[發明專利]無結型隧穿場效應晶體管及制備方法

有效

• 申請號: 201710583767.5
• 申請日: 2017-07-18
• 公開（公告）號: CN107342320B
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 張書琴;梁仁榮;王敬;許軍
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H01L29/739
• 分類號: H01L29/739;H01L21/331
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 趙天月

1.一種無結型隧穿場效應晶體管，其特征在于，包括：

絕緣層；

溝道區，所述溝道區設置在所述絕緣層上；

源極和漏極，所述源極以及所述漏極設置在所述溝道區的兩側；

柵介質層，所述柵介質層設置在所述溝道區上；

柵極，所述柵極設置在所述柵介質層上，所述柵極包括頂柵以及2個靜電調制柵極，所述頂柵設置在兩個所述靜電調制柵極之間，2個所述靜電調制柵極被設置為施加極性相反的電壓。

所述溝道區是由具有雙極導通特性的二硒化鎢以及二碲化鎢的至少之一形成。

2.根據權利要求1所述的無結型隧穿場效應晶體管，其特征在于，所述溝道區的厚度為6nm以下。

3.根據權利要求1所述的無結型隧穿場效應晶體管，其特征在于，所述靜電調制柵極靠近所述源極或所述漏極設置。

4.根據權利要求1所述的無結型隧穿場效應晶體管，其特征在于，所述源極以及所述漏極分別獨立地由金屬形成，形成所述源極的金屬，與形成所述漏極的金屬具有不同的功函數。

5.根據權利要求1所述的無結型隧穿場效應晶體管，其特征在于，所述柵介質層是由高K介質形成的。

6.根據權利要求5所述的無結型隧穿場效應晶體管，其特征在于，所述柵介質層是由HfO₂、ZrO₂以及Al₂O₃、HfZrOx的至少之一形成的。

7.根據權利要求5所述的無結型隧穿場效應晶體管，其特征在于，所述柵介質層的厚度為1-5nm。

8.根據權利要求1所述的無結型隧穿場效應晶體管，其特征在于，所述頂柵以及所述靜電調制柵極分別獨立地由金屬材料形成。

9.根據權利要求1所述的無結型隧穿場效應晶體管，其特征在于，兩個所述靜電調制柵極被設置為通過施加極性相反的電壓，調節所述溝道區的摻雜類型。

10.根據權利要求9所述的無結型隧穿場效應晶體管，其特征在于，所述柵介質厚度為1-5nm時，施加在所述靜電調制柵極上的電壓的絕對值為1-4V。

11.根據權利要求1所述的無結型隧穿場效應晶體管，其特征在于，所述無結型隧穿場效應晶體管的亞閾值擺幅小于60mV/dec。

12.一種制備權利要求1～11任一項所述的無結型隧穿場效應晶體管的方法，其特征在于，包括：

在襯底上形成絕緣層；

在所述絕緣層上形成溝道區；

在所述絕緣層上形成源極以及漏極；

在所述溝道區上形成柵介質層；以及

在所述柵介質層上設置柵極，所述柵極包括頂柵以及兩個靜電調制柵極。

13.根據權利要求12所述的方法，其特征在于，所述溝道區是通過轉移形成在所述絕緣層上，或通過化學氣相沉積形成在所述絕緣層上的。

14.根據權利要求12所述的方法，其特征在于，所述柵介質層是通過ALD沉積高K介質形成的。