[發明專利]隧穿場效應晶體管及其制備方法

有效

• 申請號: 201780090410.1
• 申請日: 2017-05-26
• 公開（公告）號: CN110603646B
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 徐慧龍;李偉;張臣雄
• 申請（專利權）人: 華為技術有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/423;H01L21/336;H01L27/088
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 郝傳鑫;熊永強

1.一種隧穿場效應晶體管，其特征在于，包括：

設置于襯底上的半導體層；所述半導體層包括設置于所述半導體層的第一摻雜類型的源區、第二摻雜類型的漏區，以及溝道；

階梯狀的柵介質層，設置于所述半導體層上，所述柵介質層背對所述襯底的表面包括第一表面和第二表面，所述第一表面低于第二表面；

第一柵極以及第二柵極，所述第一柵極和所述第二柵極分別設置于所述第一表面和所述第二表面上；

其中，所述第一表面和所述第二表面的高度差大于所述第一柵極的厚度，以使所述第一柵極與所述第二柵極不連接。

2.如權利要求1所述的隧穿場效應晶體管，其特征在于，所述第一柵極在所述半導體層上的投影與所述第二柵極在所述半導體層上的投影間的距離小于距離閾值。

3.如權利要求1所述的隧穿場效應晶體管，其特征在于，所述柵介質層包括第一柵介質層和第二柵介質層，所述第一柵介質層設置于所述半導體層上，所述第二柵介質層設置于所述第一柵介質層上；所述第一柵極和所述第二柵極分別設置于所述第一柵介質層和所述第二柵介質層上；所述第二柵介質層的厚度大于所述第一柵極的厚度。

4.如權利要求1所述的隧穿場效應晶體管，其特征在于，所述第一柵極的材質為單層石墨烯、雙層石墨烯或多層石墨烯的一種；所述第二柵極的材質為金屬、石墨烯、氧化銦錫(ITO)的一種或多種的組合。

5.如權利要求1所述的隧穿場效應晶體管，其特征在于，所述第一柵極的厚度不大于2nm。

6.如權利要求1所述的隧穿場效應晶體管，其特征在于，所述隧穿場效應晶體管還包括：設置于所述源區上的源極以及設置于所述漏區上的漏極。

7.如權利要求1-6任一權利要求所述的隧穿場效應晶體管，其特征在于，所述半導體層的材質為碳納米管；所述第一摻雜類型為鈧摻雜；所述第二摻雜類型為鈀摻雜。

8.如權利要求1-6任一權利要求所述的隧穿場效應晶體管，其特征在于，所述半導體層的材質包括本征半導體、砷化銦(InAs)、砷化銦鎵(InGaAs)或淺摻雜半導體中的至少一種；所述第一摻雜類型為P型重摻雜；所述第二摻雜類型為N型重摻雜。

9.一種隧穿場效應晶體管的制備方法，其特征在于，包括：

在襯底上形成半導體層；

在所述半導體層上形成階梯狀的柵介質層，以及在所述柵介質層上形成第一柵極、第二柵極；所述第一柵極和所述第二柵極分別位于所述柵介質層背對所述襯底的第一表面和第二表面，所述第一表面低于第二表面；第一表面和所述第二表面的高度差大于所述第一柵極的厚度，以使所述第一柵極與所述第二柵極不連接；

部分去除所述柵介質層，形成第一通孔和第二通孔，以分別顯露所述半導體層的源區和漏區；或，部分去除所述柵介質層，形成第一通孔和第二通孔以部分顯露所述半導體層，并對所述第一通孔和所述第二通孔對應的所述半導體層分別摻雜形成源區和漏區。

10.如權利要求9所述的制備方法，其特征在于，所述柵介質層包括第一柵介質層和第二柵介質層；所述在所述半導體層上形成階梯狀的柵介質層，以及在所述柵介質層上形成第一柵極、第二柵極包括：

在所述半導體層上形成第一柵介質層；

所述第一柵介質層上形成第一柵極、第二柵介質層以及在所述第二柵介質層上形成第二柵極；所述第二柵介質層的厚度大于所述第一柵極的厚度，以使所述第一柵極與所述第二柵極不連接。