一种源漏阻变式双向开关场效应晶体管及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种源漏阻变式双向开关场效应晶体管及其制造方法。本发明专利技术所述器件具有左右对称的结构特征，通过调节源漏可互换电极电压控制金属源漏可互换区作为源区或漏区，改变肖特基势垒隧穿电流方向。本发明专利技术具有低静态功耗反向泄漏电流、低亚阈值摆幅和可实现双向开关功能的优点。对比于普通MOSFETs型器件，利用栅电极控制肖特基势垒隧道效应的强弱来改变源区和漏区的阻值实现更优秀的开关特性；对比隧穿场效应晶体管，本发明专利技术具有普通的隧穿场效应晶体管所不具备的源漏可互换的双向对称开关特性和更高的正向导通特性，对比普通肖特基势垒晶体管，具有工艺可实现度高，更优秀的反向开关特性等优点，因此适合推广应用。

A source leakage type bidirectional switched field effect transistor and its manufacturing method

【技术实现步骤摘要】
一种源漏阻变式双向开关场效应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，具体涉及一种适用于低功耗集成电路制造的具有低泄漏电流的源漏阻变式双向开关场效应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，尺寸须变得越来越小，随之产生的问题不仅是制造工艺上难度的增加，器件自身各种由于尺寸变小所引发的不良效应也越发凸显。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，其亚阈值摆幅始终不能低于60mV/dec。普通穿场效应晶体管作为开关型器件使用时利用的是载流子的隧穿机制，能使普通隧穿场效应晶体管的亚阈值摆幅要优于MOSFETs型器件的60mV/dec极限。然而，基于硅基材料的隧穿场效应晶体管，由于禁带宽度限制，隧穿几率有限，对比MOSFETs型器件，难以产生相同数量级的导通电流，更为严重的是，其源电极和漏电极分别采用不同导电类型的杂质进行掺杂，所形成的非对称结构特征导致其在源电极和漏电极无法实现互相对调，因此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，如果将其源本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种源漏阻变式双向开关场效应晶体管，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）、重掺杂区（2）和绝缘介质阻挡层（13）的部分区域；其中，单晶硅薄膜（1）为杂质浓度低于10

【技术特征摘要】
1.一种源漏阻变式双向开关场效应晶体管，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）、重掺杂区（2）和绝缘介质阻挡层（13）的部分区域；其中，单晶硅薄膜（1）为杂质浓度低于1016cm-3的单晶硅半导体材料；重掺杂区（2）位于单晶硅薄膜（1）底部的中间部分，其掺杂杂质导电类型决定器件的导通类型，其内部不受栅电极（8）场效应影响控制，为杂质浓度不低于1017cm-3的半导体材料；绝缘介质阻挡层（13）的一部分区域与单晶硅薄膜（1）的左右两外侧表面下方部分相互接触，宽度延伸至衬底绝缘层（11）前后两侧边缘，其上表面与栅电极（8）和栅电极绝缘层（7）相互接触；栅电极绝缘层（7）为绝缘体材料，位于单晶硅薄膜（1）的左右两侧，与构成单晶硅薄膜（1）的左右两外侧表面上方部分的源漏可互换本征区a（3）和源漏可互换本征区b（4）的外侧表面相互接触，宽度延伸至其下方的绝缘介质阻挡层（13）的前后两侧边缘；栅电极（8）由金属材料或多晶硅材料构成，也位于单晶硅薄膜（1）的左右两侧，并分别与两侧的栅电极绝缘层（7）的外表面相互接触；栅电极绝缘层（7）在栅电极（8）和单晶硅薄膜（1）之间形成绝缘阻挡，栅电极（8）仅对源漏可互换本征区a（3）和源漏可互换本征区b（4）有明显场效应控制作用，而对单晶硅薄膜（1）的其它区域和位于单晶硅薄膜（1）底部中间部分的重掺杂区（2）无明显控制作用；单晶硅薄膜（1）、重掺杂区（2）、源漏可互换本征区a（3）、源漏可互换本征区b（4）、金属源漏可互换区a（5）和金属源漏可互换区b（6）共同形成一个凹槽结构，其中金属源漏可互换区a（5）和金属源漏可互换区b（6）分别位于该凹槽结构左右两侧的上方内侧部分，源漏可互换本征区a（3）和源漏可互换本征区b（4）分别位于该凹槽结构左右两侧的上方外侧部分；金属源漏可互换区a（5）为金属材料，与源漏可互换本征区a（3）之间接触部分形成肖特基接触，金属源漏可互换区b（6）也为金属材料，与源漏可互换本征区b（4）之间接触部分形成肖特基接触；凹槽结构的内部被绝缘介质阻挡层（13）的部分区域所填充，且绝缘介质阻挡层（13）的该部分区域的外表面上方部分的左右两侧分别与源漏可互换电极a（9）和源漏可互换电极b（10）相互接触、外表面中间部分的左右两侧分别与金属源漏可互换区a（5）和金属源漏可互换区b（6）相互接触，外表面下方部分的左右两侧和底部左右两侧均与单晶硅薄膜（1）相互接触，外表面底部的中间部分与重掺杂区（2）相互接触；绝缘介质阻挡层（13）的该部分区域在金属源漏可互换区a（5）和金属源漏可互换区b（6）之间、在源漏可互换电极a（9）和源漏可互换电极b（10）之间分别起到绝缘隔离的作用；源漏可互换电极a（9）由金属材料构成，位于金属源漏可互换区a（5）的上方；源漏可互换电极b（10）也由金...

【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