的栅极电介质以及包覆所述栅极电介质的栅电极，所述沟道区沿所述第一方向介于源极区与漏极区之间，其中，所述沟道区具有倾斜的侧壁，并且所述沟道区具有从所述沟道区的基部朝向顶部连续地减小的宽度，并且其中，所述沟道区包括体积反转区，所述体积反转区具有在约3nm至约4nm之间的最小宽度和在约4nm至约8nm之间的最大宽度，所述体积反转区还具有大于所述沟道区的总高度的约25％的高度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.15 US 14/570,9821.一种半导体器件，包括：半导体衬底，所述半导体衬底中形成有隔离区；鳍状半导体结构，所述鳍状半导体结构竖直地突出到所述隔离区之上并沿第一方向横向地延伸；以及包覆所述鳍状半导体结构的沟道区的栅极电介质以及包覆所述栅极电介质的栅电极，所述沟道区沿所述第一方向介于源极区与漏极区之间，其中，所述沟道区具有倾斜的侧壁，并且所述沟道区具有从所述沟道区的基部朝向顶部连续地减小的宽度，并且其中，所述沟道区包括体积反转区，所述体积反转区具有在约3nm至约4nm之间的最小宽度和在约4nm至约8nm之间的最大宽度，所述体积反转区还具有大于所述沟道区的总高度的约25％的高度。2.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述沟道区的总高度不超过34nm。3.根据权利要求2所述的半导体器件，其中，所述沟道区具有不超过16nm的最大基部宽度。4.根据权利要求3所述的半导体器件，其中，所述体积反转区的高度大于所述沟道区的总高度的约50％。5.根据权利要求3所述的半导体器件，其中，所述沟道区还包括形成在所述体积反转区之上的量子限制区，其中，所述量子限制区不超过所述沟道区的总高度的约20％。6.根据权利要求5所述的半导体器件，其中，所述沟道区还包括表面反转区，所述表面反转区形成在所述体积反转区之下，并且所述表面反转区具有的高度为所述沟道区的总高度的剩余部分且不超过所述沟道区的总高度的70％。7.根据权利要求5所述的半导体器件，其中，所述体积反转区具有一掺杂水平，使得在反转状况下，在与所述第一方向相交的第二方向上，贯穿所述沟道区所述体积反转区的导带能量和价带能量(EC，EV)小于体半导体材料的导带能量和价带能量(EC,BULK，EV,BULK)。8.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述鳍状半导体结构形成体半导体衬底的连续延伸部。9.根据权利要求1所述的半导体器件，还包括多个鳍状半导体结构，每个所述鳍状半导体结构均具有沟道区，其中，所述栅极电介质包覆每个沟道区，并且所述栅电极包覆所述栅极电介质。10.一种半导体器件，包括：半导体衬底；鳍状半导体...

【专利技术属性】
技术研发人员：金相亿，金九焕，
申请(专利权)人：金相亿，
类型：发明
国别省市：美国,US