[发明专利]非均匀沟道无结晶体管

说明书

优先权信息

本申请要求于2011年1月21日提交的申请序号为61/434,963，标题为“非均匀沟道无结晶体管”的优先权，该申请的整个公开在此都包含在参考文件中。

技术领域

本发明涉及半导体领域，更具体地，本发明涉及一种非均匀沟道无结晶体管。

背景技术

半导体工业的发展追求具有更高器件密度、更高性能和更低成本的纳米技术工艺节点。由于此种发展的出现，制造和设计两方面问题的挑战致使三维设计得到发展，诸如，鳍状场效应晶体管(FinFET)器件。典型的FinFET器件利用从基板中延伸出来的薄的“鳍”(或鳍状结构)制造而成。该鳍通常包括硅并且形成晶体管器件的主体。晶体管的沟道形成这种垂直的鳍。栅极被设置(例如，包围)在该鳍上。这种类型的栅极能够更好地控制沟道。FinFET器件的其他优点包括：减小了短沟道效应和增大了电流。然而，对于传统的FinFET器件来讲，高寄生电阻会对FinFET的漏极的电流量产生不良影响。

因此，虽然现有的制造FinFET器件的方法通常可以达到其预期目的，但并不是在各个方面都完全令人满意。

发明内容

为了解决现有技术中所存在的问题，根据本发明的一个方面，本发明提出了一种半导体器件，包括：位于基板上方的半导体层，所述半导体层具有鳍状结构；位于所述鳍状结构上方的栅极结构，所述栅极结构具有栅极介电层和栅电极层，所述栅极结构包围着所述鳍状结构的部分；以及位于所述鳍状结构中的源极/漏极区域；其中，所述鳍状结构中的掺杂轮廓是非均匀的，并且其中，被所述栅极结构包围的所述鳍状结构的部分的第一区域具有比所述鳍状结构的其余部分更轻的掺杂浓度级别。

在该半导体器件中，所述鳍状结构包括第一区域、第二区域以及第三区域，并且其中：所述第一区域具有第一掺杂浓度级别；所述第二区域与所述第一区域邻近设置，并且部分地被所述栅极结构包围，并且具有第二掺杂浓度级别，所述第二掺杂浓度级别大于所述第一掺杂浓度级别；以及所述第三区域与所述第二区域邻近设置，但未被所述栅极结构包围，并且具有第三掺杂浓度级别，所述第三掺杂浓度级别大于所述第二掺杂浓度级别。

在该半导体器件中，所述第一区域和所述栅极结构具有相应的朝向相同方向延伸的第一横向尺寸和第二横向尺寸，并且其中，所述第一横向尺寸为所述第二横向尺寸的大约1/4至所述第二横向尺寸的7/8的范围内。

在该半导体器件中，所述第一区域、第二区域、和第三区域都具有相同的掺杂极性。

在该半导体器件中，所述基板是绝缘基板。

在该半导体器件中，所述基板是体硅基板，并且其中，所述体硅基板和所述半导体基板相反地进行掺杂。

在该半导体器件中，所述半导体基板是N-型的FinFET器件，并且其中，所述栅极结构的功函数比价带边缘更接近于导带边缘。

在该半导体器件中，所述半导体基板是P-型的FinFET器件，并且其中，所述栅极结构的功函数比导带边缘更接近于价带边缘。

根据本发明的另一方面，本发明提供了一种FinFET半导体器件，包括：形成在基板上方的鳍状结构，所述基板包含以下材料中的一种：硅材料和绝缘材料；栅极，所述栅极至少部分地包围所述鳍状结构的部分；以及在所述鳍状结构中形成的源极/漏极；其中：所述鳍状结构包括第一部分、第二部分、和第三部分；所述第一部分完全被所述栅极包围；所述第二部分至少部分地被所述栅极包围，并且具有比所述第一部分更重的掺杂浓度级别；并且所述第三部分未被所述栅极包围，并且具有比所述第二部分更重的掺杂浓度级别。

在该FinFET半导体器件中，所述第二部分位于所述第一部分和所述第三部分之间；并且所述第一部分、所述第二部分、和所述第三部分都具有相同的掺杂极性。

在该FinFET半导体器件中，所述FinFET器件是N-型器件，并且其中，所述栅极的功函数比价带边缘更接近于导带边缘。

在该FinFET半导体器件中，所述FinFET器件是P-型器件，并且其中，所述栅极比导带边缘更接近于价带边缘。