[發(fā)明專利]隧穿場效應晶體管及其制備方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201580082816.6 | 申請日： | 2015-09-01 |
| 公開（公告）號： | CN107924941B | 公開（公告）日： | 2020-09-04 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 楊喜超;張臣雄 | 申請（專利權(quán)）人： | 華為技術(shù)有限公司 |
| 主分類號： | H01L29/739 | 分類號： | H01L29/739;H01L21/331 |
| 代理公司： | 廣州三環(huán)專利商標代理有限公司 44202 | 代理人： | 熊永強;李稷芳 |
| 地址： | 廣東省深圳市*** | 國省代碼： | 廣東;44 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 場效應 晶體管 及其 制備 方法 | ||
提供一種隧穿場效應晶體管(TFET)及其制備方法，屬于半導體技術(shù)領(lǐng)域。TFET中的溝道區(qū)(202)連接源區(qū)(201)和漏區(qū)(203)；口袋層(204)和柵氧層(205)依次制備于源區(qū)與柵區(qū)之間；源區(qū)中的第一區(qū)域制備有金屬層，第一區(qū)域位于源區(qū)與口袋層相接觸側(cè)，口袋層至少部分覆蓋金屬層；口袋層與源區(qū)中的第二區(qū)域組成TFET的第一隧穿結(jié)，口袋層與金屬層組成TFET的第二隧穿結(jié)。本發(fā)明通過源區(qū)中的第一區(qū)域制備有金屬層，使得口袋層與源區(qū)中非金屬層所在的第二區(qū)域組成TFET的第一隧穿結(jié)，口袋層與金屬層組成TFET的第二隧穿結(jié)，相對于僅由口袋層與源區(qū)組成隧穿結(jié)的TFET，能夠通過口袋層與金屬層組成的隧穿結(jié)增加隧穿電流，從而實現(xiàn)在不增加TFET版圖面積的情況下，增加TFET的隧穿電流。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及半導體技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種隧穿場效應晶體管及其制備方法。
背景技術(shù)
隨著半導體技術(shù)的迅速發(fā)展，芯片中晶體管的集成密度越來越高。在此種情況下，功耗成為芯片設(shè)計的關(guān)鍵挑戰(zhàn)因素。降低功耗的關(guān)鍵在于降低晶體管的供電電壓，而降低供電電壓的核心制約因素為晶體管的亞閾值擺幅，陡峭的亞閾值轉(zhuǎn)變允許更大幅度供電電壓的降低，從而實現(xiàn)晶體管功耗的大幅降低。TFET(Tunnel Field-Effect Transistor，隧穿場效應晶體管)即為一種具有陡峭的亞閾值特性的晶體管，因此，TFET在降低器件功耗方面具有非常大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>
如圖1所示，其示出了一種現(xiàn)有技術(shù)中的TFET的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，現(xiàn)有技術(shù)TFET中包括重摻雜的源區(qū)、漏區(qū)、溝道區(qū)、輕摻雜的口袋層、柵氧層和柵區(qū)，其中，口袋層位于柵氧層和源區(qū)之間。在柵電場的作用下，口袋層的載流子積累，最終與源區(qū)形成隧穿結(jié)，源區(qū)的載流子隧穿至口袋層，形成電流。圖1中，101表示源區(qū)，102表示溝道區(qū)，103表示漏區(qū)，104表示口袋層，105表示柵氧層，106表示柵區(qū)。
在實現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下不足：
圖1所示的TFET通過增加口袋層來形成隧穿結(jié)，該種結(jié)構(gòu)的隧穿電流大小與口袋層的面積和載流子隧穿效率成正比，如果要增大隧穿電流，則可以通過增大口袋層的面積或者增大載流子隧穿效率來實現(xiàn)，但圖1中的TFET由于技術(shù)限制，載流子的隧穿效率很難提升，因而僅能通過增大口袋層的面積來增加隧穿電流，而增大口袋層的面積將導致TFET版圖面積增大，該種情況將會降低芯片上TFET的集成密度。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明實施例提供了一種TFET及其制備方法。所述技術(shù)方案如下：
第一方面，提供了一種TFET，所述TFET包括源區(qū)、漏區(qū)、溝道區(qū)、口袋層、柵氧層和柵區(qū)，其中：
所述溝道區(qū)連接所述源區(qū)和所述漏區(qū)；
所述口袋層和所述柵氧層依次制備于所述源區(qū)與所述柵區(qū)之間，所述口袋層位于靠近所述源區(qū)的一側(cè)；
所述源區(qū)中的第一區(qū)域制備有金屬層，所述第一區(qū)域位于所述源區(qū)與所述口袋層相接觸的一側(cè)，且所述口袋層至少部分覆蓋所述金屬層；
所述口袋層與所述源區(qū)中的第二區(qū)域組成所述隧穿場效應晶體管的第一隧穿結(jié)，所述口袋層與所述金屬層組成所述隧穿場效應晶體管的第二隧穿結(jié)，所述第二區(qū)域為所述源區(qū)中除所述第一區(qū)域外的區(qū)域。
結(jié)合第一方面，在第一方面的第一種可能的實現(xiàn)方式中，所述源區(qū)和所述漏區(qū)分離地制備于半導體襯底內(nèi)部；
所述口袋層制備于所述半導體襯底上表面的部分區(qū)域；
所述柵氧層和所述柵區(qū)依次制備于所述口袋層上。
結(jié)合第一方面的第一種可能的實現(xiàn)方式，在第一方面的第二種可能的實現(xiàn)方式中，所述口袋層、所述柵氧層和所述柵區(qū)兩側(cè)制備有隔離墻；
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H01L 半導體器件；其他類目中不包括的電固體器件
H01L29-00 專門適用于整流、放大、振蕩或切換，并具有至少一個電位躍變勢壘或表面勢壘的半導體器件；具有至少一個電位躍變勢壘或表面勢壘，例如PN結(jié)耗盡層或載流子集結(jié)層的電容器或電阻器；半導體本體或其電極的零部件
H01L29-02 .按其半導體本體的特征區(qū)分的
H01L29-40 .按其電極特征區(qū)分的
H01L29-66 .按半導體器件的類型區(qū)分的
H01L29-68 ..只能通過對一個不通有待整流、放大或切換的電流的電極供給電流或施加電位方可進行控制的
H01L29-82 ..通過施加于器件的磁場變化可控的
