[发明专利]鳍式场效应晶体管

权利要求书

1.一种半导体器件，包括：

半导体衬底，所述半导体衬底中形成有隔离区；

鳍状半导体结构，所述鳍状半导体结构竖直地突出到所述隔离区之上并沿第一方向横向地延伸；以及

包覆所述鳍状半导体结构的沟道区的栅极电介质以及包覆所述栅极电介质的栅电极，所述沟道区沿所述第一方向介于源极区与漏极区之间，

其中，所述沟道区具有倾斜的侧壁，并且所述沟道区具有从所述沟道区的基部朝向顶部连续地减小的宽度，并且

其中，所述沟道区包括体积反转区，所述体积反转区具有在3nm至4nm之间的最小宽度和在4nm至8nm之间的最大宽度，沟道区还包括在所述体积反转区下方的表面反转区和在所述体积反转区上方的量子限制区中的至少之一，所述体积反转区具有大于所述沟道区的总高度的25％的高度，以及

其中，所述体积反转区包括一区域，在所述区域中，在反转状况下，从相对的所述倾斜的侧壁延伸的表面耗尽区相互重叠。

2.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述沟道区的总高度不超过34nm。

3.根据权利要求2所述的半导体器件，其中，所述沟道区具有不超过16nm的最大基部宽度。

4.根据权利要求3所述的半导体器件，其中，所述体积反转区的高度大于所述沟道区的总高度的50％。

5.根据权利要求3所述的半导体器件，其中，所述量子限制区在所述体积反转区之上，其中，所述量子限制区不超过所述沟道区的总高度的20％。

6.根据权利要求5所述的半导体器件，其中，所述表面反转区形成在所述体积反转区之下，并且所述表面反转区具有的高度为所述沟道区的总高度的剩余部分且不超过所述沟道区的总高度的70％。

7.根据权利要求5所述的半导体器件，其中，所述体积反转区具有一掺杂水平，使得在反转状况下，在与所述第一方向相交的第二方向上，贯穿所述沟道区所述体积反转区的导带能量和价带能量(E_C，E_V)小于体半导体材料的导带能量和价带能量(E_C,BULK，E_V,BULK)。

8.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述鳍状半导体结构形成体半导体衬底的连续延伸部。

9.根据权利要求1所述的半导体器件，还包括多个鳍状半导体结构，每个所述鳍状半导体结构均具有沟道区，其中，所述栅极电介质包覆每个沟道区，并且所述栅电极包覆所述栅极电介质。

10.一种半导体器件，包括：

半导体衬底；

鳍状半导体结构，所述鳍状半导体结构沿第一方向横向地延伸，并且具有突出到相邻隔离区之上的突出部分；以及

栅极堆叠体，所述栅极堆叠体形成在所述突出部分的沟道区上，所述沟道区横向地介于源极区与漏极区之间，所述栅极堆叠体包括形成在所述沟道区上的栅极电介质和形成在所述栅极电介质上的栅电极，

其中，所述沟道区具有不超过34nm的竖直高度和不超过16nm的基部宽度，其中，所述沟道区具有相对的锥形侧壁，所述沟道区具有为所述沟道区的竖直高度的至少25％的梯形的体积反转区，沟道区还包括在所述体积反转区下方的表面反转区和在所述体积反转区上方的量子限制区中的至少之一，并且所述体积反转区具有在3nm至5nm之间的最小宽度和在4nm至8nm之间的最大宽度，并且

其中，所述体积反转区具有一掺杂浓度和物理尺寸，使得当向所述栅电极施加反转偏压时，贯穿所述沟道区的宽度，所述体积反转区内的导带能量和价带能量(E_C，E_V)下降到所述沟道区的体材料的对应的体导带能量和体价带能量(E_C,BULK，E_V,BULK)以下，其中，所述沟道区的宽度沿与所述第一方向相交的第二方向延伸。