[发明专利]缩小尺寸的共振隧穿场效应晶体管

说明书

实施例包括异质结隧穿场效应晶体管，所述异质结隧穿场效应晶体管包括源极、沟道和漏极；其中，(a)所述沟道包括与沟道长度相对应的长轴，以及与沟道宽度相对应并且与所述长轴正交的短轴；(b)所述沟道长度小于10nm长；(c)对所述源极进行掺杂使其具有第一极性，并且所述源极具有第一导带；(d)对所述漏极进行掺杂使其具有与所述第一极性相反的第二极性，并且所述漏极具有第二导带，所述第二导带比所述第一导带具有更高能量。本文描述了其它实施例。

技术领域

本发明涉及半导体装置。

背景技术

隧穿场效应晶体管(TFET)结构与金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的结构类似，并且包括源极、漏极和耦合至栅极的沟道。TFET以不同形式获得，诸如n型(nTFET)器件和p型(pTFET)器件。对于nTFET，漏极电流(Id)随着增加的栅极电压(Vg)而增加，而对于pTFET，漏极电流(Id)随着减小的Vg而增加。对于大于阈值电压的栅极/源极电压(Vg)，nTFET开启(“导通状态”)，而对于小于阈值电压的Vg，pTFET开启。nTFET中的源极为p掺杂的，而漏极为n掺杂的，并且pTFET中的源极为n掺杂的，而漏极为p掺杂的。就掺杂浓度而言，沟道为未掺杂的或者比源极或漏极掺杂少的。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供一种半导体装置，其包括：n异质结隧穿场效应晶体管(n-heTFET)，所述n异质结隧穿场效应晶体管包括源极、沟道和漏极；其中，(a)所述沟道包括与沟道长度相对应的长轴，以及与沟道宽度相对应并且与所述长轴正交的短轴；(b)所述沟道长度小于10nm长；(c)所述源极是正掺杂的并且具有第一导带；(d)所述漏极是负掺杂的并且具有第二导带，所述第二导带比所述第一导带具有更高能量；以及(e)所述源极和所述漏极分别包括InAs和GaSb；Si和InAs；Si和SiGe；GaAsSb和InAsSb；以及InGaAs和InP中的一个。

根据本发明的另一个方面，提供另一种半导体装置，其包括：衬底；第一n异质结隧穿场效应晶体管(n-heTFET)，所述第一n异质结隧穿场效应晶体管包括正掺杂的第一源极、第一沟道和负掺杂的第一漏极；其中，所述第一沟道长度小于10nm长，所述第一漏极的导带比所述第一源极的导带具有更高能量，以及所述第一n-heTFET形成在所述衬底上；以及第二heTFET，所述第二heTFET包括第二源极、第二沟道和第二漏极；其中，所述第二漏极的导带比所述第二源极的导带具有更低能量，并且所述第二heTFET形成在所述衬底上；并且其中，所述第一源极和所述第一漏极分别包括InAs和GaSb；Si和InAs；Si和SiGe；GaAsSb和InAsSb；以及InGaAs和InP中的一个。

附图说明

根据所附权利要求、以下对一个或多个示例性实施例的详细描述以及相对应的附图，本发明的实施例的特征和优点将变得显而易见，在附图中：

图1-2涉及MOSFET、TFET和异质结TFET(heTEFT)的截止/导通状态特性；

图3涉及传统的heTFET结构；

图4涉及实施例中的反向heTFET结构；

图5-6涉及实施例中的MOSFET、heTFET及反向heTFET的截止/导通状态特性；

图7-8涉及实施例中的MOSFET、heTFET及反向heTFET的截止/导通状态特性；

图9涉及实施例中的反向heTFET能带图；

图10(a)-(d)涉及实施例的态密度(DOS)；