[发明专利]一种反错层型异质结共振隧穿场效应晶体管及其制备方法

权利要求书

1.一种反错层型异质结共振隧穿场效应晶体管，包括隧穿源区、沟道区、漏区和位于沟道区上方的控制栅，其特征是，在所述隧穿源区与沟道区的交界面处形成异质隧穿结，所述异质隧穿结的能带结构为反错层型异质结。

2.如权利要求1所述反错层型异质结共振隧穿场效应晶体管，其特征是，所述反错层型异质结共振隧穿场效应晶体管是N型器件或P型器件。

3.如权利要求1所述反错层型异质结共振隧穿场效应晶体管，其特征是，所述反错层型异质结共振隧穿场效应晶体管是N型器件，所述隧穿源区为P型重掺杂，所述漏区为N型重掺杂，所述沟道区为P型轻掺杂；所述隧穿源区与沟道区的异质隧穿结交界面处，隧穿源区的导带底位于沟道区的价带顶以下。

4.如权利要求1所述反错层型异质结共振隧穿场效应晶体管，其特征是，所述反错层型异质结共振隧穿场效应晶体管是P型器件，所述隧穿源区为N型重掺杂，漏区为P型重掺杂，沟道区为N型轻掺杂；所述反错层型异质结由隧穿源区的价带顶位于沟道区的导带底以上。

5.一种反错层型异质结共振隧穿场效应晶体管的制备方法，包括以下步骤：

1)在半导体衬底上按顺序淀积一层氧化物和一层氮化物；

2)光刻后进行浅沟槽隔离，并淀积隔离材料填充深孔后进行化学机械平坦化；

3)淀积栅介质材料和栅材料，进行光刻和刻蚀，形成栅图形；

4)光刻暴露出隧穿源区并选择刻蚀出隧穿源区；

5)选择生长隧穿源区化合物半导体，与沟道区形成反错层型异质隧穿结，同时对隧穿源区进行原位掺杂；

6)光刻暴露出漏区，以光刻胶和栅为掩膜，进行离子注入形成漏区；

7)快速高温退火激活杂质；

8)通过后道工序，包括淀积钝化层、开接触孔和金属化，制得反错层型异质结共振隧穿场效应晶体管。

6.如权利要求5所述反错层型异质结共振隧穿场效应晶体管的制备方法，其特征是，步骤1)所述半导体衬底为轻掺杂或未掺杂的半导体衬底，半导体衬底的材料为II-VI、III-V或IV-IV族的二元或三元化合物半导体、绝缘体上的硅SOI或绝缘体上的锗GOI。

7.如权利要求5所述反错层型异质结共振隧穿场效应晶体管的制备方法，其特征是，步骤1)所述半导体衬底为轻掺杂的半导体衬底，掺杂浓度为1E13cm^-3～1E15cm^-3。

8.如权利要求5所述反错层型异质结共振隧穿场效应晶体管的制备方法，其特征是，步骤3)所述栅介质材料为SiO₂、Si₃N₄或高K栅介质材料；步骤3)所述淀积栅介质材料的方法为常规热氧化、掺氮热氧化、化学气相淀积或物理气相淀积；步骤3)所述栅材料为掺杂多晶硅、金属钴、金属镍、金属钴的硅化物或金属镍的硅化物。

9.如权利要求5所述反错层型异质结共振隧穿场效应晶体管的制备方法，其特征是，步骤5)是通过分子束外延法选择生长隧穿源区化合物半导体，隧穿源区化合物半导体的材料选自Si、Ge，或II-VI，III-V和IV-IV族的二元或三元化合物半导体材料；所述隧穿源区的导带底位于所述沟道区的价带顶以下而形成所述反错层型异质隧穿结。

10.如权利要求5所述反错层型异质结共振隧穿场效应晶体管的制备方法，其特征是，步骤5)所述原位掺杂的掺杂浓度为1E18cm^-3～1E20cm^-3；步骤6)所述离子注入的浓度为1E18cm^-3～1E19cm^-3。