[发明专利]场效应晶体管和半导体结构

说明书

本公开涉及场效应晶体管和半导体结构。场效应晶体管包括半导体基板和在半导体基板上的鳍结构，该半导体基板包括具有第一晶格常数的第一半导体材料。鳍结构包括具有第二晶格常数的第二半导体材料，第二晶格常数与第一晶格常数不同。鳍结构还包括在第一方向上伸长的下部、从下部突出并在不同于第一方向的第二方向上伸长的多个上部以及与多个上部交叉的栅极结构。

技术领域

本公开涉及半导体器件，更具体地，涉及场效应晶体管。

背景技术

半导体器件可以包括由多个金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)构成的集成电路(IC)。为了提高这样的器件的集成密度，期望减小半导体器件的尺寸和设计规则。这会要求MOS晶体管的按比例缩小。然而，MOS晶体管的这样的按比例缩小会导致半导体器件的操作特性的降低。因此，正在对针对于制造提供更好性能的高度集成的半导体器件的各种技术进行研究。特别地，为了实现高性能的MOS器件，正在集中地研究提高载流子(电子或空穴)的迁移率的技术。

发明内容

本发明构思的某些实施方式提供具有减小的面积和改善的电特性的场效应晶体管。

本发明构思的某些实施方式提供制造具有减小的面积和改善的电特性的场效应晶体管的方法。

根据本发明构思的某些实施方式，一种场效应晶体管包括半导体基板和在半导体基板上的鳍结构，该半导体基板包括具有第一晶格常数的第一半导体材料。鳍结构包括具有第二晶格常数的第二半导体材料，第二晶格常数与第一晶格常数不同。鳍结构还包括在第一方向上伸长的下部、从下部突出并在第二方向上伸长的多个上部以及与多个上部交叉的栅极结构，第二方向与第一方向不同。

根据本发明构思的某些实施方式，一种场效应晶体管可以包括：半导体基板，包括第一半导体材料；包括第二半导体材料的多个鳍结构，在半导体基板上；多个栅极电极，平行于鳍结构的下部延伸并与鳍结构的上部交叉；以及源极/漏极区域，在栅极电极的相反侧且在该鳍结构的上部中。第二半导体材料与第一半导体材料不同，并且鳍结构彼此间隔开。每个鳍结构包括在第一方向上伸长的下部以及从下部突出并在第二方向上与下部交叉的多个上部，第二方向与第一方向不同。

根据本发明构思的某些实施方式，一种制造场效应晶体管的方法可以包括：形成器件隔离层，器件隔离层包括在第一方向上延伸并暴露半导体基板一部分的下沟槽；在器件隔离层上形成掩模图案，掩模图案具有与下沟槽交叉并在与第一方向不同的第二方向上延伸的多个上沟槽；以及在下沟槽和上沟槽中形成外延层，其中外延层包括具有与半导体基板的晶格常数不同的晶格常数的半导体材料，并且其中外延层包括在下沟槽中的下部和在上沟槽中的上部。

根据本发明构思的某些实施方式，一种半导体结构包括：半导体基板，包括具有第一晶格常数的第一半导体材料；以及外延结构，在半导体基板上，外延结构包括具有第二晶格常数的第二半导体材料，第二晶格常数与第一晶格常数不同。外延结构包括在第一方向上伸长的下部以及在下部上并在第二方向上伸长的下部，第二方向与第一方向不同，其中上部在第二方向上延伸超过下部的侧壁。

附图说明

从以下结合附图的简要描述，示例实施方式将被更清楚地理解。附图描绘了如这里描述的非限制性的示例实施方式。

图1A至图10A是示出根据本发明构思的某些实施方式的制造半导体器件的方法的平面图。

图1B至图10B是分别沿着图1A至图10A的线I-I'和II-II'剖取的截面图。

图1C至图10C是分别沿着图1A至图10A的线III-III'和IV-IV'剖取的截面图。

图11A和图11B是根据本发明构思的某些实施方式的半导体器件的截面图。

图12是示范性地示出根据本发明构思的某些实施方式的半导体器件的透视图。