[發明專利]晶體管及其制造方法

在審

• 申請號: 201510617308.5
• 申請日: 2015-09-24
• 公開（公告）號: CN105609556A
• 公開（公告）日: 2016-05-25
• 發明（設計）人: 朱慧瓏
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L21/336
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 倪斌

技術領域

本申請涉及半導體領域，更具體地，涉及一種特殊溝道晶體管及其 制造方法。

背景技術

隨著半導體器件的不斷縮小，常規的MOS(金屬氧化物半導體)結 構遇到越來越多的困難，例如器件的短溝道效應增大、漏電流增大、開 關比過低等。為此，提出了不同的晶體管結構。

發明內容

鑒于上述問題，本公開提供了一種新型的晶體管以及制造方法。

根據本公開的一個方面，提供了一種晶體管，包括：柵介質層；設 置在柵介質層的第一側的柵極；以及設置在柵介質層與第一側相對的第 二側的源極和漏極，其中，源極和漏極相對于柵極分別處于相對兩側從 而彼此相對，且通過間隔而隔開，源極和漏極構成放電結構以從源極向 漏極發射電荷，其中，柵極被配置為控制放電結構的電荷發射。

根據本公開的另一方面，提供了一種制造晶體管的方法，包括：設 置柵介質層；在柵介質層的一側形成柵極；以及在柵介質層的另一側形 成源極和漏極，其中，源極和漏極相對于柵極分別處于相對兩側從而彼 此相對，且通過間隔而隔開，其中，將源極和漏極形成為可操作來發射 電荷的放電結構。

根據本公開的再一方面，提供了一種電子設備，包括上述晶體管。

根據本公開的又一方面，提供了一種芯片系統(SoC)的制造方法， 包括上述方法。

根據本公開的實施例，溝道并非如常規MOS晶體管中那樣形成于 半導體層中，而是形成于源極與漏極之間的間隔(其中可以是真空，或 者填充有空氣或其他氣體)中。因此，可以實現較大的開關比以及較小 的漏電流。

附圖說明

通過以下參照附圖對本公開實施例的描述，本公開的上述以及其他 目的、特征和優點將更為清楚，在附圖中：

圖1是示意性示出了根據本公開實施例的晶體管的透視圖；

圖2(a)-2(i′)是示出了根據本公開實施例的制造晶體管的流程中一些 階段的示意圖；以及

圖3(a)-3(h)是示出了根據本公開另一實施例的制造晶體管的流程中 一些階段的示意圖。

具體實施方式

以下，將參照附圖來描述本公開的實施例。但是應該理解，這些描 述只是示例性的，而并非要限制本公開的范圍。此外，在以下說明中， 省略了對公知結構和技術的描述，以避免不必要地混淆本公開的概念。

在附圖中示出了根據本公開實施例的各種結構示意圖。這些圖并非 是按比例繪制的，其中為了清楚表達的目的，放大了某些細節，并且可 能省略了某些細節。圖中所示出的各種區域、層的形狀以及它們之間的 相對大小、位置關系僅是示例性的，實際中可能由于制造公差或技術限 制而有所偏差，并且本領域技術人員根據實際所需可以另外設計具有不 同形狀、大小、相對位置的區域/層。

在本公開的上下文中，當將一層/元件稱作位于另一層/元件“上” 時，該層/元件可以直接位于該另一層/元件上，或者它們之間可以存在 居中層/元件。另外，如果在一種朝向中一層/元件位于另一層/元件“上”， 那么當調轉朝向時，該層/元件可以位于該另一層/元件“下”。

根據本公開的實施例，提供了一種特殊溝道晶體管。該晶體管可以 包括彼此相對且通過(例如，真空/空氣/其他氣體)間隔而彼此隔開的 源極和漏極。源極和漏極之間可以通過發射電荷(例如，電子)而彼此 電連通。即，從源極和漏極中一方發射的電荷可以越過間隔，從而到達 源極和漏極中的另一方。在此，可以將發射電荷的一方稱作源極，而將 接收電荷的一方稱作漏極。因此，源極和漏極之間的這種電荷路徑類似 于常規MOS晶體管中的“溝道”，但是處于(真空/空氣/氣體)間隔中。 為發射電荷，源極和漏極可以構成放電結構。存在多種形式的放電結構， 例如尖端形式的放電結構(例如，雙方均為尖端，或者一方為尖端另一 方為相對平緩表面，等等)。

同樣可以如常規MOS晶體管中那樣，可以設置柵極來控制溝道的 通斷。柵極可以位于柵介質層的一側(稱作“第一側”)，而源極和漏極 可以位于柵介質層的相對的另一側(稱作“第二側”)。源極和漏極可以 分別處于相對于柵極的相對兩側。柵極可以至少與溝道交迭。