[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有效
| 申请号： | 201710531812.2 | 申请日： | 2017-06-30 |
| 公开（公告）号： | CN107887445B | 公开（公告）日： | 2021-04-16 |
| 发明（设计）人： | 朱慧珑 | 申请（专利权）人： | 中国科学院微电子研究所 |
| 主分类号： | H01L29/78 | 分类号： | H01L29/78;H01L29/423;H01L29/10;H01L21/336 |
| 代理公司： | 中科专利商标代理有限责任公司 11021 | 代理人： | 倪斌 |
| 地址： | 100029 *** | 国省代码： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 半导体器件 及其 制造 方法 包括 器件 电子设备 | ||
1.一种半导体器件，包括：
衬底；
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，沟道层包括与第一、第二源/漏层不同的半导体材料；以及
绕沟道层的外周形成的栅堆叠；
其中，栅堆叠自对准于沟道层，第一源/漏层和第二源/漏层具有不同导电类型的掺杂，从而所述半导体器件构成竖直型隧穿场效应晶体管；栅堆叠通过沟道层与第一源/漏层或第二源/漏层之间的刻蚀选择比自对准于沟道层。
2.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，沟道层与栅堆叠实质上共面。
3.根据权利要求1或2所述的半导体器件，其中，沟道层包括沟道层单晶半导体材料。
4.根据权利要求3所述的半导体器件，其中，沟道层单晶半导体材料与第一、第二源/漏层具有相同的晶体结构。
5.根据权利要求4所述的半导体器件，其中，第一、第二源/漏层在没有应变的情况下的晶格常数大于沟道层单晶半导体材料在没有应变的情况下的晶格常数。
6.根据权利要求5所述的半导体器件，其中，沟道层单晶半导体材料的载流子迁移率大于其在没有应变的情况下的载流子迁移率，或沟道层单晶半导体材料的轻载流子的有效质量小于其在没有应变的情况下的轻载流子的有效质量，或沟道层单晶半导体材料的轻载流子的浓度大于其在没有应变的情况下的轻载流子的浓度。
7.根据权利要求4所述的半导体器件，其中，第一、第二源/漏层在没有应变的情况下的晶格常数小于沟道层单晶半导体材料在没有应变的情况下的晶格常数。
8.根据权利要求7所述的半导体器件，其中，沟道层单晶半导体材料的电子迁移率大于其在没有应变的情况下的电子迁移率，或沟道层单晶半导体材料的电子的有效质量小于其在没有应变的情况下的电子的有效质量。
9.根据权利要求3所述的半导体器件，其中，沟道层单晶半导体材料的电子或空穴迁移率大于第一、第二源/漏层的电子或空穴迁移率。
10.根据权利要求3所述的半导体器件，其中，第一、第二源/漏层的禁带宽度大于沟道层单晶半导体材料的禁带宽度。
11.根据权利要求1或2所述的半导体器件，其中，沟道层靠近第一源/漏层和第二源/漏层的端部具有掺杂分布。
12.根据权利要求1或2所述的半导体器件，还包括：
在衬底上形成的隔离层，其中隔离层的顶面靠近沟道层与第一源/漏层之间的界面或者处于沟道层的顶面与底面之间。
13.根据权利要求1或2所述的半导体器件，其中，第一源/漏层和第二源/漏层包括相同的半导体材料。
14.根据权利要求1或2所述的半导体器件，其中，第二源/漏层的外周与第一源/漏层的至少上部的外周实质上对准。
15.根据权利要求1或2所述的半导体器件，其中，
第一源/漏层是衬底的一部分，沟道层是在衬底上外延生长的半导体层，第二源/漏层是在沟道层上外延生长的半导体层；或者
第一源/漏层是在衬底上外延生长的半导体层，沟道层是在第一源/漏层上外延生长的半导体层，第二源/漏层是在沟道层上外延生长的半导体层。
16.根据权利要求1或2所述的半导体器件，其中，沟道层的外周相对于第一、第二源/漏层的外周向内凹入，栅堆叠嵌于沟道层的外周相对于第一、第二源/漏层的外周形成的凹入中。
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