[发明专利]源漏阻变式导电类型可选源漏可互换晶体管及其制造方法

摘要

本发明所述器件具有导电类型选择栅、双侧栅和左右两侧对称的结构特征，具有可实现P型导电类型与N型导电类型可自由切换功能、双向开关功能、低静态功耗和反向泄漏电流、较强的栅极控制能力、低亚阈值摆幅的优点。对比于普通MOSFETs型器件，利用隧穿效应实现更优秀的开关特性；对比于普通的隧穿场效应晶体管，本发明具有普通的隧穿场效应晶体管所不具备的源漏对称可互换的双向开关特性，实现了现有技术所无法实现的P型导电类型与N型导电类型可自由切换功能，因此为集成电路设计单元提供了更广泛和多样的逻辑功能，适合推广应用。

主权项

1.源漏阻变式导电类型可选源漏可互换晶体管，包含SOI晶圆的硅衬底（12），其特征在于：SOI晶圆的硅衬底（12）上方为SOI晶圆的衬底绝缘层（11），SOI晶圆的衬底绝缘层（11）的上方为单晶硅薄膜（1）、导电类型选择栅（2）的部分区域、栅电极绝缘层（7）的部分区域和双侧栅（8）的部分区域；单晶硅薄膜（1）为杂质浓度低于10¹⁶cm^‑3的单晶硅半导体材料，具有U形凹槽结构特征，源漏可互换本征区a（3）和源漏可互换本征区b（4）位于单晶硅薄膜（1）所形成的U形凹槽结构左右两侧垂直部分上端的外侧区域；金属源漏可互换区a（5）和金属源漏可互换区b（6）分别形成于单晶硅薄膜（1）所形成的U形凹槽结构左右两侧垂直部分上端的内侧区域；金属源漏可互换区a（5）为金属材料，其下表面和侧面分别与单晶硅薄膜（1）和构成单晶硅薄膜（1）所形成的U形凹槽结构左侧垂直部分上端的外侧区域的源漏可互换本征区a（3）之间形成肖特基接触；金属源漏可互换区b（6）也为金属材料，其下表面和侧面分别与单晶硅薄膜（1）和构成单晶硅薄膜（1）所形成的U形凹槽结构右侧垂直部分上端的外侧区域的源漏可互换本征区b（4）之间形成肖特基接触；栅电极绝缘层（7）为绝缘体材料，与单晶硅薄膜（1）所形成的U形凹槽结构的左右两侧垂直部分外侧表面、内侧表面以及凹槽底部水平部分的上表面和前后两侧的外侧表面相互接触；导电类型选择栅（2）由金属材料或多晶硅材料构成，呈英文大写字母“U”形倒架在栅电极绝缘层（7）位于单晶硅薄膜（1）所形成的U形凹槽底部水平部分的上表面和前后两侧的外侧表面所形成部分区域的上方；导电类型选择栅（2）通过栅电极绝缘层（7）与单晶硅薄膜（1）彼此绝缘隔离，对单晶硅薄膜（1）所形成的凹槽底部水平部分有控制作用；双侧栅（8）由金属材料或多晶硅材料构成，位于单晶硅薄膜（1）所形成的U形凹槽结构的左右两侧垂直部分的外侧，与单晶硅薄膜（1）所形成的凹槽结构的左右两侧垂直部分外侧相互接触的栅电极绝缘层（7）相互接触，通过栅电极绝缘层（7）与单晶硅薄膜（1）彼此绝缘隔离，对单晶硅薄膜（1）所形成的凹槽两侧垂直部分、源漏可互换本征区a（3）和源漏可互换本征区b（4）有控制作用；栅电极绝缘层（7）在双侧栅（8）和单晶硅薄膜（1）之间、导电类型选择栅（2）和单晶硅薄膜（1）之间分别形成绝缘阻挡；源漏可互换电极a（9）和源漏可互换电极b（10）为金属材料构成，分别位于金属源漏可互换区a（5）和金属源漏可互换区b（6）的上方，并彼此相互接触；源漏可互换电极a（9）和源漏可互换电极b（10）的外侧表面分别与绝缘介质阻挡层（13）相互接触，源漏可互换电极a（9）、源漏可互换电极b（10）、双侧栅（8）和导电类型选择栅（2）彼此通过绝缘介质阻挡层（13）相互绝缘隔离。