[發(fā)明專利]隧穿場效應(yīng)晶體管及其形成方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201310524439.X
• 申請日: 2013-10-30
• 公開（公告）號: CN104600110A
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱正勇;朱慧瓏;許淼
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院微電子研究所
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/08;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;吉海蓮

1.一種隧穿場效應(yīng)晶體管，其特征在于，包括：

半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底上形成有鰭；

第一柵極和第二柵極，分別形成在所述鰭兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底之上，在所述第一柵極與鰭的第一側(cè)面及半導(dǎo)體襯底之間，以及在所述第二柵極與鰭的第二側(cè)面及半導(dǎo)體襯底之間具有柵介質(zhì)層；

第一摻雜區(qū)和第二摻雜區(qū)，分別位于第一柵極和第二柵極一側(cè)的半導(dǎo)體襯底中。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隧穿場效應(yīng)晶體管，其特征在于，第一摻雜區(qū)和第二摻雜區(qū)分別位于第一柵極一側(cè)之下和第二柵極一側(cè)之下的半導(dǎo)體襯底中。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隧穿場效應(yīng)晶體管，其特征在于，所述第一摻雜區(qū)和第二摻雜區(qū)分別位于第一柵極和第二柵極側(cè)面的半導(dǎo)體襯底中，第一摻雜區(qū)與第一柵極之間以及第二摻雜區(qū)與第二柵極之間具有柵介質(zhì)層。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的隧穿場效應(yīng)晶體管，其特征在于，鰭的寬度小于10nm。

5.一種隧穿場效應(yīng)晶體管的形成方法，其特征在于，包括步驟：

提供半導(dǎo)體襯底；

在半導(dǎo)體襯底上形成鰭；

在鰭的兩側(cè)壁以及鰭兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底上形成柵介質(zhì)層；

在鰭兩側(cè)的柵介質(zhì)層上分別形成第一柵極和第二柵極；

在第一柵極一側(cè)和第二柵極一側(cè)的襯底中分別形成第一摻雜區(qū)和第二摻雜區(qū)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的隧穿場效應(yīng)晶體管的形成方法，其特征在于，形成鰭的步驟包括：

在半導(dǎo)體襯底上形成圖案化的犧牲層；

在犧牲層的側(cè)壁形成鰭蓋層；

去除犧牲層；

以鰭蓋層為掩蔽，去除部分半導(dǎo)體襯底，以形成鰭。

7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的隧穿場效應(yīng)晶體管的形成方法，其特征在于，形成鰭之后的步驟包括：

在鰭的兩側(cè)壁以及兩側(cè)的部分半導(dǎo)體襯底上形成柵介質(zhì)層；

在柵介質(zhì)層上、鰭的兩側(cè)壁形成柵極蓋層，在柵介質(zhì)層上、柵極蓋層的側(cè)壁形成間隙層；

在間隙層兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底中分別形成第一摻雜區(qū)和第二摻雜區(qū)；

去除柵極蓋層，并填充形成第一柵極和第二柵極。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的隧穿場效應(yīng)晶體管的形成方法，其特征在于，

形成鰭、柵介質(zhì)層以及第一柵極、第二柵極的步驟具體包括：

在半導(dǎo)體襯底上形成鰭蓋層，以及在鰭蓋層的兩側(cè)壁形成第一柵蓋層和第二柵蓋層，以及覆蓋第一柵蓋層和第二柵蓋層兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底形成摻雜區(qū)蓋層；

去除第一柵蓋層和第二柵蓋層以及其下的部分半導(dǎo)體襯底，形成第一開口和第二開口，以及在鰭蓋層下形成鰭；

在第一開口和第二開口的側(cè)壁形成柵介質(zhì)層，并進行填充，以形成第一柵極和第二柵極。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的隧穿場效應(yīng)晶體管的形成方法，其特征在于，

形成鰭蓋層、第一柵蓋層和第二柵蓋層和摻雜區(qū)蓋層的步驟具體包括：

在半導(dǎo)體襯底上形成圖案化的犧牲層；

在犧牲層的側(cè)壁形成鰭蓋層；

在鰭蓋層的側(cè)壁形成第一柵蓋層；

在第一柵蓋層側(cè)的襯底上形成第一摻雜區(qū)蓋層；

去除犧牲層；

在鰭蓋層的另一側(cè)壁上形成第二柵蓋層；

覆蓋第二柵蓋層一側(cè)的半導(dǎo)體襯底，以形成第二摻雜區(qū)蓋層。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的隧穿場效應(yīng)晶體管的形成方法，其特征在于，

在形成第一柵蓋層與形成第一摻雜區(qū)蓋層的步驟之間，在第一柵蓋層一側(cè)的襯底內(nèi)形成第一摻雜區(qū)；

在形成第二蓋層與形成第二摻雜區(qū)蓋層的步驟之間，在第二柵蓋層一側(cè)的襯底內(nèi)形成第二摻雜區(qū)。