一种垂直环栅隧穿晶体管及其制备方法技术

一种结合垂直沟道、异类杂质分凝和肖特基势垒源/漏结构的环栅场效应晶体管，包括一个垂直方向的环状半导体沟道，一个环状栅电极，一个环状栅介质层，一个源区，一个杂质分凝区，一个漏区，一个杂质分凝区，一个半导体衬底；其中，源区位于垂直沟道的底部，与衬底相接，杂质分凝区介于源区与垂直沟道之间；漏区位于垂直沟道的顶部，杂质分凝区介于漏区与垂直沟道之间；栅介质层和栅电极呈环状围绕住垂直沟道；源区和漏区分别与沟道形成肖特基接触；所述杂质分凝区和杂质分凝区的杂质选自异类材质，即：杂质分凝区的杂质选自于p型材料时，杂质分凝区的杂质选自于n型材料；杂质分凝区的杂质选自于n型材料时，杂质分凝区的杂质选自于p型材料。

【技术实现步骤摘要】
一种垂直环栅隧穿晶体管及其制备方法
本专利技术属于CMOS超大集成电路(ULSI)中的场效应晶体管逻辑器件与电路领域，具体涉及一种结合垂直沟道、异类杂质分凝和肖特基势垒源/漏结构的环栅晶体管及其制备方法。
技术介绍
在摩尔定律的驱动下，传统MOSFET的特征尺寸不断缩小，如今已经到进入纳米尺度，随之而来，器件的短沟道效应等负面影响也愈加严重。漏致势垒降低、带带隧穿等效应使得器件关态漏泄电流不断增大。在对新型器件结构的研究中，源漏掺杂环栅(GateAllAroundtransistor，GAA)结构是目前最受关注的一种。GAA器件具有更好的栅控特性，可以满足最尖锐的特性需求，从而适应器件尺寸缩小的需求，提高集成度。器件由于环形栅结构和纳米线沟道的特点，表现出很好的抑制短沟道效应性能。在制成水平沟道GAA器件的同时，可以注意到纳米线(NW)的排列方式决定了GAA结构存在应用垂直沟道的可能，目前已有关于掺杂源漏垂直沟道GAA器件的实验报道，相较水平沟道GAA器件，垂直沟道GAA器件的优势突出在两点：(1)可实现更高的集成度，(2)垂直沟道GAA的栅长不再由光刻能力决定，而是由栅材料的纵向厚本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种结合垂直沟道、异类杂质分凝和肖特基势垒源/漏结构的环栅场效应晶体管，其特征是，包括一个垂直方向的环状半导体沟道(4)，一个环状栅电极(6)，一个环状栅介质层(5)，一个源区(2)，一个杂质分凝区(7)，一个漏区(3)，一个杂质分凝区(8)，一个半导体衬底(1)；其中，源区(2)位于垂直沟道(4)的底部，与衬底(1)相接；杂质分凝区(7)介于源区(2)与垂直沟道(4)之间；漏区(3)位于垂直沟道(4)的顶部；杂质分凝区(8)介于漏区(3)与垂直沟道(4)之间；栅介质层(5)和栅电极(6)呈环状围绕住垂直沟道(4)；源区(2)和漏区(3)分别与沟道(4)形成肖特基接触；所述杂质分凝区(7)和杂...

【技术特征摘要】
1.一种环珊场效应晶体管的制备方法，该环栅场效应晶体管结合垂直沟道、异类杂质分凝和肖特基势垒源/漏结构，包括一个垂直方向的环状半导体沟道(4)，一个环状栅电极(6)，一个环状栅介质层(5)，一个源区(2)，第一杂质分凝区(7)，一个漏区(3)，第二杂质分凝区(8)，一个半导体衬底(1)；其中，源区(2)位于垂直沟道(4)的底部，与衬底(1)相接；第一杂质分凝区(7)介于源区(2)与垂直沟道(4)之间；漏区(3)位于垂直沟道(4)的顶部；第二杂质分凝区(8)介于漏区(3)与垂直沟道(4)之间；栅介质层(5)和栅电极(6)呈环状围绕住垂直沟道(4)；源区(2)和漏区(3)分别与沟道(4)形成肖特基接触；所述第一杂质分凝区(7)和第二杂质分凝区(8)的杂质选自异类材质，其制备方法包括以下步骤：(1)在半导体衬底上通过半导体线条应力限制氢化或氧化工艺获取垂直纳米线；(2)在衬底与纳米线表面沉积双层介质，并光刻加工窗口；(3)湿法腐蚀暴露源端纳米线，进行高掺杂杂质注入，淀积金属并实施金属和硅固相反应形成高掺杂杂质分凝区和埋源区；(4)高密度等离子体淀积回刻介质至填满为源区固相反应打开的加工窗口，选择性腐蚀纳米线上介质层后淀积High-K栅介质与金属栅组合层，并形成栅极引线；(5)沉积介质至将栅电极覆盖，此时沉积的介质厚度对应于场效应晶体管器件的设计栅长；(6)选择性腐蚀High-K栅介质及栅电极层至漏极纳米线漏出；(7)沉积介质形成栅/漏隔离，进行高掺杂杂质注入，淀积金属并实施金属和Si固相反应形成杂质分凝区和漏极结构；(8)最后进入常规CMOS后道工序，包括淀积钝化...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙雷，徐浩，张一博，韩静文，王漪，张盛东，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：北京;11