[发明专利]隧穿场效应晶体管及其形成方法

权利要求书

1.一种隧穿场效应晶体管的形成方法，其特征在于，包括：

提供衬底，所述衬底包括基底、位于基底上的绝缘层和位于绝缘层上的半导体层，所述半导体层内具有源区、漏区以及位于源区和漏区之间的沟道区；

去除所述半导体层的沟道区，在半导体层内形成侧壁暴露出所述源区和漏区的开口；

对所述开口的源区侧壁进行第一离子注入；

在所述第一离子注入之后，对所述开口的漏区侧壁表面和源区侧壁表面进行氧化处理，在所述漏区侧壁表面形成第一氧化层，在所述源区侧壁表面形成第二氧化层，所述第二氧化层厚度大于第一氧化层厚度；

刻蚀所述第一氧化层和第二氧化层，直至暴露出开口的漏区侧壁表面，在源区侧壁表面形成隧穿介质层；

在形成隧穿介质层之后，在所述开口内形成沟道层；

在所述沟道层上形成栅极结构。

2.如权利要求1所述的隧穿场效应晶体管的形成方法，其特征在于，在形成所述开口之前，在所述源区内掺杂第一离子；在形成所述开口之前，在所述漏区内掺杂第二离子，所述第二离子与第一离子的导电类型相反；在所述源区内掺杂第一离子，在所述漏区内掺杂第二离子的方法包括：在所述半导体层的沟道区上形成第一介质层；以所述第一介质层为掩膜，在所述源区内掺杂第一离子；以所述第一介质层为掩膜，在所述漏区内掺杂第二离子。

3.如权利要求2所述的隧穿场效应晶体管的形成方法，其特征在于，在所述源区内掺杂第一离子，在所述漏区内掺杂第二离子的方法还包括：在所述源区内掺杂第一离子之前，在第一介质层上和半导体层上形成第一图形层，所述第一图形层暴露出所述源区；以所述第一介质层和第一图形层为掩膜，在所述源区内掺杂第一离子；在所述源区内掺杂第一离子之后，去除所述第一图形层；在所述漏区内掺杂第二离子之前，在第一介质层上和半导体层上形成第二图形层，所述第二图形层暴露出所述漏区；以所述第一介质层和第二图形层为掩膜，在所述漏区内掺杂第二离子；在所述漏区内掺杂第二离子之后，去除所述第二图形层。

4.如权利要求2所述的隧穿场效应晶体管的形成方法，其特征在于，所述开口的形成方法包括：在半导体层上形成覆盖所述第一介质层侧壁的第二介质层，所述第二介质层暴露出所述第一介质层；在形成所述第二介质层之后，去除所述第一介质层；在去除所述第一介质层之后，以所述第二介质层为掩膜，刻蚀所述半导体层直至暴露出所述绝缘层表面，在所述半导体层内形成所述开口。

5.如权利要求4所述的隧穿场效应晶体管的形成方法，其特征在于，所述第二介质层的形成方法包括：在半导体层上和第一介质层上形成第二介质膜；平坦化所述第二介质膜直至暴露出所述第一介质层，形成所述第二介质层。

6.如权利要求1所述的隧穿场效应晶体管的形成方法，其特征在于，在形成所述开口之后，在所述源区内掺杂第一离子；在形成所述开口之后，在所述漏区内掺杂第二离子，所述第二离子与第一离子的导电类型相反；所述开口的形成方法包括：在所述半导体层表面形成第三介质层，所述第三介质层暴露出所述沟道区；以所述第三介质层为掩膜，刻蚀所述半导体层直至暴露出所述绝缘层表面，在所述半导体层内形成所述开口。

7.如权利要求1所述的隧穿场效应晶体管的形成方法，其特征在于，所述第一离子注入的离子包括氟离子；所述第一离子注入的离子注入能量为2kev～30kev，注入角度为10度～45度。

8.如权利要求1所述的隧穿场效应晶体管的形成方法，其特征在于，所述隧穿介质层的材料包括氧化硅；所述隧穿介质层的厚度为：1纳米～20纳米。

9.如权利要求4或者6所述的隧穿场效应晶体管的形成方法，其特征在于，所述沟道层的形成方法包括：在所述开口内形成填充满所述开口的外延膜，所述外延膜表面高于第二介质层或者第三介质层的表面；平坦化所述外延膜，直至暴露出第二介质层或者第三介质层的表面；平坦化所述外延膜之后，氧化部分外延膜，在开口内形成沟道层以及位于沟道层表面的第三氧化层；去除所述第三氧化层，直至暴露出沟道层顶部表面。