[发明专利]隧穿场效应晶体管及其形成方法

说明书

本发明提供一种隧穿场效应晶体管及其形成方法，其中，方法包括：提供衬底；在衬底上形成栅极结构，栅极结构下方衬底中具有沟道区，栅极结构包括相对的第一侧和第二侧；在栅极结构第一侧的衬底中形成第一源漏掺杂层，第一源漏掺杂层中具有第一源漏离子，第一源漏掺杂层与所述沟道区的接触面上具有凸出部；在栅极结构第二侧的衬底中形成第二源漏掺杂层，所述第二源漏掺杂层中具有第二源漏离子，所述第二源漏离子与所述第一源漏离子的导电类型相反。其中，沟道开启之后，所述凸出部能够增加所述第一源漏掺杂层与第二源漏掺杂层之间的电场强度，从而能够增加所形成隧穿场效应晶体管的导通电流。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种隧穿场效应晶体管及其形成方法。

背景技术

随着半导体器件集成度的提高，晶体管的关键尺寸不断缩小，关键尺寸的缩小意味着在芯片上可布置更多数量的晶体管。然而，随着晶体管尺寸的急剧减小，CMOS场效应晶体管面临很大的挑战，例如短沟道效应增加，漏电流增大，亚阈值斜率在室温下存在60mV/dec的极限。

为了适应晶体管尺寸的缩小，抑制短沟道效应，降低亚阈值斜率，TFET(tunnelfiled-effect transistor，隧穿场效应晶体管)应运而生。TFET是一种金属氧化物半导体栅控PIN二极管。TFET主要是利用量子学隧穿效应做为控制电流的主要机制，使用栅压控制器件内部电势分布形状，从而影响隧穿发生条件，当条件满足时器件开启，当条件不满足时器件电流迅速下降关断。TFET具有低压阈值斜率、关断电流小的优点。

然而，现有技术形成的TFET仍然存在亚阈值斜率较高、导通电流较小的问题。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种隧穿场效应晶体管及其形成方法，能够降低TFET的亚阈值斜率较高，增加导通电流。

为解决上述问题，本发明提供一种隧穿场效应晶体管的形成方法，包括：提供衬底；在所述衬底上形成栅极结构，所述栅极结构下方衬底中具有沟道区，所述栅极结构包括相对的第一侧和第二侧；在所述栅极结构第一侧的衬底中形成第一源漏掺杂层，所述第一源漏掺杂层中具有第一源漏离子，所述第一源漏掺杂层与所述衬底的沟道区的接触面上具有凸出部；在所述栅极结构第二侧的衬底中形成第二源漏掺杂层，所述第二源漏掺杂层中具有第二源漏离子，所述第二源漏离子与所述第一源漏离子的导电类型相反。

可选的，所述隧穿场效应晶体管为N型晶体管；所述第一源漏离子为P型离子。

可选的，所述隧穿场效应晶体管为P型晶体管；所述第一源漏离子为N型离子。

可选的，所述第二源漏掺杂层与沟道区的接触面上具有凸出部。

可选的，形成所述第一源漏掺杂层的步骤包括：在所述栅极结构第一侧衬底中形成凹槽，所述凹槽邻近所述栅极结构的侧壁表面具有凹陷；在所述凹槽和所述凹陷中形成第一源漏掺杂层。

可选的，形成所述凹槽的步骤包括：对所述栅极结构第一侧的衬底进行多次选择离子注入，在所述栅极结构第一侧的衬底中形成掺杂结构，所述掺杂结构与所述衬底的沟道区接触面上具有凸出结构；去除所述掺杂区结构和凸出结构，在所述栅极结构第一侧衬底中形成所述凹槽。

可选的，对所述栅极结构第一侧的衬底进行多次选择离子注入的步骤包括：对所述栅极结构第一侧的衬底进行第一选择离子注入，在所述栅极结构第一侧的衬底中形成第一掺杂区；对所述栅极结构第一侧的衬底进行第二选择离子注入，在所述栅极结构第一侧的衬底中形成第二掺杂区，所述第一掺杂区位于所述第二掺杂区上；对所述栅极结构第一侧的衬底进行第三选择离子注入，在所述栅极结构第一侧的衬底中形成第三掺杂区，所述第二掺杂区位于所述第三掺杂区上。