[发明专利]场效应晶体管以及包括其的半导体器件和集成电路器件

说明书

本发明提供一种场效应晶体管以及包括其的半导体器件和集成电路器件。根据该场效应晶体管，源极区和漏极区被提供在衬底上以及鳍部被提供为从衬底突出。鳍部将源极区和漏极区彼此连接。栅电极图案设置在鳍部上并且延伸以交叉鳍部。栅电介质层设置在鳍部和栅电极图案之间。半导体层设置在鳍部和栅电介质层之间。半导体层和鳍部分别具有彼此不同的掺杂剂浓度。

技术领域

本发明构思涉及场效应晶体管以及包括该场效应晶体管的半导体器件。

背景技术

半导体器件由于其小尺寸、多功能和/或低制造成本而受到关注。半导体器件可以分为存储数据的半导体存储器件、处理数据的半导体逻辑器件、以及用作半导体存储器件和半导体逻辑器件的混合半导体器件。这些半导体器件的高可靠性、高速和/或多功能的特性可以随着电子工业的发展而得以改善。

发明内容

根据本发明构思的实施方式可以提供具有不同掺杂区的鳍结构。按照这些实施方式，场效应晶体管（FET）结构可以包括在衬底上的器件隔离层以及从衬底延伸以从器件隔离层突出的鳍。鳍可以包括阈值电压控制区以及在阈值电压控制区上的载流子区，该阈值电压控制区掺杂有第一浓度的杂质，该载流子区掺杂有比第一浓度的杂质少的第二浓度的杂质。

在根据本发明构思的一些实施方式中，包括阈值电压控制区和载流子区的鳍的总宽度大于大约10nm，阈值电压控制区包括鳍的内部部分，载流子区包括在内部部分上生长的鳍的外部部分。

在根据本发明构思的一些实施方式中，包括阈值电压控制区和载流子区的鳍的总宽度大于在鳍中发生体反型的大致量，阈值电压控制区包括鳍的内部部分，载流子区包括在内部部分上生长的鳍的外部部分。

在根据本发明构思的一些实施方式中，第二浓度的杂质包括从第一浓度的杂质扩散的杂质。在根据本发明构思的一些实施方式中，第二浓度的杂质可以是第一浓度的杂质的大约百分之十或更少。

在根据本发明构思的一些实施方式中，包括阈值电压控制区和载流子区的鳍的总宽度可以小于大约10nm，其中载流子区包括鳍的内部部分，阈值电压控制区包括在内部部分上生长的鳍的外部部分。

在根据本发明构思的一些实施方式中，包括阈值电压控制区和载流子区的鳍的总宽度可以小于在鳍中发生体反型的量，载流子区包括鳍的内部部分，阈值电压控制区包括在内部部分上生长的鳍的外部部分。

在根据本发明构思的一些实施方式中，第二浓度的杂质可以是从第一浓度的杂质扩散的杂质。在根据本发明构思的一些实施方式中，第二浓度的杂质可以是第一浓度的杂质的大约百分之十或更少。

在根据本发明构思的一些实施方式中，场效应晶体管结构（FET）可以包括在衬底上的器件隔离层以及鳍，该鳍包括：鳍的内部部分，从衬底延伸以从器件隔离层突出，以提供上侧壁和顶表面，鳍的内部部分掺杂有第一浓度的杂质以提供阈值电压控制区；以及在内部部分上的鳍的外部部分，可以包括在鳍的内部部分的顶表面上以及上侧壁上生长的半导体层，该半导体层掺杂有比第一浓度的杂质少的第二浓度的杂质掺杂以提供载流子区。栅结构可以与鳍交叉。

在根据本发明构思的一些实施方式中，一种半导体器件可以包括：在衬底上的器件隔离层；以及，第一晶体管，包括从器件隔离层突出的第一半导体结构，该第一半导体结构包括第一半导体层和第一阈值电压控制区，该第一半导体层在第一晶体管的运行期间提供第一沟道，该第一阈值电压控制区比第一半导体层更重地掺杂以提供第一阈值电压。第一栅电极和第一栅电介质层可以与第一半导体结构交叉。第二晶体管可以包括从器件隔离层突出的第二半导体结构，该第二半导体结构包括第二半导体层和第二阈值电压控制区，该第二半导体层在第二晶体管的运行期间提供第二沟道，该第二阈值电压控制区比第二半导体层更重地掺杂以提供第二阈值电压。第二栅电极和第二栅电介质层可以与第二半导体结构交叉，其中第一和第二阈值电压可以是不同的阈值电压。