[發(fā)明專利]雙選導(dǎo)電類型雙括號柵控源漏阻變式晶體管及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711048210.8
• 申請日: 2017-10-31
• 公開（公告）號: CN107863388B
• 公開（公告）日: 2020-03-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 靳曉詩;高云翔;劉溪
• 申請（專利權(quán)）人: 沈陽工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/417;H01L29/06;H01L21/336
• 代理公司: 沈陽智龍專利事務(wù)所(普通合伙) 21115
• 代理人: 宋鐵軍

1.雙選導(dǎo)電類型雙括號柵控源漏阻變式晶體管，包含SOI晶圓的硅襯底（12），其特征在于：SOI晶圓的硅襯底（12）上方為SOI晶圓的襯底絕緣層（11），SOI晶圓的襯底絕緣層（11）的上方為單晶硅薄膜（1）、折疊輔助柵（2）的部分區(qū)域、源漏可互換本征區(qū)a（3）、源漏可互換本征區(qū)b（4）、金屬源漏可互換區(qū)a（5）、金屬源漏可互換區(qū)b（6）、柵電極絕緣層（7）的部分區(qū)域、雙括號柵電極（8）和絕緣介質(zhì)阻擋層（13）的部分區(qū)域；單晶硅薄膜（1）為雜質(zhì)濃度低于10¹⁶cm^-3的單晶硅半導(dǎo)體材料，其的左右兩端分別構(gòu)成源漏可互換本征區(qū)a（3）和源漏可互換本征區(qū)b（4）；金屬源漏可互換區(qū)a（5）和金屬源漏可互換區(qū)b（6）分別內(nèi)置于單晶硅薄膜（1）的左右兩側(cè)，源漏可互換本征區(qū)a（3）對金屬源漏可互換區(qū)a（5）形成三面包裹，源漏可互換本征區(qū)b（4）對金屬源漏可互換區(qū)b（6）形成三面包裹；金屬源漏可互換區(qū)a（5）和金屬源漏可互換區(qū)b（6）的底部表面與SOI晶圓的的襯底絕緣層（11）的上表面相互接觸；金屬源漏可互換區(qū)a（5）為金屬材料，其外側(cè)壁與源漏可互換本征區(qū)a（3）之間接觸部分和與單晶硅薄膜（1）之間接觸部分形成肖特基接觸；金屬源漏可互換區(qū)b（6）亦為金屬材料，其外側(cè)壁與源漏可互換本征區(qū)b（4）之間接觸部分和與單晶硅薄膜（1）之間接觸部分亦形成肖特基接觸；柵電極絕緣層（7）為絕緣體材料，對單晶硅薄膜（1）的除與SOI晶圓的襯底絕緣層（11）接觸的下表面以外的表面區(qū)域形成包裹，將單晶硅薄膜（1）、源漏可互換本征區(qū)a（3）、源漏可互換本征區(qū)b（4）、金屬源漏可互換區(qū)a（5）和金屬源漏可互換區(qū)b（6）所構(gòu)成的方體的前后左右外側(cè)表面與方體的除了金屬源漏可互換區(qū)a（5）和金屬源漏可互換區(qū)b（6）的上表面以外的上表面完全覆蓋；柵電極絕緣層（7）的外側(cè)表面?zhèn)缺谂c折疊輔助柵（2）、雙括號柵電極（8）以及絕緣介質(zhì)阻擋層（13）的部分區(qū)域相互接觸；折疊輔助柵（2）由金屬材料或多晶硅材料構(gòu)成，呈“凹”形倒架在柵電極絕緣層（7）上方，與柵電極絕緣層（7）中間區(qū)域部分的前后兩側(cè)外表面以及上表面相互接觸；折疊輔助柵（2）通過柵電極絕緣層（7）與單晶硅薄膜（1）彼此絕緣隔離，對單晶硅薄膜（1）中央部分有控制作用，當(dāng)晶體管工作時，折疊輔助柵（2）的工作電壓被設(shè)置在特定值，當(dāng)折疊輔助柵（2）的工作電壓為高電位，晶體管工作在N型導(dǎo)電類型模式；當(dāng)折疊輔助柵（2）的工作電壓為低電位，晶體管工作在P型導(dǎo)電類型模式，通過改變折疊輔助柵（2）的工作電壓來切換晶體管的導(dǎo)電類型；雙括號柵電極（8）由金屬材料或多晶硅材料構(gòu)成，位于柵電極絕緣層（7）的左右兩側(cè)，且與柵電極絕緣層（7）左右兩側(cè)的上下表面和左右外側(cè)表面相互接觸，俯視觀看呈一對雙括號形狀，雙括號柵電極（8）每一側(cè)所對應(yīng)的括號形柵電極部分對該側(cè)柵電極絕緣層（7）及內(nèi)部相對應(yīng)的源漏可互換本征區(qū)a（3）或源漏可互換本征區(qū)b（4）形成三面圍繞，通過控制雙括號柵電極（8）所加電勢的場效應(yīng)來控制金屬源漏可互換區(qū)a（5）外側(cè)壁與源漏可互換本征區(qū)a（3）之間接觸部分和與單晶硅薄膜（1）之間接觸部分形成肖特基勢壘、金屬源漏可互換區(qū)b（6）外側(cè)壁與源漏可互換本征區(qū)b（4）之間接觸部分和與單晶硅薄膜（1）之間接觸部分亦形成肖特基勢壘所產(chǎn)生的隧道效應(yīng)的大小，以此調(diào)節(jié)源漏可互換本征區(qū)a（3）和源漏可互換本征區(qū)b（4）內(nèi)的載流子濃度和阻值的大??；柵電極絕緣層（7）在雙括號柵電極（8）和單晶硅薄膜（1）之間、折疊輔助柵（2）和單晶硅薄膜（1）之間分別形成絕緣阻擋；雙括號柵電極（8）和折疊輔助柵（2）之間通過絕緣介質(zhì)阻擋層（13）彼此絕緣；雙括號柵電極（8）僅對位于單晶硅薄膜（1）兩側(cè)的源漏可互換本征區(qū)a（3）和源漏可互換本征區(qū)b（4）有明顯場效應(yīng)控制作用，而對單晶硅薄膜（1）的中央?yún)^(qū)域無明顯控制作用；柵電極絕緣層（7）的上方除被折疊輔助柵（2）覆蓋的上表面區(qū)域以外的上表面被絕緣介質(zhì)阻擋層（13）所覆蓋；源漏可互換電極a（9）和源漏可互換電極b（10）為金屬材料構(gòu)成，分別位于金屬源漏可互換區(qū)a（5）和金屬源漏可互換區(qū)b（6）的上方，并彼此相互接觸；源漏可互換電極a（9）和源漏可互換電極b（10）的上方部分和下方部分的外側(cè)表面分別與柵絕緣介質(zhì)阻擋層（13）和柵電極絕緣層（7）相互接觸。