[发明专利]半导体器件结构及其制作方法

权利要求书

1.一种半导体器件结构，其特征在于，包括：

衬底；

P型半导体沟道，悬空于所述衬底之上；

N型半导体沟道，悬空于所述衬底之上；

栅介质层，包围于所述P型半导体沟道及所述N型半导体沟道；

栅电极层，包围于所述栅介质层；

P型源区及P型漏区，分别连接于所述P型半导体沟道的两端；以及

N型源区及N型漏区，分别连接于所述N型半导体沟道的两端；

其中，所述P型半导体沟道的P型离子掺杂浓度自所述P型半导体沟道的表面朝中心逐渐减小，所述N型半导体沟道的N型离子掺杂浓度自所述N型半导体沟道的表面朝中心逐渐减小，所述P型半导体沟道的截面宽度大于所述N型半导体沟道的截面宽度。

2.根据权利要求1所述的半导体器件结构，其特征在于：所述P型半导体沟道的P型离子掺杂浓度自所述P型半导体沟道的表面朝中心呈线性减小或梯度减小，所述N型半导体沟道的N型离子掺杂浓度自所述N型半导体沟道的表面朝中心呈线性减小或梯度减小。

3.根据权利要求1所述的半导体器件结构，其特征在于：所述P型半导体沟道的P型离子掺杂浓度自所述P型半导体沟道的表面相对中心减小的数量级不小于10²，所述N型半导体沟道的N型离子掺杂浓度自所述N型半导体沟道的表面相对中心减小的数量级不小于10²。

4.根据权利要求1所述的半导体器件结构，其特征在于：所述P型半导体沟道的材质包含P型离子掺杂的硅，所述N型半导体沟道的材质包含N型离子掺杂的硅。

5.根据权利要求1所述的半导体器件结构，其特征在于：所述P型源区及P型漏区的材质包含P型离子掺杂的锗硅，所述N型源区及N型漏区的材质包含N型离子掺杂的碳化硅。

6.根据权利要求1所述的半导体器件结构，其特征在于：所述P型源区及P型漏区的截面面积大于所述P型半导体沟道的截面面积，且所述P型源区及P型漏区分别包覆于所述P型半导体沟道的两端，所述N型源区及N型漏区的截面面积大于所述N型半导体沟道的截面面积，且所述N型源区及N型漏区分别包覆于所述N型半导体沟道的两端。

7.根据权利要求1所述的半导体器件结构，其特征在于：所述P型半导体沟道的截面宽度为所述N型半导体沟道的截面宽度的1.5～10倍。

8.根据权利要求7所述的半导体器件结构，其特征在于：所述P型半导体沟道的截面宽度为所述N型半导体沟道的截面宽度的2～4倍。

9.根据权利要求1所述的半导体器件结构，其特征在于：所述P型半导体沟道及所述N型半导体沟道均经过圆角化处理而具有圆角矩形的截面形状。

10.根据权利要求1～9任意一项所述的半导体器件结构，其特征在于：包括至少两个自所述衬底向上堆叠的P型半导体沟道及两个自所述衬底向上堆叠的N型半导体沟道，其中，基于所述P型半导体沟道形成无结型梯度掺杂沟道P型场效应晶体管，基于所述N型半导体沟道形成无结型梯度掺杂沟道N型场效应晶体管，且相邻两无结型梯度掺杂沟道N型场效应晶体管之间及相邻两无结型梯度掺杂沟道P型场效应晶体管之间均具有间距，所述无结型梯度掺杂沟道N型场效应晶体管的栅电极层与所述无结型梯度掺杂沟道P型场效应晶体管的栅电极由一共用电极连接，以形成倒相器。

11.根据权利要求10所述的半导体器件结构，其特征在于：所述N型场效应晶体管的栅电极层的材质包括TiN、TaN、TiAl及Ti中的一种，所述P型场效应晶体管的栅电极层的材质包括TiN、TaN、TiAl及Ti中的一种，所述共用电极的材质包括Al、W及Cu中的一种。