[發明專利]一種基于隧穿晶體管結構的太赫茲傳感器

有效

• 申請號: 201510347068.1
• 申請日: 2015-06-19
• 公開（公告）號: CN105140277B
• 公開（公告）日: 2018-06-22
• 發明（設計）人: 紀小麗;張城緒;閆鋒;楊琪軒;廖軼明
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: H01L29/73
• 分類號: H01L29/73;H01L29/08;H01L29/06;G01J1/42
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 陳建和

1.一種基于隧穿晶體管結構的太赫茲傳感器，其特征在于，所述隧穿晶體管結構襯底為P型/N型時，離子注入形成的源區為P⁺型/N⁺型、離子注入形成的漏區為相應為N⁺型/P⁺型；在源區上方生長一層二氧化硅絕緣層和淀積一層多晶硅柵氧化層；

源區的面積大于漏區的面積；

隧穿晶體管的源區延伸至整個多晶硅柵氧化層正下方；

襯底延伸至柵氧化層下方且隔開源區與漏區；

P⁺型源區(102)和N⁺型漏區(103)，在源區(102)和襯底(101)上生長二氧化硅絕緣層(104)和多晶硅柵層(105)；源區(102)、柵氧化層(104)和多晶硅柵(105)之間形成MOS結構；當在柵極(105)上施加反型偏壓V_g后、源端和襯底接地，柵氧化層(104)正下方的源區(102)反型層；該反型層和源區(102)界面形成PN結。

2.根據權利要求1所述的基于隧穿晶體管結構的太赫茲傳感器的信號探測方法，其特征是 當采用P⁺源區(102)和N⁺型漏區(103)，在源區(102)和襯底(101)上生長二氧化硅絕緣層(104)和多晶硅柵層(105)；與傳統的PIN隧穿晶體管相比，源區(102)延伸到整個柵氧化層(104)正下方；源區(102)、柵氧化層(104)和多晶硅柵(105)之間形成MOS結構；當在柵極(105)上施加反型偏壓V_g后、源端和襯底接地，柵氧化層(104)正下方的源區(102)反型層；該反型層和源區(102)界面形成PN結，由于PN結的P和N區都是重摻雜，利用柵電壓使PN結勢壘足夠窄，當源漏之間存在電壓V_d時，在PN結區形成較大的隧穿電流；在隧穿晶體管柵極上加上直流偏置電壓V_g，在源端輸入太赫茲信號，襯底接地，漏極浮空；隧穿晶體管通過開啟隧穿電流與柵壓之間的非線性關系將交流信號整流為直流信號，通過隧穿晶體管漏端讀出，從而實現對太赫茲信號的探測。