一种非对称栅氧结构的纳米片环栅场效应晶体管制造技术

技术编号:23101114 阅读:55 留言:0更新日期:2020-01-14 20:59
本发明专利技术公开了一种非对称栅氧结构的纳米片环栅场效应晶体管,包括垂直堆叠的纳米片沟道,包裹在沟道外的双层栅极氧化物,设于沟道两端的源和漏,设置双层边墙,设置在底部的衬底。特征是栅极氧化物由低介电常数材料与高介电常数材料堆叠而成,以沟道长度的二分之一处为界分为靠近漏和源两部分,两部分栅氧物理总厚度一致,但靠近漏的双层栅极氧化物中,低介电常数栅极氧化物较薄,高介电常数栅极氧化物较厚,构成非对称栅氧结构的纳米片环栅场效应晶体管。本发明专利技术与现有对称型技术相比,漏端电场更低,能够有效抑制器件热载流子效应;具有更加理想的开态、关态电流和较大的电流开关比;漏端电势更稳定,抑制漏致势垒降低效应,改善短沟道特性。

A kind of nanoscale ring gate FET with asymmetric gate oxide structure

【技术实现步骤摘要】
一种非对称栅氧结构的纳米片环栅场效应晶体管
本专利技术属于半导体器件中的场效应晶体管领域,具体涉及一种非对称栅氧结构的纳米片环栅场效应晶体管。
技术介绍
集成电路技术不断发展,器件特征尺寸按摩尔定律不断缩小,已逼近物理极限,短沟道效应、热载流子效应、漏致势垒降低效应对器件产生严重影响,器件性能的退化不容忽视。为改善器件的短沟道特性,许多新型器件结构相继出现,纳米片环栅器件凭借极强的栅控能力而备受关注。通过垂直堆叠纳米片沟道,能够在一定的面积上获得更大的饱和电流,提升器件性能。同时,随着器件特征尺寸减小,栅极氧化层二氧化硅也在不断减薄以维持晶体管性能,但过薄的二氧化硅会导致栅极漏电的增加,为此改用High-K材料二氧化铪与二氧化硅堆叠作为栅极氧化物,便能够有效控制漏电。然而,由于栅极将引入垂直方向的强电场,沟道中载流子容易获得很大的动能,成为热载流子并注入栅氧化层,造成氧化层损伤和器件性能退化甚至失效,即热载流子效应。载流子效应是器件和集成电路失效的重要原因,而减小漏端电场能够减少热载流子注入,从而提高器件可靠性。针对热载流子效应,人们也本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种非对称栅氧结构的纳米片环栅场效应晶体管,其特征在于,它包括:/n数条垂直堆叠的沟道(1);/n设于数条沟道(1)右端的源(6)及设于源(6)顶部的源极(7),设于数条沟道(1)左端的漏(8)及设于漏(8)顶部的漏极(9);/n以沟道长度的二分之一处为界,沟道分为左右两部分,设于包裹在各沟道(1)右半部分外部的低介电常数栅极氧化物(2)、设于包裹在各沟道(1)左半部分外部的低介电常数栅极氧化物(3);/n设于各沟道(1)右半部分、包裹在右半部分低介电常数栅极氧化物(2)外部、但长度略短于低介电常数栅极氧化物(2)的高介电常数栅极氧化物(4);/n设于各沟道(1)左半部分、包裹在左半部分低...

【技术特征摘要】
1.一种非对称栅氧结构的纳米片环栅场效应晶体管,其特征在于,它包括:
数条垂直堆叠的沟道(1);
设于数条沟道(1)右端的源(6)及设于源(6)顶部的源极(7),设于数条沟道(1)左端的漏(8)及设于漏(8)顶部的漏极(9);
以沟道长度的二分之一处为界,沟道分为左右两部分,设于包裹在各沟道(1)右半部分外部的低介电常数栅极氧化物(2)、设于包裹在各沟道(1)左半部分外部的低介电常数栅极氧化物(3);
设于各沟道(1)右半部分、包裹在右半部分低介电常数栅极氧化物(2)外部、但长度略短于低介电常数栅极氧化物(2)的高介电常数栅极氧化物(4);
设于各沟道(1)左半部分、包裹在左半部分低介电常数栅极氧化物(3)外部、但长度略短于低介电常数栅极氧化物(3)的高介电常数栅极氧化物(5);
包裹在左半部分的高介电常数栅极氧化物(5)及右半部分的高介电常数栅极氧化物(4)外的栅极(10);
设于栅极(10)和右半部分高介电常数栅极氧化物(4)右侧的高介电常数源边墙(11);设于高介电常数源边墙(11)右侧、源(6)左侧的低介电常数源边墙(12);
设于栅极(10)和左半部分高介电常数栅极氧化物(5)左侧的高介电常数漏边墙(13);设于高介电常数漏边墙(13)左侧、漏(8)右侧的低介电常数漏边墙(14);
设于最底层栅极底部的高介电常数介质隔离层(15),设于高介电常数介质隔离层(15)底部的低介电常数介质隔离层(16),设于上述结构...

【专利技术属性】
技术研发人员:王萌王昌峰田明孙亚宾石艳玲李小进廖端泉曹永峰
申请(专利权)人:华东师范大学上海华力微电子有限公司
类型:发明
国别省市:上海;31

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