[发明专利]半导体器件及其制造方法及包括该器件的电子设备

权利要求书

1.一种半导体器件，包括：

衬底；

在相对于衬底的竖直方向上依次叠置在衬底上的第一源/漏层、沟道层和第二源/漏层，其中，沟道层包括第一半导体材料和绕第一半导体材料外周形成的第二半导体材料；以及

绕沟道层的外周形成的栅堆叠，

其中，所述半导体器件包括形成于第一半导体材料中的体区，

其中，第一半导体材料呈柱状，第二半导体材料包括沿柱状的第一半导体材料的侧壁延伸的竖直部分以及分别从所述竖直部分的上下两端沿着远离所述竖直部分的方向横向延伸的横向部分，从而第二半导体材料在截面图中呈C形。

2.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，在衬底上设置有多个所述半导体器件，其中至少部分半导体器件的体区相互电隔离。

3.根据权利要求1或2所述的半导体器件，其中，第一源/漏层、沟道层和第二源/漏层包括单晶半导体材料。

4.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，

第一源/漏层包括靠近其外周表面的用作所述半导体器件的第一源/漏区的重掺杂区以及所述重掺杂区内侧的基本未掺杂或轻掺杂区，

第二源/漏层包括靠近其外周表面的用作所述半导体器件的第二源/漏区的重掺杂区以及所述重掺杂区内侧的基本未掺杂或轻掺杂区，

体区基本未掺杂或轻掺杂，且与第一源/漏层和第二源/漏层中至少之一的所述基本未掺杂或轻掺杂区形成欧姆接触，

其中，所述半导体器件还包括：用于向体区施加偏置的接触部。

5.根据权利要求1所述的半导体器件，包括：

分别形成于所述第一源/漏层与所述第二源/漏层中的第一源/漏区和第二源/漏区；以及

第一源/漏区和第二源/漏区之间、位于所述体区外侧的沟道区，

其中，体区相对于所述半导体器件的沟道区形成超陡阱结构。

6.根据权利要求1所述的半导体器件，包括：

分别形成于所述第一源/漏层与所述第二源/漏层中的第一源/漏区和第二源/漏区；以及

第一源/漏区和第二源/漏区之间、位于所述体区外侧的沟道区，其中，体区、所述半导体器件的沟道区以及栅堆叠中的栅介质层形成量子阱结构。

7.根据权利要求1所述的半导体器件，包括：

分别形成于所述第一源/漏层与所述第二源/漏层中的第一源/漏区和第二源/漏区；以及

第一源/漏区和第二源/漏区之间、位于所述体区外侧的沟道区，其中，体区与所述半导体器件的沟道区之间存在掺杂界面或晶体界面。

8.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，沟道层与第二源/漏层在相对于衬底的竖直方向上中心对准，栅堆叠与沟道层实质上共面，

其中，栅堆叠包括栅导体层以及栅介质层，栅介质层包括介于栅导体层与沟道层之间的部分以及在栅导体层的上下表面上延伸的部分。

9.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述半导体器件的沟道区基本上形成在第二半导体材料中。

10.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，第一半导体材料的外周相对于第一源/漏层、第二源/漏层的外周凹入，且第二半导体材料形成在第一半导体材料的外周相对于第一源/漏层、第二源/漏层的外周形成的凹入中，其中，第二半导体材料的横向部分分别沿着第一源/漏层的上表面和第二源/漏层的下表面延伸。

11.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，第二半导体材料相对于第一源/漏层、第二源/漏层和第一半导体材料中至少之一形成异质结。

12.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，

对于n型器件，器件开态下在第二半导体材料中的电子浓度大于在第一半导体材料的电子浓度；

对于p型器件，器件开态下在第二半导体材料中的空穴浓度大于在第一半导体材料的空穴浓度。