【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于半导体器件中的场效应晶体管领域，具体涉及一种环栅堆叠纳米片沟道的源漏双掺杂可重构场效应晶体管。
技术介绍
1、近几十年来，集成电路产业已经取得飞速发展，半导体工艺和器件的进步使得集成电路产业在过去的几十年间一直得以遵循着摩尔定律发展。为了追赶摩尔定律、追求集成度更高功能更多的集成电路，器件的特征尺寸一再缩小。器件的缩小意味着寄生电容面积的缩小，也就意味着更好的速度和功耗性能。然而器件尺寸的缩小也带来了短沟道效应，使得器件性能退化。单纯依靠工艺节点的进步来提升器件性能与集成度面临工艺壁垒以及经济制约，无法满足时代需求。在后摩尔定律时代，业界开始将目光更多地投向新型器件结构。
2、可重构场效应晶体管(rfet)凭借结构上的优势，可以在电路中实现互补的逻辑运算，增强电路设计的灵活性。这类器件通常使用金属作为源端和漏端，故电子和空穴均可以导电。设有控制栅极和极性栅极两种栅极，通过对极性栅极施加不同的电压偏置，能够选择性地控制两端肖特基结中发生隧穿的载流子类型，使器件表征出n型或p型的特性。控制栅极则通过影响沟道势垒决定器件的导通与关断。由于具备灵活的功能选择性，与传统金属氧化物半导体(mos)器件相比，rfet能够以更少数量的晶体管实现更为复杂的逻辑电路。同时，rfet的制造工艺与cmos先进工艺制程可以兼容，在量产方面有一定的基础。故rfet有超越cmos，推动后摩尔时代发展的可能性。
3、然而，传统的金属源漏rfet作为双极性器件依旧面临着关态电流大，开态电流小等问题，从而限制了其在电路中的应用
技术实现思路
1、本专利技术的目的是针对现有的肖特基结隧穿型可重构场效应晶体管(sbrfet)开态电流较小的问题，提出的一种环栅堆叠纳米片沟道的源漏双掺杂可重构场效应晶体管。通过改变源端载流子的注入机制，保持关态电流变化较小的同时增大器件开态电流，从而改善电流开关比，减小集成电路逻辑响应时间。
2、为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、一种环栅堆叠纳米片沟道的源漏双掺杂可重构场效应晶体管，特点是：它包括：
4、被栅极四面包裹的三层纳米片沟道；
5、对称设于与纳米片沟道长度的两端面齐平且四面包裹纳米片沟道外侧的电学隔离边墙；
6、设于与电学隔离边墙接触、四面包裹纳米片沟道且对称分布的栅极氧化物；
7、对称设置且四面包裹栅极氧化物的控制栅极和极性栅极；
8、设于控制栅极与极性栅极中间的氧化层隔断；
9、设于纳米片沟道一端的双掺杂源端，由n型源端及p型源端构成；
10、设于纳米片沟道另一端的双掺杂漏端，由对应n型源端的n型漏端及对应p型源端的p型漏端构成；
11、所述纳米片沟道为本征硅或轻掺杂(杂质浓度约为1×1015cm-3)的硅；
12、所述边墙与双栅间氧化层隔断为二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、磷硅玻璃或硼磷硅玻璃；
13、所述栅极氧化物为二氧化硅或二氧化铪；
14、所述控制栅极和极性栅极为光刻、刻蚀后形成的铝、铜、多晶硅或氮化钛；
15、所述n型源端为重掺杂(杂质浓度约为3×1020cm-3)的n型硅，p型源端为重掺杂(杂质浓度约为3×1020cm-3)的p型硅；
16、所述n型漏端为重掺杂(杂质浓度约为3×1020cm-3)的n型硅，p型漏端为重掺杂(杂质浓度约为3×1020cm-3)的p型硅。
17、本专利技术提出的环栅堆叠纳米片沟道的源漏双掺杂可重构场效应晶体管，采用了环栅堆叠纳米片的沟道结构，增加栅极对沟道的控制能力，使dibl效应大大削弱，从而限制住了关态电流的大幅增加；同时亚阈值摆幅减小，接近极限值60mv/dec，在电路设计中可以有效节省功耗。
18、本专利技术采用了双掺杂源漏设计代替源漏金属肖特基结，相比于采用相同环栅堆叠纳米片沟道的肖特基结隧穿型可重构场效应晶体管，还具有以下优点：
19、源端不是金半接触，不受费米能级钉扎影响，电流对称性可以简单地通过调整两端p型和n型掺杂区域比例得到；
20、热载流子发射电流主导代替用隧穿电流占主导，可以有效地提高器件地开态电流，改善电流开关比，增大器件的最大跨导。
21、在电路设计中，较低的阈值电压使其能在更低的电源电压下工作，并且其优化的驱动电流可以带来更快的逻辑响应，从而突破其应用限制。
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1.一种环栅堆叠纳米片沟道的源漏双掺杂可重构场效应晶体管，其特征在于，它包括：
2.根据权利要求1所述的源漏双掺杂环栅堆叠纳米片可重构场效应晶体管，其特征在于，所述堆叠纳米片沟道（1）为本征硅或轻掺杂的硅；
【技术特征摘要】
1.一种环栅堆叠纳米片沟道的源漏双掺杂可重构场效应晶体管，其特征在于，它包括：
2.根据权利要求1...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙亚宾，张佳宁，石艳玲，刘赟，李小进，
申请(专利权)人：华东师范大学，
类型：发明
国别省市：
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