[发明专利]半导体器件及其制造方法

权利要求书

1.一种半导体器件，包括

在半导体衬底上方的半导体材料层中形成的半导体材料的鳍片，所述鳍片包括垂直于半导体衬底表面的两个相对侧面；

紧邻鳍片的两端设置半导体衬底(21)中的源区(12)和漏区(13)，所述鳍片桥接所述源区(12)和漏区(13)；

设置在鳍片的中间部分的沟道区(11)；以及

设置在鳍片的一个侧面上的栅极电介质(14)和栅极(15)的叠层，所述栅极(15)与所述沟道区(11)之间由所述栅极电介质(14)隔离，

其中，所述栅极电介质(14)和栅极(15)的叠层沿着平行于所述半导体衬底表面的方向背离所述鳍片的所述一个侧面延伸，并且与半导体衬底(21)之间由绝缘层(22’)隔离。

2.根据权利要求1所述的半导体器件，还包括位于所述源区(12)和漏区(13)上方的接触层(39)。

3.根据权利要求1所述的半导体器件，还包括超陡后退阱(43)，所述超陡后退阱(43)设置在所述鳍片中紧邻沟道区并靠近所述鳍片的另一个侧面的位置。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体器件，其中所述沟道区(11)的厚度在5-40nm的范围内。

5.根据权利要求1至3所述的半导体器件，其中所述栅极(15)为金属层、掺杂多晶硅层、或包括金属层和掺杂多晶硅层的叠层栅导体。

6.根据权利要求5所述的半导体器件，其中所述金属层由选自由TaC、TiN、TaTbN、TaErN、TaYbN、TaSiN、HfSiN、MoSiN、RuTax、NiTax，MoNx、TiSiN、TiCN、TaAlC、TiAlN、TaN、PtSix、Ni3Si、Pt、Ru、Ir、Mo、HfRu、RuOx及其组合构成的组中的一种材料形成。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体器件，其中所述栅极电介质(14)由选自由SiO₂、Si₃N₄、HfSiOx、HfO₂、ZrO₂、Al₂O₃、TiO₂、La₂O₃、SrTiO₃、LaAlO₃及其组合构成的组中的一种材料形成。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体器件，还包括应力层(16，17)，所述应力层(16，17)设置在接触层(39)上，并用于在沟道区(11)中产生应力。

9.根据权利要求8所述的半导体器件，其中所述应力层(16，17)由SiGe或Si:C形成。

10.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体器件，还包括在所述鳍片中与所述源区(12)和漏区(13)紧邻并朝着所述沟道区(11)延伸的源延伸区(12’)和漏延伸区(13’)。

11.根据权利要求10所述的半导体器件，还包括在所述鳍片中与所述源延伸区(12’)和漏延伸区(13’)紧邻并朝着所述沟道区(11)延伸的源晕圈区(12”)和漏晕圈区(13”)。

12.一种制造半导体器件的方法，包括以下步骤：

a)通过自对准方法在半导体衬底(21)上方的半导体材料层(23)中形成半导体材料的鳍片(23’)，所述鳍片(23’)包括垂直于半导体衬底表面的两个相对侧面；

b)在鳍片(23’)的一个侧面上形成栅极电介质(14)和栅极(15)的叠层，所述栅极(15)沿着平行于所述半导体衬底表面的方向背离所述鳍片(23’)的所述一个侧面延伸，并且与半导体衬底(21)之间由绝缘层(22’)隔离；

c)紧邻鳍片(23’)的两端，在半导体衬底(21)中注入掺杂剂以形成源区(12)和漏区(13)，所述鳍片桥接所述源区(12)和漏区(13)；以及

d)在鳍片(23’)的中间部分形成沟道区(11)。