[發(fā)明專利]一種抑制雙極效應(yīng)的隧穿場效應(yīng)晶體管及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110310001.2
• 申請日: 2011-10-13
• 公開（公告）號: CN102412302A
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃如;邱穎鑫;詹瞻;黃芊芊
• 申請（專利權(quán)）人: 北京大學(xué)
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/08;H01L21/336
• 代理公司: 北京萬象新悅知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11360
• 代理人: 蘇愛華

1.一種隧穿場效應(yīng)晶體管，其特征在于，所述隧穿場效應(yīng)晶體管包括：

采用第一種半導(dǎo)體材料的具有輕摻雜的襯底區(qū)；

在所述襯底區(qū)上形成的柵疊層區(qū)，柵疊層區(qū)至少包括柵絕緣層和柵導(dǎo)電層；

在所述襯底區(qū)上且在所述柵疊層區(qū)下形成的溝道區(qū)；

在所述襯底區(qū)上且在所述溝道區(qū)的一側(cè)形成的采用第二種半導(dǎo)體材料的具有第二種摻雜類型的漏區(qū)；

在所述襯底區(qū)上且在所述溝道區(qū)的另一側(cè)形成的采用第一種半導(dǎo)體材料的具有第一種摻雜類型的源區(qū)；

在覆蓋在所述柵疊層區(qū)、源區(qū)和漏區(qū)上的絕緣層上形成的源區(qū)上的源電極、漏區(qū)上的漏電極和柵疊層區(qū)上的柵電極。

2.如權(quán)利要求1所述的隧穿場效應(yīng)晶體管，其特征在于，所述第一種半導(dǎo)體材料是鍺、單晶硅、多晶硅以及絕緣材料上的硅等半導(dǎo)體材料中的一種。

3.如權(quán)利要求1所述的隧穿場效應(yīng)晶體管，其特征在于，所述第二種半導(dǎo)體材料是單晶硅、多晶硅以及砷化鎵等半導(dǎo)體材料的一種，并且所述第二種半導(dǎo)體材料的禁帶寬度大于所述第一種半導(dǎo)體材料的禁帶寬度。

4.如權(quán)利要求1所述的隧穿場效應(yīng)晶體管，其特征在于，所述柵絕緣層的絕緣材料是氧化硅、氧化鉿、氧化鉭、氧化鑭、氧化氟等高K柵材料中的一種。

5.如權(quán)利要求1所述的隧穿場效應(yīng)晶體管，其特征在于，所述柵導(dǎo)電層的導(dǎo)電材料是摻雜的多晶硅、氮化鈦、氮化鉭以及金屬等材料中的一種。

6.如權(quán)利要求1所述的隧穿場效應(yīng)晶體管，其特征在于，所述絕緣層的絕緣材料是氧化硅或氮化硅。

7.如權(quán)利要求1所述的隧穿場效應(yīng)晶體管，其特征在于，所述電極的導(dǎo)電材料可以是鋁、銅、鎢等金屬中的一種。

8.如權(quán)利要求1所述的隧穿場效應(yīng)晶體管，其特征在于，所述第一種摻雜類型和第二種摻雜類型為互補(bǔ)的雜質(zhì)。

9.如權(quán)利要求1所述的隧穿場效應(yīng)晶體管，其特征在于，所述漏區(qū)與柵疊層區(qū)對準(zhǔn)或交疊。

10.一種隧穿場效應(yīng)晶體管的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)提供一個(gè)具有第一種摻雜類型的第一種半導(dǎo)體材料作為襯底區(qū)；

2)淀積形成第一層硬質(zhì)掩膜和第一層光刻膠；

3)掩膜曝光第一層光刻膠并刻蝕第一層硬質(zhì)掩膜光刻出漏區(qū)的圖形窗口；

4)去除第一層光刻膠，然后在第一層硬質(zhì)掩膜的作用下腐蝕第一種半導(dǎo)體材料的襯底區(qū)，形成與漏區(qū)對應(yīng)的槽區(qū)；

5)淀積具有第二種摻雜類型的第二種半導(dǎo)體材料；

6)剝離第一層硬質(zhì)掩膜以及在其上的第二種半導(dǎo)體材料，并用CMP平坦化；

7)淀積形成柵絕緣層，再淀積形成柵導(dǎo)電層；

8)淀積第二層光刻膠；

9)掩膜曝光光刻出源區(qū)的圖形窗口和漏區(qū)的圖形窗口，再刻蝕柵導(dǎo)電層和柵絕緣層，直至第一種半導(dǎo)體材料的襯底區(qū)，從而形成包括柵絕緣層和柵導(dǎo)電層的柵疊層區(qū)；

10)去除第二層光刻膠，再淀積第三層光刻膠；

11)掩膜曝光光刻出源區(qū)的圖形，再離子注入形成第一種摻雜類型的源區(qū)，同時(shí)形成連結(jié)源區(qū)和漏區(qū)的溝道區(qū)；

12)去除第三層光刻膠；

13)淀積形成絕緣層，然后掩膜曝光刻蝕出源區(qū)、漏區(qū)以及柵疊層區(qū)上的源電極通孔、漏電極通孔和柵電極通孔；

14)用電極的導(dǎo)電材料填充源電極通孔、漏電極通孔和柵電極通孔形成源電極、漏電極和柵電極。