[发明专利]一种半导体器件及其制造方法

说明书

本公开实施例涉及半导体领域，提供一种半导体器件及其制造方法，其中半导体器件包括：有源柱，有源柱包括沟道区以及分布于沟道区两侧的源漏区；栅极结构，栅极结构至少围绕部分沟道区，沟道区包括外围部和中心部，外围部位于栅极结构与中心部之间，源漏区和外围部均具有第一掺杂类型，中心部具有第二掺杂类型，第一掺杂类型为N型或者P型中的一者，第二掺杂类型为N型或者P型中的另一者。至少可以解决当前无结型场效应晶体管关断困难、关断效果不佳的问题。

技术领域

本公开实施例涉及半导体领域，特别涉及一种半导体器件及其制造方法。

背景技术

结型场效应晶体管(Junction Field-Effect Transistor，JFET)是一种半导体器件，是一种具有放大功能的三端有源器件，是单极场效应管中最简单的一种，它可以分N沟道或者P沟道两种。以N沟道为例，结型场效应晶体管是在同一块N形半导体上制作两个高掺杂的P区，并将它们连接在一起，所引出的电极称为栅极，N型半导体两端分别引出两个电极，分别称为漏极，源极。但随着器件尺寸不断微缩、源漏距离不断缩小会导致短沟道效应。

为解决这一问题，提出无结型场效应晶体管(Junctionless Field EffectTransistor,JLFET)，与传统结型场效应晶体管相比，无结型场效应晶体管的源极、沟道及漏极的杂质掺杂类型相同，无PN结，属于多数载流子导电器件。无结型场效应晶体管的掺杂浓度梯度更为平缓，实现工艺更为简单，同时对热预算的限制较少，更有利于消除短沟道效应。

然而，目前无结型场效应晶体管存在关断困难、关断效果不佳的问题。

发明内容

本公开实施例提供一种半导体器件及其制造方法，至少有利于解决当前无结型场效应晶体管关断困难、关断效果不佳的问题。

根据本公开一些实施例，本公开实施例一方面提供一种半导体器件，包括有源柱，所述有源柱包括沟道区以及分布于所述沟道区两侧的源漏区；栅极结构，所述栅极结构至少围绕部分所述沟道区，所述沟道区包括外围部和中心部，所述外围部位于所述栅极结构与所述中心部之间，所述源漏区和所述外围部均具有第一掺杂类型，所述中心部具有第二掺杂类型，所述第一掺杂类型为N型或者P型中的一者，所述第二掺杂类型为N型或者P型中的另一者。

根据本公开另一些实施例，所述栅极结构为全环绕栅极结构；所述外围部全环绕所述中心部，所述栅极结构全环绕所述外围部。

根据本公开另一些实施例，所述栅极结构为局部环绕栅极结构，所述栅极结构环绕所述外围部的部分表面。

根据本公开另一些实施例，所述有源柱的形状包括圆柱或者长方体柱。

根据本公开另一些实施例，所述栅极结构为半环绕栅极结构；未被所述栅极结构覆盖的所述沟道区露出所述中心部的表面。

根据本公开另一些实施例，所述有源柱为长方体柱，所述栅极结构环绕所述有源柱的部分顶面以及相对的部分侧面，所述有源柱的底面露出所述中心部的表面。

根据本公开另一些实施例，所述栅极结构包括：相对设置且相分立的第一栅极结构以及第二栅极结构；所述外围部包括：第一外围部，所述第一外围部位于所述第一栅极结构和所述中心部之间；第二外围部，所述第二外围部位于所述第二栅极结构和所述中心部之间。

根据本公开另一些实施例，所述外围部的厚度与所述沟道区的厚度比值在0.01-0.95范围内。

根据本公开另一些实施例，所述中心部的掺杂浓度为1×10¹⁵atom/cm³～1×10¹⁹atom/cm³。

根据本公开另一些实施例，所述外围部的掺杂浓度小于或等于所述源漏区的掺杂浓度。