[发明专利]垂直隧穿场效应晶体管及其制备方法

权利要求书

1.一种垂直隧穿场效应晶体管，其特征在于，所述垂直隧穿场效应晶体管包括源区、第一外延层、栅介质层、栅区及两个漏区；所述第一外延层、所述栅介质层及所述栅区依次叠加于所述源区上；

所述源区上朝向所述第一外延层的表面设有第一沟槽；所述第一外延层上设有第二沟槽，所述第二沟槽形成于所述第一沟槽中，所述第二沟槽与所述第一沟槽的开口朝向相同；所述第一外延层形成所述栅区与所述源区之间的沟道；

所述栅介质层及栅区均设置于所述第二沟槽中；所述栅介质层设置于所述第一外延层上，所述栅介质层将所述栅区与所述第一外延层隔离；

两个所述漏区分别设置在所述第二沟槽外的两相对侧处，所述漏区与所述栅区相隔离；所述第一外延层延伸至所述漏区与所述源区之间，并形成所述漏区与所述源区之间的沟道。

2.如权利要求1所述的垂直隧穿场效应晶体管，其特征在于，所述栅区延伸至所述第二沟槽外，并朝向所述漏区延伸形成有扩展部，所述扩展部与所述第一外延层之间设置有所述栅介质层。

3.如权利要求1所述的垂直隧穿场效应晶体管，其特征在于，所述栅区的扩展部与所述漏区之间设有间隙；或者，

所述栅介质层延伸至所述栅区的扩展部与所述漏区之间，所述漏区与所述栅区通过绝缘材质相隔离。

4.如权利要求1所述的垂直隧穿场效应晶体管，其特征在于，在所述源区与所述第一外延层的叠加方向上，所述第一沟槽与所述第二沟槽的截面形状相同。

5.如权利要求4所述的垂直隧穿场效应晶体管，其特征在于，所述第一沟槽的截面与所述第二沟槽的截面均为矩形。

6.如权利要求1所述的垂直隧穿场效应晶体管，其特征在于，所述栅区上设有第三沟槽，所述第三沟槽与所述第一沟槽的开口朝向相同。

7.如权利要求1所述的垂直隧穿场效应晶体管，其特征在于，所述漏区与所述第一外延层之间还设有沟道层。

8.如权利要求1所述的垂直隧穿场效应晶体管，其特征在于，所述源区与所述第一外延层之间还设有第二外延层，所述第二外延层的掺杂类型与所述源区的掺杂类型相同，所述第二外延层的掺杂浓度大于所述源区的掺杂浓度。

9.一种垂直隧穿场效应晶体管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供衬底；

在所述衬底上覆盖源区材料；

在所述源区材料上形成一第一沟槽，以制备成源区；

在所述源区上覆盖第一外延层材料，并在位于所述第一沟槽中的第一外延层材料上形成一第二沟槽，所述第二沟槽与所述第一沟槽的开口朝向相同，以制备成第一外延层；以及

在所述第一外延层上形成栅介质层、栅区及两个漏区；

所述步骤“在所述第一外延层上形成栅区及两个漏区”中包括不分先后的两个步骤：在所述第一外延层的第二沟槽上依次形成栅介质层及栅区，所述栅介质层将所述栅区与所述第一外延层隔离；以及，

在所述第一外延层上位于所述第二沟槽外的两个相对侧处分别形成一漏区，所述漏区与所述栅区相隔离。

10.根据权利要求9所述的垂直隧穿场效应晶体管的制备方法，其特征在于，所述步骤“在所述源区材料上形成一第一沟槽，以制备成源区”中包括以下步骤：

在源区材料上沉积一层第一掩膜层，并刻蚀该第一掩膜层的中部，以露出源区的中心区域；

以第一掩膜层为掩膜，刻蚀露出的源区的中心区域，从而形成第一沟槽；

去除余下的第一掩膜层，从而制备成源区。

11.根据权利要求9所述的垂直隧穿场效应晶体管的制备方法，其特征在于，当所述步骤“在所述第一外延层的第二沟槽上依次形成栅介质层及栅区”在所述步骤“在所述第一外延层上位于所述第二沟槽外的两个相对侧处分别形成一漏区”之前时，所述步骤“在所述第一外延层的第二沟槽上依次形成栅介质层及栅区”包括以下步骤：

在所述第一外延层整体上表面覆盖栅介质材料，并在位于所述第二沟槽中的栅介质材料上形成一凹槽；

在所述栅介质层整体上表面覆盖栅区材料，并使栅区材料将所述凹槽填充；

去除全部或部分位于所述第一外延层的第二沟槽的两个相对侧上的栅介质层及栅区。