[发明专利]基于电子隧穿的围栅型栅控金属-绝缘体器件

权利要求书

1.一种基于电子隧穿的围栅型栅控金属-绝缘体器件，包括：

一个具有第一种掺杂类型的半导体衬底；

位于所述半导体衬底之上形成的源极；

位于所述半导体衬底之上形成的漏极；

位于所述半导体衬底内靠近源极的具有第二种掺杂类型的源掺杂区；

位于所述半导体衬底表面形成的隧穿绝缘体层；

位于隧穿绝缘体层之上形成的金属层；

所述的金属层、隧穿绝缘体层与所述半导体衬底构成一个MIS结构；

其特征在于，还包括：

覆盖所述半导体衬底与所述MIS结构形成的栅绝缘体层；

位于所述栅绝缘体层之上围绕所述MIS结构一周形成的栅极。

2.根据权利要求1所述的围栅型栅控金属-绝缘体器件，其特征在于，所述的隧穿绝缘体层由SiO₂、Al₂O₃、La₂O₃、HfO₂或TiO₂绝缘材料形成。 

3.根据权利要求1所述的围栅型栅控金属-绝缘体器件，其特征在于，所述的金属层由Al、Co、Ti或Pt金属材料形成。

4.根据权利要求1所述的围栅型栅控金属-绝缘体器件，其特征在于，所述的栅绝缘体层由SiO₂、Al₂O₃、La₂O₃、HfO₂、TiO₂或Si₃N₄绝缘材料形成。

5.根据权利要求1所述的围栅型栅控金属-绝缘体器件，其特征在于，所述的第一种掺杂类型为n型，所述的第二种掺杂类型为p型，或者所述的第一种掺杂类型为p型，所述的第二种掺杂类型为n型。

6.一种基于电子隧穿的围栅型栅控金属-绝缘体器件的制造方法，其特征在于，具体步骤包括：

提供一个具有第一种掺杂类型的半导体衬底；

形成第一层绝缘薄膜；

形成第一层导电薄膜；

刻蚀所述第一层导电薄膜；

刻蚀所述第一层绝缘薄膜；

继续刻蚀部分所述半导体衬底；

进行离子注入，在所述半导体衬底内形成具有第二种掺杂类型的掺杂区；

形成第二层绝缘薄膜；

刻蚀所述第二层绝缘薄膜形成接触孔；

形成第二层导电薄膜；

刻蚀所述第二层导电薄膜形成电极。

7.根据权利要求6所述的制造方法，其特征在于，所述的半导体衬底为单晶硅、多晶硅或者为绝缘体上的硅。

8.根据权利要求6所述的制造方法，其特征在于，所述的第一层绝缘薄膜为SiO₂、Al₂O₃、La₂O₃、HfO₂或TiO₂绝缘材料。

9.根据权利要求6所述的制造方法，其特征在于，所述的第一层导电薄膜为Al、Co、Ti或Pt金属材料。

10.根据权利要求6所述的制造方法，其特征在于，所述的第二层绝缘薄膜为SiO₂、Al₂O₃、La₂O₃、HfO₂、TiO₂或Si₃N₄绝缘材料。

11.根据权利要求6所述的制造方法，其特征在于，所述的第二层导电薄膜为金属、合金或者为掺杂的多晶硅。

12.根据权利要求6所述的制造方法，其特征在于，所述的第一种掺杂类型为n型，所述的第二种掺杂类型为p型，或者所述的第一种掺杂类型为p型，所述的第二种掺杂类型为n型。