基于InAs/GaSb异质结的量子阱隧穿场效应晶体管及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于InAs/GaSb异质结的量子阱隧穿场效应晶体管及其制备方法，制备方法包括：选取GaSb衬底；在GaSb衬底内形成漏区；在GaSb衬底内形成源区；对包括源区和漏区的整个GaSb衬底表面进行快速热退火，并对整个GaSb衬底表面进行预处理；在整个GaSb衬底表面生长一InAs材料，并刻蚀InAs材料形成InAs沟道层；在InAs沟道层表面淀积栅氧化层；在栅氧化层上形成栅电极；刻蚀栅氧化层，并分别在源区和漏区形成源电极和漏电极。本发明专利技术制备得到的TFET，InAs沟道层厚度只有5～25nm，形成InAs量子阱，量子化效应使得InAs导带分裂成多个能级，呈现二维状态，使得TFET中载流子是从3‑D的GaSb源区隧穿到2‑D的InAs沟道层中量子化的能级上，使得TFET器件的隧穿过程会更加突然，亚阈摆率更加陡峭。

【技术实现步骤摘要】
基于InAs/GaSb异质结的量子阱隧穿场效应晶体管及其制备方法
本专利技术属于微电子集成电路
，具体涉及一种基于InAs/GaSb异质结的量子阱隧穿场效应晶体管及其制备方法。
技术介绍
按照摩尔定律的指导，微电子集成电路芯片的集成度每18个月增加一倍，性能也会增加一倍如此这般一直推动着集成电路产业的向前发展。然而当传统的金属氧化物半导体场效应管(MetalOxideSemiconductorFieldEffectTransistor，简称MOSFET)进入深亚微米后，器件的短沟道效应(ShortChannelEffects，简称SEC)变得十分显著，这就导致了泄漏电流上升，功耗增大，性能和可靠性进一步降低。由此超陡峭器件进入研究者们的视野，因为超陡峭器件可以有效降低器件及电路功率损耗。然而传统的MOSFET存在两个问题，第一个是漏致势垒降低效应，导致短沟道的MOSFET漏电增大，同时会影响集成电路的功耗；第二个是费米拖尾效应，使得MOSFET的亚阈值摆幅在室温下存在60mv/dec的限制。这两个问题是MOSFET的机理性问题，要本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于InAs/GaSb异质结的量子阱隧穿场效应晶体管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1、选取GaSb衬底；/n步骤2、采用带胶离子注入法在所述GaSb衬底内形成漏区；/n步骤3、采用带胶离子注入法在所述GaSb衬底内形成源区；/n步骤4、对包括源区和漏区的整个GaSb衬底表面进行快速热退火处理，并对所述整个GaSb衬底表面进行预处理；/n步骤5、采用分子束外延方法在所述整个GaSb衬底表面生长一层InAs材料，并采用湿刻蚀法刻蚀所述InAs材料形成InAs沟道层；/n步骤6、采用原子层淀积法在所述InAs沟道层表面淀积栅氧化层；/n步骤7、采用电子束蒸发法在所述栅氧化层上...

【技术特征摘要】
1.一种基于InAs/GaSb异质结的量子阱隧穿场效应晶体管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、选取GaSb衬底；
步骤2、采用带胶离子注入法在所述GaSb衬底内形成漏区；
步骤3、采用带胶离子注入法在所述GaSb衬底内形成源区；
步骤4、对包括源区和漏区的整个GaSb衬底表面进行快速热退火处理，并对所述整个GaSb衬底表面进行预处理；
步骤5、采用分子束外延方法在所述整个GaSb衬底表面生长一层InAs材料，并采用湿刻蚀法刻蚀所述InAs材料形成InAs沟道层；
步骤6、采用原子层淀积法在所述InAs沟道层表面淀积栅氧化层；
步骤7、采用电子束蒸发法在所述栅氧化层上淀积第一金属形成栅电极；
步骤8、采用感应耦合等离子体刻蚀法刻蚀所述栅氧化层，并采用电子束蒸发法分别在所述源区和所述漏区淀积第二金属形成源电极和漏电极，以完成基于InAs/GaSb异质结的量子阱隧穿场效应晶体管的制备。


2.根据权利要求1所述的基于InAs/GaSb异质结的量子阱隧穿场效应晶体管的制备方法，其特征在于，步骤2中采用带胶离子注入法对所述GaSb衬底进行N型重掺杂形成掺杂浓度为5×1017～5×1019cm-3的所述漏区，其中，所述漏区离子注入条件包括：注入能量为40keV、离子注入剂量为2×1015cm-2。


3.根据权利要求1所述的基于InAs/GaSb异质结的量子阱隧穿场效应晶体管的制备方法，其特征在于，步骤3中采用带胶离子注入法对所述GaSb衬底进行P型重掺杂形成掺杂浓度为1×1017～1×1019cm-3的所述源区，其中，所述源区离子注入条件包括：注入能量为30keV、离子注入剂量为5×1014cm-2。


4.根据权利要求1所述的基于InAs/GaSb异质结的量子阱隧穿场效应晶体管的制备方法，其特征在于，步骤4中对所述整个GaSb衬底表面进行预处理包括：
分别用丙酮溶液、乙醇溶液和异丙醇溶液对所述整个GaSb衬底表面做去脂清洗，每种溶液分别浸泡5分钟；
用稀盐酸溶液将所述整个GaSb衬底浸泡30s，用去离子水清洗所述整个GaSb衬底表面，所述稀盐酸溶液为HCl(37％):H2O＝1:10的体积比配比而成；
再用(NH4)2S(15％)溶液将所述整个GaSb衬底浸泡30s，再用去离子水清洗所述整个GaSb衬底表面。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕红亮，李苗，吕智军，芦宾，朱翊，张玉明，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61