[发明专利]具有栅极结构的半导体器件及其制造方法

说明书

本发明提供了半导体器件及其制造方法。所述半导体器件包括有源层、栅极结构、间隔件和源极/漏极层。有源层位于衬底上并且包括锗。有源层包括具有第一锗浓度的第一区和位于第一区的两侧的第二区。第二区的顶表面从第二区的邻近第一区的第一部分朝着第二区的远离第一区的第二部分变高，并且第二区具有小于第一锗浓度的第二锗浓度。栅极结构形成在有源层的第一区上。间隔件形成在有源层的第二区上，并且接触栅极结构的侧壁。源极/漏极层邻近有源层的第二区。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2014年9月23日提交的韩国专利申请的优先权，该申请的内容全文以引用方式整体并入本文中。

技术领域

本发明构思一般涉及半导体器件，更具体地说，涉及包括硅锗沟道的晶体管及其制造方法。

背景技术

鳍式场效应晶体管(FinFET)可用于减小短沟道效应。硅锗沟道区用于提高载流子的迁移率。然而，硅锗沟道的带隙小于硅沟道的带隙，因此，关断状态的漏电流会由于带带遂穿(BTBT)而增大。减小关断状态的漏电流同时保持载流子的高迁移率的改进的方法是被期望的。

发明内容

本发明构思的一些实施例提供了一种半导体器件，其包括有源层、栅极结构、间隔件和源极/漏极层。有源层位于衬底上并且包括锗。有源层包括具有第一锗浓度的第一区和位于第一区的两侧的第二区。第二区的顶表面从第二区的邻近第一区的第一部分朝着第二区的远离第一区的第二部分变高，并且第二区具有小于第一锗浓度的第二锗浓度。栅极结构形成在有源层的第一区上。间隔件形成在有源层的第二区上，并且接触栅极结构的侧壁。源极/漏极层邻近有源层的第二区。

在另一些实施例中，第一锗浓度在第一区中可实质上恒定，并且第二锗浓度可从第二区的第一部分朝着第二部分减小。

在另一些实施例中，源极/漏极层可具有第三锗浓度，并且第三锗浓度的最大值可大于第一锗浓度。

在一些实施例中，间隔件的底表面可从间隔件的邻近第一区的第一部分朝着间隔件的远离第一区的第二部分变高。

在另一些实施例中，间隔件在其接触栅极结构的侧壁的内侧壁上可具有在水平方向上的凹槽。

在另一些实施例中，间隔件可具有接触栅极结构的侧壁的竖直内侧壁。

在一些实施例中，栅极结构可具有包括金属的栅电极以及包围栅电极的底部和侧壁的高k电介质层图案。

在另一些实施例中，栅极结构还可包括在有源层与高k电介质层图案之间的氧化硅层图案。

在另一些实施例中，氧化硅层图案可仅形成在有源层的第一区上。

在一些实施例中，氧化硅层图案不仅可形成在有源层的第一区上，而且还可形成在有源层的第二区的至少一部分上。

在另一些实施例中，栅极结构的侧壁可具有在水平方向上的突起。

在另一些实施例中，栅极结构的侧壁可具有竖直侧壁。

在一些实施例中，有源层和源极/漏极层中的每一个可包括硅锗。

在另一些实施例中，源极/漏极层可重度掺杂有p型杂质，并且有源层的第二区可轻度掺杂有p型杂质。

在另一些实施例中，有源层的第一区的顶表面在一定方向上可以是平坦的，并且可不高于有源层的第二区的顶表面。

在一些实施例中，半导体器件还可包括衬底上的隔离层图案，隔离层图案包围有源层的侧壁。

在另一些实施例中，隔离层图案的顶表面可低于有源层的顶表面。