[发明专利]多边形沟道层多栅结构隧穿晶体管及其形成方法

权利要求书

1.一种多边形沟道层多栅结构隧穿晶体管，其特征在于，包括：

衬底；

沟道层，所述沟道层形成在所述衬底之上，所述沟道层沿垂直沟道层延长方向的截面为多边形；

栅堆叠，所述栅堆叠形成在所述沟道层之上，所述栅堆叠包括紧邻沟道层的栅介质层以及紧邻所述栅介质层的栅电极，所述栅堆叠覆盖所述沟道层的所有侧面或者多个连续相邻侧面。

2.如权利要求1所诉的多边形沟道层多栅结构隧穿晶体管，其特征在于，所述多边形为三角形、四边形、五边形或六边形。

3.如权利要求1所诉的多边形沟道层多栅结构隧穿晶体管，其特征在于，所述沟道层沿垂直于沟道层延长方向的截面的多边形具有倒角，所述倒角半径小于5nm。

4.如权利要求1所述的多边形沟道层多栅结构隧穿晶体管，其特征在于，所述沟道层延长方向与所述衬底所在平面平行或垂直。

5.如权利要求1所述的多边形沟道层多栅结构隧穿晶体管，其特征在于，所述沟道层的材料为Si、Ge、SiGe、III-V族化合物半导体、II-VI族化合物半导体中的任意一种或多种的组合。

6.如权利要求1所述的多边形沟道层多栅结构隧穿晶体管，其特征在于，所述沟道层内部存在应力。

7.如权利要求1所述的多边形沟道层多栅结构隧穿晶体管，其特征在于，所述栅介质层的材料为SiO₂或HfO₂、Al₂O₃、Ta₂O₅、BeO、ZrO₂或La₂O₃中的一种或多种的组合。

8.如权利要求1所述的多边形沟道层多栅结构隧穿晶体管，其特征在于，所述栅介质层的厚度为2-10nm。

9.如权利要求1所述的多边形沟道层多栅结构隧穿晶体管，其特征在于，所述栅极层的材料为Al、Cu、W、Ni、Pt等金属材料以及其与半导体形成的金属半导体化合物，或掺杂浓度在10¹⁹以上的N型或P型多晶硅。

10.如权利要求1所述的多边形沟道层多栅结构隧穿晶体管，其特征在于，所述沟道层中的源端为第一类型掺杂，漏端为第二类型掺杂，沟道层的中间部分为本征或者低浓度的第二类型掺杂。

11.一种多边形沟道层多栅结构隧穿晶体管的形成方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.提供衬底；

S2.在所述衬底之上形成沟道层，所述沟道层沿垂直沟道层延长方向的截面为多边形；

S3.在所述沟道层之上形成栅堆叠，所述栅堆叠包括紧邻沟道层的栅介质层以及紧邻所述栅介质层的栅电极，所述栅堆叠覆盖所述沟道层的所有侧面或者多个连续相邻侧面。

12.如权利要求11所诉的多边形沟道层多栅结构隧穿晶体管，其特征在于，所述多边形为三角形、四边形、五边形或六边形。

13.如权利要求11所诉的多边形沟道层多栅结构隧穿晶体管的形成方法，其特征在于，所述沟道层沿垂直于沟道层延长方向的截面的多边形具有倒角，所述倒角半径小于5nm。

14.如权利要求11所述的多边形沟道层多栅结构隧穿晶体管的形成方法，其特征在于，所述沟道层延长方向与所述衬底所在平面平行或垂直。

15.如权利要求11所述的多边形沟道层多栅结构隧穿晶体管的形成方法，其特征在于，所述沟道层的材料为Si、Ge、SiGe、III-V族化合物半导体、II-VI族化合物半导体中的任意一种或多种的组合。

16.如权利要求11所述的多边形沟道层多栅结构隧穿晶体管的形成方法，其特征在于，所述沟道层的半导体材料内部存在应力。

17.如权利要求11所述的多边形沟道层多栅结构隧穿晶体管的形成方法，其特征在于，所述栅介质层的材料为SiO₂或HfO₂、Al₂O₃、Ta₂O₅、BeO、ZrO₂或La₂O₃中的一种或多种的组合。