超陡平均亚阈值摆幅鳍式隧穿场效应晶体管及其制备方法技术
【技术实现步骤摘要】
超陡平均亚阈值摆幅鳍式隧穿场效应晶体管及其制备方法
本专利技术涉及场效应晶体管逻辑器件，具体涉及一种超陡平均亚阈值摆幅鳍式隧穿场效应晶体管及其制备方法。
技术介绍
在过去五十年以来，半导体行业的不断发展使得集成电路芯片的性能不断提升，但是随着器件尺寸的不断变小，系统的功耗逐渐增大，这一问题已经成为减缓器件尺寸进一步缩小的主要原因。由于亚阈值斜率在室温条件下存在60mV/dec的理论极限值，使得传统MOSFET器件难以通过持续降低工作电压VDD来降低功耗。为了适应集成电路的未来发展趋势，新型超低功耗器件的研究开发引起广泛关注。隧穿场效应晶体管(TFET，TunnelingField-EffectTransistor)采用栅控源区与沟道之间的带带隧穿宽度，以此控制源端价带电子隧穿到沟道导带(或沟道价带电子隧穿到源端导带)形成隧穿电流。不同于MOSFET器件的扩散漂流的导通机制，这种新型的电流导通机制可以实现陡峭的亚阈值斜率，在室温条件下理论上可以实现低于60mV/dec的亚阈值斜率，使其成为一种非常有发展潜力的新型低功耗器件。但是不同于MOSFET，TFET器件的转特...
【技术保护点】
一种超陡平均亚阈值摆幅鳍式隧穿场效应晶体管，其特征在于，所述隧穿场效应晶体管包括：衬底、源区内层、源区外层、栅叠层、漏区和沟道区内层和沟道区外层；其中，所述衬底包括绝缘层以及绝缘层上的第一半导体材料；刻蚀第一半导体材料在绝缘层上形成鳍式结构内层以及分别形成在鳍式结构内层两端的第一引出端内层和第二引出端内层；对第一引出端内层以及与第一引出端内层相连接的鳍式结构内层的一部分进行第一次源区离子注入，形成源区内层，所述源区内层包括第一引出端内层以及延伸至与第一引出端内层相连接的鳍式结构内层的一部分；在鳍式结构内层及两端的引出端上外延生长第二半导体材料，在鳍式结构内层上形成覆盖鳍式结...
【技术特征摘要】
1.一种超陡平均亚阈值摆幅鳍式隧穿场效应晶体管，其特征在于，所述隧穿场效应晶体管包括：衬底、源区内层、源区外层、栅叠层、漏区和沟道区内层和沟道区外层；其中，所述衬底包括绝缘层以及绝缘层上的第一半导体材料；刻蚀第一半导体材料在绝缘层上形成鳍式结构内层以及分别形成在鳍式结构内层两端的第一引出端内层和第二引出端内层；对第一引出端内层以及与第一引出端内层相连接的鳍式结构内层的一部分进行第一次源区离子注入，形成源区内层，所述源区内层包括第一引出端内层以及延伸至与第一引出端内层相连接的鳍式结构内层的一部分；在鳍式结构内层及两端的引出端上外延生长第二半导体材料，在鳍式结构内层上形成覆盖鳍式结构内层的鳍式结构外层，以及分别覆盖在第一和第二引出端内层上的第一和第二引出端外层；在鳍式结构外层的表面形成栅叠层，栅叠层不覆盖鳍式结构外层的两端边缘；对第一引出端外层以及与第一引出端外层相连接的鳍式结构外层的边缘进行第二次源区离子注入，形成源区外层，所述源区外层包括第一引出端外层以及与第一引出端外层相连接的鳍式结构外层的边缘，源区内层和源区外层共同构成源区；所述源区内层沿沟道方向的长度大于源区外层沿沟道方向的长度为L1；对第二引出端外层和内层以及与第二引出端外层相连接的鳍式结构外层和内层的边缘进行离子注入，在第二引出端外层和内层以及与第二引出端外层和内层相连接的鳍式结构外层和内层的边缘形成漏区；位于源区内层和漏区之间的鳍式结构内层形成沟道区内层，以及位于源区外层和漏区之间的鳍式结构外层形成沟道区外层，沟道区内层沿沟道方向的长度小于沟道区外层沿沟道方向的长度为L1；所述第二半导体材料的禁带宽度大于第一半导体材料的禁带宽度。2.如权利要求1所述的隧穿场效应晶体管，其特征在于，所述第一半导体材料为轻掺杂或未掺杂的半导体材料，轻掺杂浓度为1×1013cm-3～1×1015cm-3。3.如权利要求1所述的隧穿场效应晶体管，其特征在于，对于N型器件，所述源区为P型重掺杂，掺杂浓度为1×1018cm-3～1×1020cm-3，所述漏区为N型重掺杂，掺杂浓度为1×1018cm-3～1×1019cm-3；对于P型器件来说，所述源区为N型重掺杂，掺杂浓度为1×1018cm-3～1×1020cm-3，所述漏区为P型重掺杂，掺杂浓度为1×1018cm-3～1×1019cm-3。4.如权利要求1所述的隧穿场效应晶体管，其特征在于，所述第二半导体材料的禁带宽度比第一半导体材料的禁带宽度大0.3eV～0.7eV。5.一种超陡平均亚阈值摆幅鳍式隧穿场效应晶体管的制备方法，其特征在于，所述制备...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄如，赵阳，吴春蕾，黄芊芊，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：北京,11
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