[发明专利]隧穿场效应晶体管及其制备方法

说明书

提供一种隧穿场效应晶体管(TFET)及其制备方法，属于半导体技术领域。TFET中的沟道区(202)连接源区(201)和漏区(203)；口袋层(204)和栅氧层(205)依次制备于源区与栅区之间；源区中的第一区域制备有金属层，第一区域位于源区与口袋层相接触侧，口袋层至少部分覆盖金属层；口袋层与源区中的第二区域组成TFET的第一隧穿结，口袋层与金属层组成TFET的第二隧穿结。本发明通过源区中的第一区域制备有金属层，使得口袋层与源区中非金属层所在的第二区域组成TFET的第一隧穿结，口袋层与金属层组成TFET的第二隧穿结，相对于仅由口袋层与源区组成隧穿结的TFET，能够通过口袋层与金属层组成的隧穿结增加隧穿电流，从而实现在不增加TFET版图面积的情况下，增加TFET的隧穿电流。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种隧穿场效应晶体管及其制备方法。

背景技术

随着半导体技术的迅速发展，芯片中晶体管的集成密度越来越高。在此种情况下，功耗成为芯片设计的关键挑战因素。降低功耗的关键在于降低晶体管的供电电压，而降低供电电压的核心制约因素为晶体管的亚阈值摆幅，陡峭的亚阈值转变允许更大幅度供电电压的降低，从而实现晶体管功耗的大幅降低。TFET(Tunnel Field-Effect Transistor，隧穿场效应晶体管)即为一种具有陡峭的亚阈值特性的晶体管，因此，TFET在降低器件功耗方面具有非常大的发展潜力。

如图1所示，其示出了一种现有技术中的TFET的结构示意图。如图1所示，现有技术TFET中包括重掺杂的源区、漏区、沟道区、轻掺杂的口袋层、栅氧层和栅区，其中，口袋层位于栅氧层和源区之间。在栅电场的作用下，口袋层的载流子积累，最终与源区形成隧穿结，源区的载流子隧穿至口袋层，形成电流。图1中，101表示源区，102表示沟道区，103表示漏区，104表示口袋层，105表示栅氧层，106表示栅区。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下不足：

图1所示的TFET通过增加口袋层来形成隧穿结，该种结构的隧穿电流大小与口袋层的面积和载流子隧穿效率成正比，如果要增大隧穿电流，则可以通过增大口袋层的面积或者增大载流子隧穿效率来实现，但图1中的TFET由于技术限制，载流子的隧穿效率很难提升，因而仅能通过增大口袋层的面积来增加隧穿电流，而增大口袋层的面积将导致TFET版图面积增大，该种情况将会降低芯片上TFET的集成密度。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明实施例提供了一种TFET及其制备方法。所述技术方案如下：

第一方面，提供了一种TFET，所述TFET包括源区、漏区、沟道区、口袋层、栅氧层和栅区，其中：

所述沟道区连接所述源区和所述漏区；

所述口袋层和所述栅氧层依次制备于所述源区与所述栅区之间，所述口袋层位于靠近所述源区的一侧；

所述源区中的第一区域制备有金属层，所述第一区域位于所述源区与所述口袋层相接触的一侧，且所述口袋层至少部分覆盖所述金属层；

所述口袋层与所述源区中的第二区域组成所述隧穿场效应晶体管的第一隧穿结，所述口袋层与所述金属层组成所述隧穿场效应晶体管的第二隧穿结，所述第二区域为所述源区中除所述第一区域外的区域。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述源区和所述漏区分离地制备于半导体衬底内部；

所述口袋层制备于所述半导体衬底上表面的部分区域；

所述栅氧层和所述栅区依次制备于所述口袋层上。

结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述口袋层、所述栅氧层和所述栅区两侧制备有隔离墙；