[發明專利]單柵場效應晶體管器件及調控其驅動電流的方法

有效

• 申請號: 202010149102.5
• 申請日: 2020-03-05
• 公開（公告）號: CN113363323B
• 公開（公告）日: 2023-08-18
• 發明（設計）人: 王明湘;趙金鳳;張冬利;王槐生
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/10
• 代理公司: 蘇州三英知識產權代理有限公司 32412
• 代理人: 潘時偉

本發明提供了一種單柵場效應晶體管器件及其電流調控方法，以解決現有技術中單柵場效應晶體管器件的驅動電流不能有效提升，無法滿足應用需求的問題。該場效應晶體管包括有源層、形成于有源層兩側的源極區域和漏極區域、以及位于源極區域和漏極區域之間溝道區域；其中，場效應晶體管器件被設置成：在器件關閉時，于溝道區域中自發形成耗盡型的第二溝道，且第二溝道不連通所述源極區域和漏極區域；在器件開啟時，于溝道區域中形成第二溝道以及與第二溝道同極性的第一溝道；且第一溝道和第二溝道的至少其中之一對其中另一注入載流子，以使源漏連通并且第二溝道的載流子貢獻器件的開啟電流。

技術領域

本發明屬于半導體器件技術領域，具體涉及一種單柵場效應晶體管器件及調控其驅動電流的方法。

背景技術

隨著集成電路的發展，增加場效應晶體管器件的驅動電流在實際運用中愈加重要。目前增加場效應晶體管器件的驅動電流有以下幾種方式：①改變器件的幾何尺寸即增加溝道寬度(W)與溝道長度(L)比例；②采用雙柵的方式控制形成雙溝道器件，兩個增強型的溝道被控制形成于有源區的兩相對側，并在器件開啟時分別與器件的源漏區域連通；③改變有源區的材料，使用較高遷移率的材料等。

上述的現有技術中：對于單溝道器件而言，其驅動電流始終受限于單個溝道所能儲存的載流子數量；對于雙溝道器件而言，額外增加的導通溝道在提升器件驅動電流的同時也相應增大了器件的關態電流，進而影響器件的性能，并且通過雙柵控制形成雙溝道的方式增加了額外的器件連接端，提高了器件應用的復雜度。

因此，需要提供一種新的單柵場效應晶體管器件及調控其驅動電流的方法。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種單柵場效應晶體管器件及調控其驅動電流的方法。

為了實現上述目的，本發明一實施例提供的技術方案如下：

一種場效應晶體管器件，包括有源層、形成于所述有源層兩側的源極區域和漏極區域、以及位于所述源極區域和漏極區域之間溝道區域；其中，所述場效應晶體管器件被設置成：

在器件關閉時，于所述溝道區域中自發形成耗盡型的第二溝道，所述第二溝道不連通所述源極區域和漏極區域；

在器件開啟時，于所述溝道區域中形成所述第二溝道以及與所述第二溝道同極性的第一溝道；且所述第一溝道和第二溝道的至少其中之一對其中另一注入載流子，以使所述源極區域和漏極區域連通且第二溝道的載流子貢獻器件的開啟電流。

一實施例中，所述第一溝道和第二溝道在所述溝道區域上疊加的垂直投影與所述源極區域和漏極區域之間不存在間隔。

一實施例中，所述第二溝道與所述源極區域和/或漏極區域之間具有間隔；和/或，

所述第一溝道與所述源極區域和/或漏極區域之間具有或不具有間隔。

一實施例中，在器件被施加開啟電壓時，所述第二溝道中載流子數量大于所述第一溝道中的載流子數量；和/或，

所述第一溝道為增強型溝道。

一實施例中，所述場效應晶體管器件為平面結構器件或垂直結構器件。

一實施例中，所述第二溝道由所述溝道區域在對應第二溝道一側表面摻雜引入的載流子形成；優選地，

在器件被施加開啟電壓時，所述第二溝道中的載流子面密度大于所述第一溝道中的載流子面密度。

一實施例中，還包括設置于所述有源層臨近所述第二溝道一側表面的絕緣層，所述第二溝道由所述絕緣層中的注入電荷通過靜電感應在所述溝道區域臨近絕緣層處生成的載流子形成；優選地，

在器件被施加開啟電壓時，所述第二溝道中的載流子面密度大于所述第一溝道中的載流子面密度。