倒U栅辅控双侧栅主控双向隧穿晶体管及其制造方法技术
Inverted U gate assisted two-sided gate controlled bidirectional tunneling transistor and its manufacturing method
【技术实现步骤摘要】
倒U栅辅控双侧栅主控双向隧穿晶体管及其制造方法
本专利技术涉及超大规模集成电路制造领域，具体涉及适用于低功耗集成电路制造的倒U栅辅控双侧栅主控双向隧穿晶体管及其制造方法。
技术介绍
集成电路的基本单元MOSFETs根据摩尔定律的要求，尺寸会变得越来越小，随之而来的不仅仅是在制造工艺上的难度加深，各种不良效应也越发的凸显。如今集成电路设计所采用的MOSFETs型器件由于其工作时自身产生电流的物理机制的限制，其亚阈值摆幅不能低于60mV/dec。而普通隧穿场效应晶体管作为开关型器件使用时，利用载流子在半导体能带之间发生隧穿效应作为电流的导通机制，其亚阈值摆幅要明显优于MOSFETs型器件的60mv/dec极限。然而，普通隧穿场效应晶体管源区和漏区采用不同导电类型的杂质，这种非对称结构特征导致其无法在功能上完全取代具有对称结构特征的MOSFETs型器件。以N型隧穿场效应晶体管为例，如果将其源极和漏极互换，即漏极为低电位，源极为高电位，则隧穿场效应晶体管将始终处于导通状态，导通电流的大小不再能够依靠栅电极而得到良好控制和调节，这使得整个隧穿场效应晶体管的开关特性失效。专利...
【技术保护点】
倒U栅辅控双侧栅主控双向隧穿晶体管，包含SOI晶圆的硅衬底（12），其特征在于：SOI晶圆的硅衬底（12）上方为SOI晶圆的衬底绝缘层（11），SOI晶圆的衬底绝缘层（11）的上方为单晶硅薄膜（1）、倒U栅（2）的部分区域、栅电极绝缘层（7）的部分区域和双侧栅8；单晶硅薄膜（1）为杂质浓度低于10
【技术特征摘要】
1.倒U栅辅控双侧栅主控双向隧穿晶体管，包含SOI晶圆的硅衬底（12），其特征在于：SOI晶圆的硅衬底（12）上方为SOI晶圆的衬底绝缘层（11），SOI晶圆的衬底绝缘层（11）的上方为单晶硅薄膜（1）、倒U栅（2）的部分区域、栅电极绝缘层（7）的部分区域和双侧栅8；单晶硅薄膜（1）为杂质浓度低于1016cm-3的单晶硅半导体材料，具有U形凹槽结构特征；重掺杂源漏可互换区a（5）和重掺杂源漏可互换区b（6）通过离子注入或扩散对单晶硅薄膜（1）进行有意掺杂工艺形成，并分别形成于单晶硅薄膜（1）所形成的U形凹槽结构左右两侧垂直部分上端的内侧区域，其杂质峰值浓度不低于1018cm-3；源漏可互换本征区a（3）和源漏可互换本征区b（4）位于单晶硅薄膜（1）所形成的U形凹槽结构左右两侧垂直部分上端的未被进行有意掺杂工艺的外侧区域；栅电极绝缘层（7）为绝缘体材料，与单晶硅薄膜（1）所形成的U形凹槽结构的左右两侧垂直部分外侧表面、内侧表面以及U形凹槽底部水平部分的上表面和前后两侧的外侧表面相互接触；倒U栅（2）由金属材料或多晶硅材料构成，呈英文大写字母“U”形倒架在栅电极绝缘层（7）位于单晶硅薄膜（1）所形成的U形凹槽底部水平部分的上表面和前后两侧的外侧表面所形成部分区域的上方，倒U栅（2）通过栅电极绝缘层（7）与单晶硅薄膜（1）彼此绝缘隔离，对单晶硅薄膜（1）所形成的U形凹槽底部水平部分有控制作用；双侧栅（8）由金属材料或多晶硅材料构成，位于单晶硅薄膜（1）所形成的U形凹槽结构的左右两侧垂直部分的外侧，与单晶硅薄膜（1）所形成的U形凹槽结构的左右两侧垂直部分外侧相互接触的栅电极绝缘层（7）相互接触，通过栅电极绝缘层（7）与单晶硅薄膜（1）彼此绝缘隔离，对单晶硅薄膜1所形成的凹槽两侧垂直部分有控制作用；源漏可互换电极a（9）和源漏可互换电极b（10）为金属材料构成，分别位于重掺杂源漏可互换区a（5）和重掺杂源漏可互换区b（6）的上方，并彼此相互接触；源漏可互换电极a（9）和源漏可互换电极b（10）的外侧表面分别与绝缘介质阻挡层（13）相互接触，源漏可互换电极a（9）、源漏可互换电极b（10）、双侧栅（8）和倒U栅（2）彼此通过绝缘介质阻挡层（13）相互绝缘隔离；倒U栅辅控双侧栅主控双向隧穿晶体管，以倒U栅（2）为中心，左右两侧呈对称结构。2.倒U栅辅控双侧栅主控双向隧穿晶体管的制备方法，其特征在于：其制造步骤如下：步骤一：提供一个SOI晶圆，最下方为SOI晶圆的硅衬底（12），硅衬底的上面是SOI晶圆的衬底绝缘层（11），SOI晶圆的衬底绝缘层（11）的上表面为单晶硅薄...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘溪，邹运，靳晓诗，
申请(专利权)人：沈阳工业大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21
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