[发明专利]一种有效增大开态电流的隧穿场效应晶体管

权利要求书

1.一种有效增大开态电流的隧穿场效应晶体管，晶体管包括源区(110)、沟道区(111)、漏区(112)、顶部栅介质层(113)、底部栅介质层(114)、顶部金属栅(115)、底部金属栅(116)、源电极(117)、漏电极(118)、偏置电极(119)和隔离墙(120)；所述源电极(117)、源区(110)、沟道区(111)、漏区(112)、漏电极(118)依次位于同一层；该层上表面放置顶部栅介质层(113)，下表面放置底部栅介质层(114)，所述顶部栅介质层(113)覆盖部分源区(110)和全部沟道区(111)的一侧，不与漏区(112)接触，顶部栅介质层(113)上表面覆盖相等长度的顶部金属栅(115)；所述底部栅介质层(114)覆盖部分源区(110)和全部沟道区(111)的另一侧，不与漏区(112)接触，底部栅介质层(114)下表面依次设置偏置电极(119)、隔离墙(120)、底部金属栅(116)；

其特征在于，栅介质层对称覆盖沟道区和部分源区两侧，沟道区一侧的栅介质层上全部覆盖有金属栅；另一侧的栅介质层位于沟道区部分覆盖有金属栅，其余部分覆盖为偏置电极和隔离墙；隔离墙位于金属栅和偏置电极之间；

所述晶体管的顶部结构与底部结构可以调换位置，源区、沟道区以及漏区的厚度为3nm到10nm；偏置电极与隔离墙的总长度不超过源区的长度；对于偏置电极的材料与金属栅电极材料都为铝或者铜的情况，偏置电极需要外加负的偏压；对于金属栅电极材料为铝或者铜而偏置电极材料为金或者铂的情况，利用偏置电极与金属栅电极材料之间的金属功函数差实现类似外加偏压的垂直电场；

所述晶体管的顶部栅介质层和底部栅介质层采用二氧化硅或者二氧化铪的至少一种，厚度为1nm到5nm，隔离墙的长度为5nm到10nm；

所述源区材料可为硅、锗、锗硅中的至少一种；漏区材料为硅、砷化镓中的一种。