[发明专利]源漏对称可互换的双向隧穿场效应晶体管及其制造方法

权利要求书

1.一种源漏对称可互换双向隧穿场效应晶体管，包含SOI晶圆的硅衬底（12），其特征在于：SOI晶圆的硅衬底（12）上方为SOI晶圆的衬底绝缘层（11）；SOI晶圆的衬底绝缘层（11）的上方为单晶硅薄膜（1）、第一类杂质重掺杂区（2）和绝缘介质阻挡层（13）的部分区域；其中，单晶硅薄膜（1）为杂质浓度低于10¹⁶cm^-3的单晶硅半导体材料；第一类杂质重掺杂区（2）位于单晶硅薄膜（1）底部的中间部分，其掺杂杂质导电类型决定器件的导通类型，其内部不受栅电极（8）场效应影响控制，为杂质浓度不低于10¹⁷cm^-3的半导体材料；

绝缘介质阻挡层（13）的一部分区域与单晶硅薄膜（1）的左右两外侧表面下方部分相互接触，宽度延伸至衬底绝缘层（11）前后两侧边缘，其上表面与栅电极（8）和栅电极绝缘层（7）相互接触；栅电极绝缘层（7）为绝缘体材料，位于单晶硅薄膜（1）的左右两侧，与构成单晶硅薄膜（1）的左右两外侧表面上方部分相互接触，宽度延伸至其下方的绝缘介质阻挡层（13）的前后两侧边缘；

栅电极（8）由金属材料或多晶硅材料构成，也位于单晶硅薄膜（1）的左右两侧，并分别与两侧的栅电极绝缘层（7）的外表面相互接触；栅电极绝缘层（7）在栅电极（8）和单晶硅薄膜（1）之间形成绝缘阻挡；

栅电极（8）仅对源漏可互换本征区a（3）和源漏可互换本征区b（4）有明显场效应控制作用，而对单晶硅薄膜（1）的其它区域和位于单晶硅薄膜（1）底部中间部分的第一类杂质重掺杂区（2）无明显控制作用；

单晶硅薄膜（1）、第一类杂质重掺杂区（2）、源漏可互换本征区a（3）、源漏可互换本征区b（4）、第二类杂质重掺杂源漏可互换区a（5）和第二类杂质重掺杂源漏可互换区b（6）共同形成一个凹槽结构，其中，第二类杂质重掺杂源漏可互换区a（5）和第二类杂质重掺杂源漏可互换区b（6）分别位于该凹槽结构左右两侧的上方内侧部分，源漏可互换本征区a（3）和源漏可互换本征区b（4）分别位于该凹槽结构左右两侧的上方外侧部分；

凹槽结构的内部被绝缘介质阻挡层（13）的部分区域所填充，且绝缘介质阻挡层（13）的该部分区域的外表面上方部分的左右两侧分别与源漏可互换电极a（9）和源漏可互换电极b（10）相互接触、外表面中间部分的左右两侧分别与第二类杂质重掺杂源漏可互换区a（5）和第二类杂质重掺杂源漏可互换区b（6）相互接触，外表面下方部分的左右两侧和底部左右两侧均与单晶硅薄膜（1）相互接触，外表面底部的中间部分与第一类杂质重掺杂区2相互接触；绝缘介质阻挡层（13）的该部分区域在第二类杂质重掺杂源漏可互换区a（5）和第二类杂质重掺杂源漏可互换区b（6）之间、以及在源漏可互换电极a（9）和源漏可互换电极b（10）之间分别起到绝缘隔离的作用；源漏可互换电极a（9）由金属材料构成，位于第二类杂质重掺杂源漏可互换区a（5）的上方；源漏可互换电极b（10）也由金属材料构成，位于第二类杂质重掺杂源漏可互换区b（6）的上方，源漏可互换电极a（9）和源漏可互换电极b（10）的外侧左右分别与绝缘介质阻挡层（13）的部分区域相接触；第一类杂质重掺杂区（2）和位于第一类杂质重掺杂区（2）上方的部分绝缘介质阻挡层（13）的左右两侧呈对称结构，能够在源漏可互换电极a（9）和源漏可互换电极b（10）对称互换的情况下实现同样的输出特性。

2.一种源漏对称可互换的双向隧穿场效应晶体管的制造方法，其特征在于：其制造步骤如下：

步骤一：提供一个SOI晶圆，最下方为SOI晶圆的硅衬底（12），硅衬底的上面是衬底绝缘层（11），衬底绝缘层（11）的上表面为单晶硅薄膜（1），通过离子注入或扩散工艺，对SOI晶圆上方的单晶硅薄膜（1）的中间区域掺杂，初步形成第一类杂质重掺杂区（2）；

步骤二：通过光刻、刻蚀工艺除去部分单晶硅薄膜（1）和第一类杂质重掺杂区（2）的部分区域，在SOI晶圆上进一步形成单晶硅薄膜（1）和第一类杂质重掺杂区（2）；

步骤三：在刻蚀后的第一类杂质重掺杂区（2）的上方淀积绝缘介质至上表面与两侧的单晶硅薄膜（1）在同一平面后平坦化表面，初步形成部分绝缘介质阻挡层（13）；

步骤四：通过光刻、刻蚀工艺将衬底绝缘层（11）上方的单晶硅薄膜（1）的四周以及部分绝缘介质阻挡层（13）的前后两侧刻蚀掉一部分至露出衬底绝缘层（11）；

步骤五：通过氧化或淀积工艺，在步骤四露出的衬底绝缘层（11）上淀积绝缘介质，其中包括在单晶硅薄膜（1）、第一类杂质重掺杂区（2）及其上方的部分绝缘介质阻挡层（13）的前后两侧淀积的部分绝缘介质阻挡层（13），和在其余衬底绝缘层（11）的上表面并紧贴单晶硅薄膜（1）左右两侧的下方淀积的部分绝缘介质阻挡层（13），并进行平坦化表面处理；

步骤六：通过氧化或淀积工艺，在步骤五中淀积在衬底绝缘层（11）上表面紧贴单晶硅薄膜（1）左右两侧下方的部分绝缘介质阻挡层（13）上紧贴单晶硅薄膜（1）及其前后两侧的部分绝缘介质阻挡层（13）的左右两侧上方表面处淀积绝缘介质，再通过刻蚀工艺形成栅电极绝缘层（7），并对其表面进行平坦化处理；

步骤七：通过离子注入或扩散工艺，对左右两侧的单晶硅薄膜（1）的外侧上方进行掺杂，形成第二类杂质重掺杂源漏可互换区a（5）和第二类杂质重掺杂源漏可互换区b（6）；

步骤八：通过淀积工艺，在左右两侧的部分绝缘介质阻挡层（13）上淀积金属或多晶硅至上表面与栅电极绝缘层（7）、单晶硅薄膜（1）、第二类杂质重掺杂源漏可互换区a（5）的上表面和第二类杂质重掺杂源漏可互换区b（6）的上表面在同一平面后，对表面平坦化处理，形成栅电极（8）；

步骤九：通过氧化或淀积工艺，在栅电极（8）、栅电极绝缘层（7）、单晶硅薄膜（1）、第二类杂质重掺杂源漏可互换区a（5）和第二类杂质重掺杂源漏可互换区b（6）的上表面淀积绝缘介质，平坦化表面后形成剩余部分绝缘介质阻挡层（13）；

步骤十：通过光刻、刻蚀工艺，在第二类杂质重掺杂源漏可互换区a（5）和第二类杂质重掺杂源漏可互换区b（6）的上方刻蚀步骤九中形成的部分绝缘介质阻挡层（13）至露出第二类杂质重掺杂可源漏互换区a（5）和第二类杂质重掺杂源漏可互换区b（6）的上表面后，向形成的通孔中注入金属或多晶硅至通孔被完全填充，形成源漏可互换电极a（9）和源漏可互换电极b（10），最后将表面平坦化处理。