Hochbeweglichkeits-Feldeffekttransistoren mit einer/einem retrogradierten Halbleiter-Source/Drain

• Main Authors: Ghani, Tahir, Metz, Matthew V, Rachmady, Willy, Dewey, Gilbert, Ma, Sean T, Kavalieros, Jack T, Mohapatra, Chandra S, Murthy, Anand S
• Format: Patent
• Language: German
• Published: 05.07.2018
• Subjects: BASIC ELECTRIC ELEMENTS; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ELECTRICITY; SEMICONDUCTOR DEVICES

Monolithische FETs umfassen einen Kanalbereich aus einem ersten III-V-Halbleitermaterial, das über einem Substrat angeordnet ist. Während eine Maske, wie beispielsweise ein Gate-Stapel oder ein Opfer-Gate-Stapel, den Kanalbereich bedeckt, wird ein störstellendotierter in der Zusammensetzung abgestufter Halbleiter aufgewachsen, zum Beispiel zumindest auf einem Drain-Ende des Kanalbereichs, um einen Träger blockierenden Bandversatz und/oder eine breitere Bandlücke innerhalb des Drain-Bereichs des Transistors einzubringen. In einigen Ausführungsformen induziert die Zusammensetzungsabstufung einen Träger blockierenden Bandversatz von mindestens 0,25 eV. Die breitere Bandlücke und/oder der Bandversatz tragen zu einem verringerten Gate-Induzierten Drain-Leckstrom (GIDL) bei. Der störstellendotierte Halbleiter kann in der Zusammensetzung von der retrogradierten Zusammensetzung zurück auf ein Material mit entsprechend schmaler Bandlücke abgestuft sein, das einen guten ohmschen Kontakt schafft. In einigen Ausführungsformen ist das Aufwachsen des störstellendotierten in der Zusammensetzung abgestuften Halbleiters in einen finFET-Fertigungsprozesses mit Gate-Last-Source/Drain-Neuwachstum integriert. Monolithic FETs including a channel region of a first semiconductor material disposed over a substrate. While a mask, such as a gate stack or sacrificial gate stack, is covering the channel region, an impurity-doped compositionally graded semiconductor is grown, for example on at least a drain end of the channel region to introduce a carrier-blocking conduction band offset and/or a wider band gap within the drain region of the transistor. In some embodiments, the compositional grade induces a carrier-blocking band offset of at least 0.25 eV. The wider band gap and/or band offset contributes to a reduced gate induced drain leakage (GIDL). The impurity-doped semiconductor may be compositionally graded back down from the retrograded composition to a suitably narrow band gap material providing good ohmic contact. In some embodiments, the impurity-doped compositionally graded semiconductor growth is integrated into a gate-last, source/drain regrowth finFET fabrication process.