[发明专利]隧穿场效应晶体管及其制备方法

说明书

一种隧穿场效应晶体管及其制备方法，包括：衬底层(1)；形成于衬底层上表面的矩形半导体条(2)，矩形半导体条沿第一方向依次设置有第一源区(201)、第一沟道区(204)、漏区(203)、第二沟道区(205)及第二源区(202)；覆盖于第一源区的第一部分(2011)和第二源区的第三部分(2021)外表面的第一栅电介质层(301)和第二栅电介质层(302)；覆盖于第一栅电介质层外表面的第一栅区(401)，第一栅区所加电场方向指向第一源区；覆盖于第二栅电介质层外表面的第二栅区(402)，第二栅区所加电场方向指向第二源区。采用双源区的设计，增加了源区载流子的隧穿面积，且栅区所加电场方向与源区载流子的隧穿方向一致，增加了隧穿几率，而隧穿电流与隧穿面积和隧穿几率成正比，因此，隧穿电流较大。

技术领域

本申请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

随着半导体技术的不断发展，MOSFET(Metal Oxide Semiconductor FieldEffect Transistor，金属氧化物半导体场效应晶体管)的尺寸按照摩尔定律不断缩小。然而，在室温下受到载流子波尔兹曼分布的限制，MOSFET的亚阈值摆幅SS无法随着器件尺寸的缩小同步减小，始终大于60mV/decade，这使得在小尺寸器件条件下，MOSFET的功耗较大。为了适应半导体高密度、高性能、低成本的发展需求，隧穿场效应晶体管(英文：TunnelField Effect Transsistor，简称TFET)应用而生。

隧穿场效应晶体管是栅极控制的P型掺杂-本征掺杂-N型掺杂的二极管(简称p-i-n二极管)，其源区和漏区的掺杂类型相反，这使得隧穿场效应晶体管具有载流子量子隧穿机制，可实现源区载流子与沟道载流子之间的带带隧穿。由于与MOSFET工作机制不同，在室温下隧穿场效应晶体管不受载流子波尔兹曼分布限制，其亚阈值摆幅SS可以小于60mV/decade，因此，在较低的电压下，可具有较小的功耗。

然而，由于隧穿场效应晶体管的隧穿势垒电阻较大，使得隧穿场效应晶体管的隧穿电流较小。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本申请实施例提供了一种隧穿场效应晶体管及其制备方法。所述技术方案如下：

第一方面，提供了一种隧穿场效应晶体管，所述隧穿场效应晶体管包括：

衬底层；

形成于所述衬底层上表面的矩形半导体条，所述矩形半导体条沿第一方向依次设置有第一源区、第一沟道区、漏区、第二沟道区及第二源区，所述第一方向与所述矩形半导体条的长所在的方向平行，所述第一源区设置于所述矩形半导体条的一端，所述第一沟道区靠近所述第一源区，所述漏区设置于所述矩形半导体的中部，所述第二沟道区靠近所述漏区，所述第二源区设置于所述矩形半导体条的另一端，所述第一源区划分为第一部分和第二部分，所述第一部分靠近所述第一沟道区，所述第二源区划分为第三部分和第四部分，所述第三部分靠近所述第二沟道区；

覆盖于所述第一部分外表面的第一栅电介质层；

覆盖于所述第三部分外表面的第二栅电介质层；

覆盖于所述第一栅电介质层的顶端、第一侧面及第二侧面的第一栅区，所述第一侧面和所述第二侧面为所述第一栅电介质层中与所述第一方向和所述第二方向构成的平面彼此平行相对的两个外表面，所述第一栅区所加电场方向指向所述第一源区，所述第二方向与所述矩形半导体的高所在的方向平行；

覆盖于所述第二栅电介质层的顶端、第三侧面及第四侧面第二栅区，所述第三侧面和所述第四侧面为所述第二栅电介质层中与所述第一方向和所述第二方向构成的平面彼此平行相对的两个外表面，所述第二栅区所加电场方向指向所述第二源区。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述第一栅区包括：第一栅极、第二栅极及第三栅极；