[实用新型]晶体管、半导体装置及半导体结构

说明书

本实用新型的实施例提供一种晶体管，其包括栅极结构、下伏于栅极结构且包括二维材料的通道层、侧向地与栅极结构隔开并侧向地设置在通道层旁边的源极/漏极接触件以及侧向地插设在栅极结构和源极/漏极接触件之间的间隙壁。亦提供一种半导体装置和一种半导体结构。

技术领域

本实用新型的实施例涉及一种半导体装置，且特别是涉及一种具有二维材料作为通道层的晶体管、半导体装置及半导体结构。

背景技术

半导体集成电路(integrated circuit，IC)行业经历了快速增长。IC材料和设计的技术进步产生了数代IC，其中每一代的电路都比上一代更小且更复杂。在IC演进过程中，功能密度(即每个芯片面积互连的装置的数量)普遍增加，而几何尺寸(即可用制造工艺创建的最小构件或线)已减小。这种按比例缩小的工艺通常会藉由提高生产效率和降低相关成本来提供好处。然而，这种缩放也增加了半导体工艺的复杂性。因此，要实现IC和装置的持续进步，就需要在半导体工艺和技术方面取得类似的进步。

实用新型内容

本实用新型的实施例提供一种晶体管，其包括栅极结构、下伏于所述栅极结构并包括二维材料的通道层、侧向地与所述栅极结构间隔开并侧向地设置在所述通道层旁边的源极/漏极接触件以及侧向地插设于所述栅极结构和所述源极/漏极接触件之间的间隙壁。

本实用新型的实施例提供一种半导体装置，其包括栅极结构、侧向地与所述栅极结构间隔开的源极/漏极接触件、下伏于所述栅极结构的内部部分的通道层、以及下伏于所述栅极结构的外部部分并与所述通道层邻接的中间接触图案，所述中间接触图案的内部侧壁与所述通道层接触，所述中间接触图案的外部侧壁与所述源极/漏极接触件接触，其中所述中间接触图案包括第一二维材料。

本实用新型的实施例提供一种半导体结构，其包括半导体衬底、设置在所述半导体衬底上的晶体管以及底部介电层。晶体管包括栅极结构、下伏于所述栅极结构的通道层、下伏于所述栅极结构并侧向地与所述通道层邻接的中间接触图案以及侧向地耦接到所述中间接触图案的源极/漏极接触件，所述中间接触图案包括第一二维材料。底部介电层上覆于所述半导体衬底并将所述通道层和所述中间接触图案与所述半导体衬底分开。

基于上述，藉由在半导体结构的通道层和接点金属之间配置由二维材料制成的中间接触图案，半导体结构中由接点金属和通道层之间的费米能级钉札引起的接触电阻可藉由在栅极金属层处施加偏压以调节二维材料中的费米能级以用于电性掺杂目的来降低。半导体结构的栅极结构有内部部分和围绕内部部分的外部部分，其中内部部分设置在通道层的正上方并重叠通道层，并且外部部分设置在中间接触图案的正上方并重叠中间接触图案。依此方式，可从栅极采用由产生电位下降引起的电性掺杂，从而可以省略化学掺杂的步骤。

为让本实用新型的实施例的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1-18示出了根据一些实施例的在半导体衬底上制造半导体装置的制造方法的各个阶段的示意性剖视图。

图19-36示出了根据一些实施例的在半导体衬底上制造半导体装置的制造方法的各个阶段的示意性剖视图。

图37和38示出了根据各种实施例的在半导体衬底上形成的各种半导体装置的示意性剖视图。

图39-57示出了根据一些实施例的在半导体衬底上制造半导体装置的制造方法的各个阶段的示意性剖视图。

图58、59和60示出了根据各种实施例的在半导体衬底上形成的各种半导体装置的示意性剖视图。

图61示出根据一些实施例的半导体结构的示意性剖视图。

附图标记说明

10：半导体结构；

11：半导体衬底；

11N：第一区；