[發明專利]隧穿場效應晶體管的制造方法

有效

• 申請號: 201310315534.9
• 申請日: 2013-07-25
• 公開（公告）號: CN104347725B
• 公開（公告）日: 2017-01-04
• 發明（設計）人: 朱正勇;朱慧瓏;許淼
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: H01L29/786
• 分類號: H01L29/786;H01L29/08;H01L29/423;H01L21/336
• 代理公司: 北京維澳專利代理有限公司11252
• 代理人: 王立民

技術領域

本發明涉及半導體器件領域，特別涉及一種遂穿場效應晶體管及其制造方法。

背景技術

隨著器件尺寸的不斷縮小，單位面積芯片上的器件數目越來越多，如何降低功耗成為日益突出的問題。

常規的遂穿場效應晶體管（Normal-TFET）的結構主要包括襯底（溝道）、柵介質層、柵極以及柵極兩側的源/漏區，主要基于量子遂穿效應工作的，以P型遂穿場效應晶體管為例，在柵極上施加負電壓，溝道區的電勢升高，源區到溝道區發生量子遂穿，遂穿產生的電子和空穴從源區和漏區流出。

對于常規的遂穿場效應晶體管，其亞閾值擺幅（SS）可以小于60meV/dec,為降低功耗提供一種途徑。但為了降低亞閾值擺幅和提高導通電流，需要遂穿結越窄越好，但現有結構的遂穿場效應晶體管，在注入和熱處理過程總會引起雜質的擴散分布，很難實現窄的遂穿結。

此外，在常規的遂穿場效應晶體管中，源漏區都是高摻雜，摻雜勢必引入缺陷，與缺陷相關的漏電流會破壞亞閾值擺幅的降低。而且，常規的遂穿場效應晶體管具有在正負柵電壓下都能開啟的雙極特性，會導致器件難以完全關斷。

發明內容

本發明的目的旨在解決上述技術缺陷，提供一種遂穿場效應晶體管及其制造方法。

本發明提供了一種遂穿場效應晶體管，包括：

半導體層；

第一柵介質層和第二柵介質層，分別位于半導體層的相對的兩個表面上；

源極區和漏極區，具有不同的摻雜類型，分別位于半導體層的兩側且與半導體層相接觸；

第一柵極和第二柵極，分別位于第一柵介質層和第二柵介質層上。

優選地，所述半導體層的厚度不大于10nm。

優選地，所述源極區和漏極區通過外延生長形成。

優選地，所述源極區和漏極區分別位于半導體層和部分第一柵極、部分第二柵極的兩側，所述源極區和所述漏極區與第一柵極、第二柵極之間具有隔離層，以使第一柵極、第二柵極不覆蓋所述半導體層的全部。

優選地，源漏接觸及第一柵極、第二柵極的接觸從同一側引出。

此外，本發明還提供了上述遂穿場效應晶體管的制造方法，包括：

步驟S01，提供第一支撐襯底；

步驟S02，在第一支撐襯底上依次形成第一去除層、半導體層、第一柵介質層和第一柵極，以及在半導體層的兩側形成具有不同的摻雜類型、與半導體層相接觸的源極區和漏極區；

步驟S03，形成覆蓋源極區、漏極區和第一柵極的介質層；

步驟S04，將介質層與第二支撐襯底鍵合；

步驟S05，以第二支撐襯底為支撐，去除第一支撐襯底以及第一去除層，并在半導體層上依次形成第二柵介質層和第二柵極；

步驟S06，完成器件的后續步驟。

優選地，所述第一支撐襯底為半導體襯底，所述步驟S02具體包括：

第一支撐襯底上依次形成有第一去除層、半導體層、第一柵介質層、第二去除層和第一掩膜層；

圖案化所述第一掩膜層和第二去除層，并在所述第一掩膜層和第二去除層側壁形成第三去除層；

在第一掩膜層及第三去除層的掩蔽下，去除第一柵介質層及其下半導體層和第一去除層，并重新形成第二掩膜層，同時去除第一掩膜層；

在第二掩膜層和第三去除層的掩蔽下，去除第二去除層及其下的第一柵介質層、半導體層和第一去除層，并重新形成源極區和其上的第一介質層；

在第一介質層和第三去除層的掩蔽下，去除第二掩膜層，并重新形成漏極區和其上的第二介質層，源極區和漏極區具有不同的摻雜類型，源極區和漏極區與半導體層相接觸；

去除第三去除層以形成第一開口，在第一開口側壁形成第一隔離層，并填充第一開口以形成第一柵極。

優選地，第一去除層為二氧化硅，半導體層為硅，第二去除層為多晶硅，第一掩膜層和第三去除層為氮化物，第二掩膜層為鍺硅。

優選地，步驟S05的步驟具體為：以第二支撐襯底為支撐，去除第一支撐襯底以及第一去除層以形成第二開口，在半導體層上形成第二柵介質層，并在第二開口的側壁形成第二隔離層，并填充第二開口以形成第二柵極。

優選地，所述半導體層的厚度不大于10nm。

優選地，在步驟S04之前還包括步驟：形成連接第一柵極的第一金屬層；

步驟S06包括：形成連接第二柵極的第二金屬層；

從第二柵極一側形成源漏接觸，以及分別與第一金屬層和第二金屬層連接的接觸。