[發(fā)明專利]源漏對稱可互換雙括號形柵控隧穿晶體管及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711046023.6
• 申請日: 2017-10-31
• 公開（公告）號: CN107819036B
• 公開（公告）日: 2019-11-22
• 發(fā)明（設計）人: 劉溪;夏正亮;靳曉詩
• 申請（專利權(quán)）人: 沈陽工業(yè)大學
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/417;H01L29/423;H01L21/336
• 代理公司: 21115 沈陽智龍專利事務所(普通合伙)
• 代理人: 宋鐵軍<國際申請>=<國際公布>=<進入

本發(fā)明涉及源漏對稱可互換雙括號形柵控隧穿晶體管及其制造方法，本發(fā)明所述器件具有折疊輔助柵、雙括號柵和左右兩側(cè)對稱的結(jié)構(gòu)特征，具有較強的柵極控制能力并且可以通過調(diào)節(jié)源漏可互換電極的電壓控制重摻雜源漏可互換區(qū)作為源區(qū)或漏區(qū)，改變隧穿電流方向。本發(fā)明具有可實現(xiàn)雙向開關功能、低靜態(tài)功耗和反向泄漏電流、較強的柵極控制能力、低亞閾值擺幅的優(yōu)點。對比于普通MOSFETs型器件，利用隧穿效應實現(xiàn)更優(yōu)秀的開關特性；對比于普通的隧穿場效應晶體管，本發(fā)明具有普通的隧穿場效應晶體管所不具備的源漏對稱可互換的雙向開關特性，因此適合推廣應用。

技術領域

本發(fā)明涉及超大規(guī)模集成電路制造領域，具體涉及一種適用于低功耗集成電路制造的源漏對稱可互換雙括號形柵控隧穿晶體管及其制造方法。

背景技術

集成電路的基本單元MOSFETs根據(jù)摩爾定律的要求，尺寸會變得越來越小，隨之而來的不僅僅是在制造工藝上的難度加深，各種不良效應也越發(fā)的凸顯。如今集成電路設計所采用的MOSFETs型器件由于其工作時自身產(chǎn)生電流的物理機制的限制，其亞閾值擺幅不能低于60mV/dec。而普通隧穿場效應晶體管作為開關型器件使用時，利用載流子在半導體能帶之間發(fā)生隧穿效應作為電流的導通機制，其亞閾值擺幅要明顯優(yōu)于MOSFETs型器件的60mv/dec極限。然而，普通隧穿場效應晶體管源區(qū)和漏區(qū)采用不同導電類型的雜質(zhì)，這種非對稱結(jié)構(gòu)特征導致其無法在功能上完全取代具有對稱結(jié)構(gòu)特征的MOSFETs型器件。以N型隧穿場效應晶體管為例，如果將其源極和漏極互換，即漏極為低電位，源極為高電位，則隧穿場效應晶體管將始終處于導通狀態(tài)，導通電流的大小不再能夠依靠柵電極而得到良好控制和調(diào)節(jié)，這使得整個隧穿場效應晶體管的開關特性失效。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的

為了有效結(jié)合和利用MOSFETs型器件源極、漏極可互換和普通隧穿場效應晶體管低亞閾值擺幅擺幅的優(yōu)點，解決MOSFETs型器件亞閾值擺幅無法降低和普通隧穿場效應晶體管只能作為單向開關的不足，本發(fā)明提出一種源漏對稱可互換雙括號形柵控隧穿晶體管結(jié)構(gòu)及其制造方法。該晶體管具有邏輯功能與當前基于MOSFETs集成電路完全兼容的優(yōu)勢特點，源漏兩端結(jié)構(gòu)的對稱性使其可以通過對源極和漏極的電壓互換實現(xiàn)源漏雙向?qū)ΨQ開關的功能，即具有源漏電極可互換的雙向開關特性、此外還具有正反向電流比高、低亞閾值擺幅、高正向?qū)娏鞯裙ぷ魈匦浴?/p>

技術方案

本發(fā)明是通過以下技術方案來實現(xiàn)的：

源漏對稱可互換雙括號形柵控隧穿晶體管，包含SOI晶圓的硅襯底，其特征在于：SOI晶圓的硅襯底上方為SOI晶圓的襯底絕緣層，SOI晶圓的襯底絕緣層的上方為單晶硅薄膜、折疊輔助柵的部分區(qū)域、源漏可互換本征區(qū)a、源漏可互換本征區(qū)b、重摻雜源漏可互換區(qū)a、重摻雜源漏可互換區(qū)b、柵電極絕緣層的部分區(qū)域、雙括號形柵電極和絕緣介質(zhì)阻擋層的部分區(qū)域；單晶硅薄膜的左右兩端分別構(gòu)成源漏可互換本征區(qū)a和源漏可互換本征區(qū)b；重摻雜源漏可互換區(qū)a和重摻雜源漏可互換區(qū)b分別內(nèi)置于單晶硅薄膜的左右兩側(cè)，源漏可互換本征區(qū)a對重摻雜源漏可互換區(qū)a形成三面包裹，源漏可互換本征區(qū)b對重摻雜源漏可互換區(qū)b形成三面包裹；