[发明专利]半导体器件

说明书

本公开提供了半导体器件。一种半导体器件包括多个沟道、栅极结构和源极/漏极层。多个沟道分别设置在多个水平面处，并在衬底的上表面上在垂直方向上彼此间隔开。栅极结构设置在衬底上，至少部分地围绕每个沟道的表面，并在基本上平行于衬底的上表面的第一方向上延伸。源极/漏极层设置在栅极结构的在第二方向上的相反两侧的每个处并且连接到沟道的侧壁，该第二方向基本上平行于衬底的上表面并基本上垂直于第一方向。栅极结构在第二方向上的长度在从衬底的上表面起在垂直方向上的第一高度处沿着第一方向变化。

技术领域

本发明构思的示例实施方式涉及半导体器件，更具体地，涉及具有垂直堆叠的沟道的半导体器件。

背景技术

与传统的平面金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)不同的多桥沟道金属氧化物半导体场效应晶体管(MBCFET)可以包括垂直堆叠的多个沟道，栅极结构围绕所述沟道。通常，MBCFET可以具有比传统平面MOSFET更大的电流驱动能力、更好的亚阈值摆幅和更大的开关状态电流比。在MBCFET中，栅极结构的侧壁可以被间隔物覆盖，并且MBCFET的特性可以根据栅极结构的长度或间隔物的宽度而变化。

发明内容

示例实施方式提供一种具有良好特性的半导体器件。

根据本发明构思的一示例实施方式，提供一种半导体器件，该半导体器件包括多个沟道、栅极结构和源极/漏极层。该多个沟道可以分别设置在多个水平面处，并可以在衬底的上表面上在垂直方向上彼此间隔开。栅极结构可以设置在衬底上，可以至少部分地围绕每个沟道的表面，并可以在基本上平行于衬底的上表面的第一方向上延伸。源极/漏极层可以设置在栅极结构的在第二方向上的相反两侧的每个处并可以连接到沟道的侧壁，该第二方向基本上平行于衬底的上表面并基本上垂直于第一方向。栅极结构在第二方向上的长度可以在从衬底的上表面起在垂直方向上的第一高度处沿着第一方向改变。

根据本发明构思的一示例实施方式，提供一种半导体器件，该半导体器件包括多个沟道、栅极结构、第一间隔物和第二间隔物以及源极/漏极层。该多个沟道可以分别设置在多个水平面处，并可以在衬底的上表面上在垂直方向上彼此间隔开。栅极结构可以设置在衬底上，可以至少部分地围绕每个沟道的表面，并可以在基本上平行于衬底的上表面的第一方向上延伸。栅极结构可以包括：上部，设置在该多个沟道中的最上面的一个上并在垂直方向上与沟道重叠；和下部，设置在该多个沟道之间以及在衬底和该多个沟道中的最下面的一个之间，并在垂直方向上与沟道重叠。第一间隔物可以设置在栅极结构的上部的在第二方向上的两个相反的侧壁中的每个上，该第二方向基本上平行于衬底的上表面并基本上垂直于第一方向。第二间隔物可以设置在栅极结构的下部的在第二方向上的两个相反的侧壁中的每个上，并可以具有朝向栅极结构的下部在第二方向上的中心部分凸出的马蹄形状。源极/漏极层可以设置在栅极结构的在第二方向上的相反两侧的每个处，并可以连接到沟道。栅极结构的上部在第二方向上的长度可以大于栅极结构的下部在第二方向上的长度的最小值。

根据本发明构思的一示例实施方式，提供一种半导体器件，该半导体器件包括多个沟道、栅极结构和源极/漏极层。该多个沟道可以分别设置在多个水平面处，并可以在衬底的上表面上在垂直方向上彼此间隔开。栅极结构可以设置在衬底上，可以至少部分地围绕每个沟道的表面，并可以在基本上平行于衬底的上表面的第一方向上延伸。源极/漏极层可以设置在栅极结构的在第二方向上的相反两侧的每个处并可以连接到沟道的侧壁，该第二方向基本上平行于衬底的上表面并基本上垂直于第一方向。栅极结构的在垂直方向上不与沟道重叠但是与其靠近的第一部分在第二方向上的长度可以从第一高度朝向衬底的上表面增大，该第一高度可以是从衬底的上表面起的该多个沟道中的最上面的一个的上表面的高度。

在根据本发明构思的示例实施方式的MBCFET中，可以减小围绕垂直堆叠的沟道的栅极结构与源极/漏极层之间的寄生电容。

附图说明

从以下结合附图的详细描述，本发明构思的示例实施方式将被更清楚地理解，附图中：