【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及场效应晶体管
,特别涉及一种隧穿场效应晶体管及其制作方法。
技术介绍
随着集成电路的发展,金属氧化物半导体场效应晶体管(英文:Metal Oxide Semiconductor field effect transistor;简称:MOSFET)的尺寸不断按照“摩尔定律”进行缩微,电路的动态功耗和静态功耗密度会增加,动态功耗和静态功耗可统称为功耗。为了降低互补金属氧化物半导体(英文:Complementary Metal Oxide Semiconductor;简称:CMOS)电路的功耗,可以降低MOSFET的驱动电压。降低MOSFET的驱动电压需要通过降低阈值电压来实现,但由于MOSFET亚阈值区开关特性受控于载流子扩散机制,其亚阈值摆幅的理论最小值为60mV/dec,即如果线性规律降低阈值电压60毫伏,关态电流会以指数规律增加一个数量级,从而导致CMOS电路的功耗增加。所以,需要引入一种基于新的开关态转换机制的、具有低功耗、低亚阈值摆幅等特性的器件来替代传统的MOSFET。现有技术中,隧穿场效应晶体管(英文:Tunnel Field Effect Transistor;简称:TFET)是栅控反偏的P型掺杂-本征掺杂-N型掺杂结(简称:p-i-n结)的器件。通过栅控p-i-n结实现源端载流子与沟道载流子带带隧穿,控制器件开关态转换。在理论上,TFET可以实现低于60mV/dec的亚阈值摆幅,从而可以 ...
【技术保护点】
一种隧穿场效应晶体管,其特征在于,所述隧穿场效应晶体管包括:两端分别设置有第一掺杂区域和第二掺杂区域的衬底;所述衬底上形成有鱼鳍形凸起的沟道区域;形成有所述沟道区域的衬底上形成有保护层;形成有所述保护层的衬底上形成有侧墙形状的沟道刻蚀硬掩膜层结构;形成有所述侧墙形状的沟道刻蚀硬掩膜层结构的衬底上形成有栅极绝缘介质层;形成有所述栅极绝缘介质层的衬底上形成有第一栅极和第二栅极,且所述第一栅极和所述第二栅极分别位于所述沟道区域的两侧;形成有所述第一栅极和所述第二栅极的衬底上形成有绝缘材料填充层;所述第一掺杂区域与所述第二掺杂区域的掺杂区域间隔预设距离,所述预设距离大于所述沟道区域的宽度且小于所述衬底的长度。
【技术特征摘要】
1.一种隧穿场效应晶体管,其特征在于,所述隧穿场效应晶体管包括:
两端分别设置有第一掺杂区域和第二掺杂区域的衬底;
所述衬底上形成有鱼鳍形凸起的沟道区域;
形成有所述沟道区域的衬底上形成有保护层;
形成有所述保护层的衬底上形成有侧墙形状的沟道刻蚀硬掩膜层结构;
形成有所述侧墙形状的沟道刻蚀硬掩膜层结构的衬底上形成有栅极绝缘介
质层;
形成有所述栅极绝缘介质层的衬底上形成有第一栅极和第二栅极,且所述
第一栅极和所述第二栅极分别位于所述沟道区域的两侧;
形成有所述第一栅极和所述第二栅极的衬底上形成有绝缘材料填充层;
所述第一掺杂区域与所述第二掺杂区域的掺杂区域间隔预设距离,所述预
设距离大于所述沟道区域的宽度且小于所述衬底的长度。
2.根据权利要求1所述的隧穿场效应晶体管,其特征在于,
所述沟道区域的轴截面呈梯形,所述梯形的上底长度小于所述梯形的下底
长度。
3.根据权利要求1所述的隧穿场效应晶体管,其特征在于,
所述沟道区域的掺杂类型为本征掺杂或浅掺杂。
4.根据权利要求3所述的隧穿场效应晶体管,其特征在于,所述隧穿场效
应晶体管还包括:异质结,
形成有所述沟道区域的衬底上形成有所述异质结,所述异质结的两端分别
与所述保护层、所述第二掺杂区域接触,所述异质结的一侧与所述栅极绝缘介
质层接触。
5.根据权利要求1至4任意一项权利要求所述的隧穿场效应晶体管,其特
征在于,
当所述隧穿场效应晶体管为N型隧穿场效应晶体管时,所述第一掺杂区域
为N型重掺杂的漏极区域,所述第二掺杂区域为P型重掺杂的源极区域,所述
第一栅极为控制栅,所述第二栅极为偏置栅,所述沟道区域的掺杂类型为本征
掺杂或P型浅掺杂;
当所述隧穿场效应晶体管为P型隧穿场效应晶体管时,所述第一掺杂区域
为N型重掺杂的源极区域,所述第二掺杂区域P型重掺杂的漏极区域,所述第
一栅极为偏置栅,所述第二栅极为控制栅,所述沟道区域的掺杂类型为本征掺
杂或N型浅掺杂。
6.一种隧穿场效应晶体管的制作方法,其特征在于,所述方法包括:
在完成浅槽隔离STI结构的衬底上形成保护层;
在形成有所述保护层的衬底上形成侧墙形状的沟道刻蚀硬掩膜层结构;
在形成有所述侧墙形状的沟道刻蚀硬掩膜层结构的衬底上形成沟道第一侧
壁;
在形成有所述沟道第一侧壁的衬底上形成第一氧化物保护层;
在形成有所述第一氧化物保护层的衬底上形成第一假侧墙栅;
在形成有所述第一假侧墙栅的衬底的一端注入形成第一掺杂区域;
在形成有所述第一掺杂区域的衬底上形成第一子栅极绝缘介质层;
在形成有所述第一子栅极绝缘介质层的衬底上形成第一栅极;
在形成有所述第一栅极的衬底上形成第一子绝缘材料填充层;
在形成有所述第一子绝缘材料填充层的衬底上形成沟道第二侧壁,所述沟
道第二侧壁与所述沟道第一侧壁形成沟道区域;
在形成有所述沟道第二侧壁的衬底上形成第二氧化物保护层;
在形成有所述第二氧化物保护层的衬底上形成第二假侧墙栅;
在形成有所述第二假侧墙栅的衬底的另一端注入形成第二掺杂区域,所述
第一掺杂区域与所述第二掺杂区域的掺杂区域间隔预设距离,所述预设距离大
于所述沟道区域的宽度且小于所述衬底的长度;
在形成有所述第二掺杂区域的衬底上形成第二子栅极绝缘介质层,所述第
二子栅极绝缘介质层与所述第一子栅极绝缘介质层组成栅极绝缘介质层;
在形成有所述第二子栅极绝缘介...
【专利技术属性】
技术研发人员:吴昊,张臣雄,杨喜超,赵静,
申请(专利权)人:华为技术有限公司,
类型:发明
国别省市:广东;44
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