[发明专利]抑制输出非线性开启的隧穿场效应晶体管及其制备方法

摘要

一种抑制输出非线性开启的隧穿场效应晶体管，包括隧穿源区，沟道区，漏区，半导体衬底区，位于沟道区上方的栅介质层，以及位于栅介质层之上的控制栅；所述的沟道区位于隧穿源区上方且位置与隧穿源区部分重叠，在沟道区与隧穿源区界面处形成隧穿结；所述漏区与沟道区平行，位于沟道区的另一侧；所述控制栅位于沟道区与隧穿源区重叠部分的上方，而在靠近漏区附近的沟道区存在一个没有控制栅覆盖的区域；并且，所述沟道区选用能态密度低于1E18cm‑3的半导体材料。该隧穿场效应晶体管可以有效抑制器件输出特性中的非线性开启现象，并保持了较陡直的亚阈值斜率。

主权项

一种抑制输出非线性开启的隧穿场效应晶体管的制备方法，该隧穿场效应晶体管包括隧穿源区(5)，沟道区(6)，漏区(9)，半导体衬底区(1)，位于沟道区上方的栅介质层(7)，以及位于栅介质层之上的控制栅(8)；其特征是，所述的沟道区(6)位于隧穿源区(5)上方且位置与隧穿源区(5)部分重叠，在沟道区(6)与隧穿源区(5)界面处形成隧穿结；所述漏区(9)与沟道区(6)平行，位于沟道区(6)的另一侧；所述控制栅(8)位于沟道区(6)与隧穿源区(5)重叠部分的上方，而在靠近漏区(9)附近的沟道区(6)存在一个没有控制栅覆盖的区域；并且，所述沟道区(6)选用能态密度低于1E18cm‑3的半导体材料，其制备方法包括以下步骤：1)衬底准备：轻掺杂或未掺杂的半导体衬底；2)在衬底上初始热氧化并淀积一层氮化物；3)光刻后进行浅沟槽隔离，并淀积隔离材料填充深孔后进行化学机械平坦化；4)光刻暴露出隧穿源区，以光刻胶为掩膜，进行离子注入形成隧穿源区，浓度为1E20cm‑3‑1E21cm‑3；5)淀积异质半导体层；6)淀积栅介质材料和栅材料，进行光刻和刻蚀，形成栅图形；7)再次进行光刻，刻蚀沟道区图形；8)光刻暴露出漏区，以光刻胶为掩膜，进行离子注入形成漏区，浓度为1E18cm‑3‑1E19cm‑3；9)快速高温退火激活杂质；10)最后进入同CMOS一致的后道工序，包括淀积钝化层、开接触孔以及金属化，即可制得抑制输出非线性开启的隧穿场效应晶体管。