[发明专利]体接触的混合表面绝缘体上半导体结构及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件，更具体而言，涉及形成在绝缘体上半导体 (SOI)衬底上的体接触的混合表面绝缘体上半导体(HSSOI)器件及其 制造方法。

背景技术

混合表面绝缘体上半导体(HSSOI)器件是指采用绝缘体上半导体 (SOI)衬底的顶部半导体层的侧壁而形成的半导体器件。HSSOI器件可 以与平面半导体器件形成在同一SOI衬底上，所述平面半导体器件采用与 顶部半导体层的顶面平行的半导体表面。

HSSOI器件的电特性显示典型的SOI器件的特征。具体而言，浮体 效应限制了HSSOI器件的性能参数。最优化HSSOI器件的功率和性能优 点的重要因素为对浮体电压的精确控制。

发明内容

本发明的实施例提供一种具有被电连接到源极的体的混合表面绝缘体 上半导体(HSSOI)金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)，由此 最小化或消除HSSOI MOSFET的浮体效应。

根据本发明的一个方面，将绝缘体上半导体(SOI)衬底的顶部半导 体层的一部分构图为具有基本上垂直侧壁的半导体鳍片(fin)。半导体鳍 片的体区域的一部分暴露在两个源极区域之间的半导体鳍片的顶面上，两 个源极区域具有与半导体鳍片的体区域相反的导电类型的掺杂。直接在两 个源极区域上和在两个源极区域之间的暴露的体区域的顶面上形成金属半 导体合金部分。通过离子注入增加体区域的暴露的顶部的掺杂浓度，以向 体区域提供低电阻接触。由此形成的混合表面绝缘体上半导体(HSSOI) 金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)具有被电连接到源极区域的 体区域。

根据本发明的另一方面，提供一种半导体结构，包括：半导体鳍片， 其具有第一侧壁、第二侧壁、以及基本上水平的顶面，并直接位于绝缘体 层上，其中所述第一和第二侧壁基本上彼此平行并基本上沿垂直方向；体 区域，其位于所述半导体鳍片内并具有第一导电类型的掺杂，且垂直地邻 接所述绝缘体层；第一源极区域，其位于所述半导体鳍片的第一端内并直 接在所述第一侧壁上，且具有第二导电类型的掺杂，其中所述第二导电类 型与所述第一导电类型相反；第二源极区域，其位于所述半导体鳍片的所 述第一端内并直接在所述第二侧壁上，且具有所述第二导电类型的掺杂； 以及金属半导体合金部分，其邻接所述第一源极区域、所述第二源极区域、 以及所述半导体鳍片的具有所述第一导电类型的掺杂并位于所述第一源极 区域与所述第二源极区域之间的部分的顶面。

所述半导体结构可以为金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)， 其具有直接位于所述第一侧壁之下的第一沟道和直接位于所述第二侧壁之 下的第二沟道，其中电流在所述第一沟道和所述第二沟道中分别沿所述第 一侧壁和所述第二侧壁在水平方向上流动。

根据本发明的另一方面，提供一种形成半导体结构的方法，其包括以 下步骤：形成半导体鳍片，所述半导体鳍片具有第一侧壁、第二侧壁、以 及基本上水平的顶面，并直接位于绝缘体层上，且具有第一导电类型的掺 杂，其中所述第一和第二侧壁基本上彼此平行并基本上沿垂直方向；直接 在所述半导体鳍片的第一端内的所述第一侧壁上形成具有第二导电类型的 掺杂的第一源极区域，其中所述第二导电类型与所述第一导电类型相反； 直接在所述半导体鳍片的所述第一端内的所述第二侧壁上形成具有所述第 二导电类型的掺杂的第二源极区域；以及直接在所述第一源极区域、所述 第二源极区域、以及所述半导体鳍片的具有所述第一导电类型的掺杂并位 于所述第一源极区域与所述第二源极区域之间的部分的顶面上形成金属半 导体合金部分。

本发明的实施例提供了一种混合表面绝缘体上半导体(HSSOI)金属 氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)，其具有可以选择性地泄漏到源 极的体，由此最优化HSSOI MOSFET的浮体效应。