[发明专利]硅/锗硅垂直结型场效应晶体管

权利要求书

1.一种结型场效应晶体管，包括：

第一类型的第一半导体层；

在第一半导体层上形成的轻掺杂第一类型的第二半导体层；

形成在第二半导体层上、其中开有窗口以暴露部分所述第二半导体层的第二类型的第三半导体层；

形成在所述第三半导体层上、其中开有窗口以与第三半导体中的窗口相联系的介质材料层；

Si_1-xGe_x的第一类型的第四半导体层，其中x随厚度而增加，它形成在所述第三半导体层的所述窗口中；

形成在所述第三半导体层的所述窗口中的、Si_1-yGe_y的第一类型的第五半导体层，其中y基本是常数；和

形成在所述介质材料层的所述窗口中的、Si_1-zGe_z的第一类型的第六半导体层，其中z随厚度减少。

2 根据权利要求1的结型场效应管，特征在于还包括在所述第一半导体层下的绝缘衬底。

3.根据权利要求1的结型场效应管，特征在于还包括形成在所述介质材料层和所述第六半导体层上的第一类型的硅的第七半导体层。

4.根据权利要求1的结型场效应管，特征在于所述第三半导体层和所述介质材料层具有多个窗口，其中介质材料层中的窗口与所述第三半导体层中的各窗口相联系，且所述第三材料层中的窗口暴露出部分所述第二半导体层。

5.根据权利要求4的结型场效应管，特征在于还包括形成在所述介质材料层上和所述第六半导体层上的第一类型的第七半导体层，在所述多个窗口中以互连由所述第四和第五半导体层在所述多个窗口中的各个窗口形成的多个沟道。

6.根据权利要求1的结型场效应管，特征在于所述第一类型是n，第二类型是p。

7.根据权利要求1的结型场效应管，特征在于所述第一类型是p，第二类型是n。

8.根据权利要求1的结型场效应管，特征在于所述第三层具有预定的厚度，形成栅电极。

9.根据权利要求8的结型场效应晶体管，特征在于，所述厚度在30至100nm之间。

10.根据权利要求8的结型场效应晶体管，特征在于所述第三层的厚度决定了所述晶体管的沟道长度。

11.根据权利要求1的结型场效应晶体管，特征在于，所述第五层是应变的，使得轻电子有效质量的输运利于在横过所述第三层的所述第五层中完成。

12.根据权利要求1的结型场效应晶体管，特征在于，所述第六层是渐变的，由此感应出加速载流子并将载流子以高速送到所述第五层中的电场。

13.根据权利要求1的结型场效应晶体管，特征在于，所述第五层是在所述第三半导体层和所述介质材料之间的界面上延伸的所述窗口中。

14.根据权利要求1的结型场效应晶体管，特征在于，x从0增加到0.1。

15.根据权利要求1的结型场效应晶体管，特征在于，y在从约0.1到约0.3的范围内。

16.根据权利要求1的结型场效应晶体管，特征在于，z从0.15降到0。

17.一种制备结型场效应晶体管的方法，包括以下步骤：

形成第一类型的第一半导体层；

在所述第一半导体层上形成轻掺杂的第一类型的第二半导体层；

在所述第二半导体层上形成第二类型的所述第三半导体层，其中开有窗口以暴露部分所述第二半导体层；

在所述第三半导体层上形成介质材料层，其中开有与所述第三半导体层中的窗口相联系的窗口；

在所述第三半导体层的所述窗口中形成Si_1-xGe_x的第一类型的第四半导体层，其中x随厚度增加；

在所述第三半导体层的所述窗口中形成Si_1-yGe_y的第一类型的第五半导体层，其中y基本是常数；

在所述介质材料层的所述窗口中形成Si_1-zGe_z的第一类型的第六半导体层，其中z随厚度而减少。