[发明专利]冷源结构MOS晶体管及其制作方法

权利要求书

1.一种冷源结构MOS晶体管，其特征在于，包括：

衬底(10)；

冷源结构(20)，包括沿远离所述衬底(10)方向顺序层叠的第一源区(210)、金属接触层(220)和第二源区(230)；

漏区(40)，设置于所述冷源结构(20)远离所述衬底(10)的一侧，所述漏区(40)和所述第二源区(230)的掺杂类型与所述第一源区(210)的掺杂类型相反；

纳米线结构(30)，设置于所述冷源结构(20)与所述漏区(40)之间，且分别与所述冷源结构(20)和所述漏区(40)连接；

栅极结构(80)，至少部分所述栅极结构(80)环绕所述纳米线结构(30)设置。

2.根据权利要求1所述的冷源结构MOS晶体管，其特征在于，所述第一源区(210)、所述第二源区(230)和所述漏区(40)的掺杂浓度独立地满足10¹⁵～10²⁰cm^-3。

3.根据权利要求1所述的冷源结构MOS晶体管，其特征在于，沿远离所述衬底(10)的方向上所述第二源区(230)的厚度为2～20nm。

4.根据权利要求3所述的冷源结构MOS晶体管，其特征在于，沿远离所述衬底(10)的方向上所述金属接触层(220)的厚度为1～20nm。

5.根据权利要求4所述的冷源结构MOS晶体管，其特征在于，形成所述金属接触层(220)的材料独立地选自TiN、Ti、W、石墨烯和MoS₂中的任一种或多种。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的冷源结构MOS晶体管，其特征在于，所述冷源结构MOS晶体管还包括多个导电通道(100)，各所述导电通道(100)分别与所述第一源区(210)、所述漏区(40)和所述栅极结构(80)连接。

7.根据权利要求6所述的冷源结构MOS晶体管，其特征在于，所述栅极结构(80)包括：

环栅结构(821)，环绕所述纳米线结构(30)设置；

栅极引出部(822)，设置于所述纳米线结构(30)延伸方向的一侧，并沿远离所述纳米线结构(30)的方向延伸，且所述栅极引出部(822)分别与所述环栅结构(821)和所述导电通道(100)连接。

8.一种权利要求1至7中任一项所述的冷源结构MOS晶体管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，在衬底(10)上顺序形成第一源区(210)、金属接触层(220)、第二源区(230)、纳米线预备层(310)和漏区(40)，所述第一源区(210)、所述金属接触层(220)和所述第二源区(230)构成冷源结构(20)，且所述漏区(40)和所述第二源区(230)的掺杂类型与所述第一源区(210)的掺杂类型相反；

S2，刻蚀所述纳米线预备层(310)，以形成连接所述冷源结构(20)和所述漏区(40)的纳米线结构(30)；

S3，形成环绕所述纳米线结构(30)的栅极结构(80)。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1包括以下步骤：

S11，在所述衬底(10)上顺序形成第一掺杂材料层(211)、金属材料层(221)、第二掺杂材料层(231)、半导体材料层(301)和第三掺杂材料层(401)，形成有源区预备层；

S12，在所述第三掺杂材料层(401)上设置图形化结构层(50)，以所述图形化结构层(50)为掩膜从所述第三掺杂材料层(401)开始刻蚀所述有源区预备层至所述第一掺杂材料层(211)表面为止，以得到所述金属接触层(220)、所述第二源区(230)、所述纳米线预备层(310)和所述漏区(40)；

S13，刻蚀所述第一掺杂材料层(211)，以形成所述第一源区(210)，且所述第一源区(210)的至少一侧突出于所述金属接触层(220)设置。