[发明专利]一种非对称沟道介质环场效应晶体管

摘要

本发明公开了一种非对称沟道介质环场效应晶体管，该晶体管包括源极、漏极、源极扩展区、漏极扩展区、沟道、栅极、衬底以及衬底中绝缘隔离层，设置在靠近漏极扩展区的纳米线沟道外围的绝缘介质环。所设的绝缘介质环结构由于其较大的介电常数和禁带宽度使得载流子在漏端发生隧穿的几率减小，有效减小了栅致漏极泄漏电流，开态电流几乎不会受到影响。并且该结构嵌于栅氧层内部，栅围电容不会增大，其动态特性不会受到影响。因此，在保持环栅器件的动态性能不被损害的前提下，降低器件的GIDL漏电，提高器件的电流开关比，从而提升集成电路性能。

主权项

1.一种非对称沟道介质环场效应晶体管，其特征在于，该晶体管包括沟道（1）；设置在沟道一端的源极扩展区（4）和另一端的漏极扩展区（5）；设置在沟道（1）、漏极扩展区（5）端外侧的绝缘介质环（3）；设置在源极扩展区（4）一端的源极（6）；设置在漏极扩展区（5）一端的漏极（7）；设置在沟道（1）外侧的栅极氧化物（2）；设置在栅极氧化物（2）外围的栅极（9）；设置在源极扩展区（4）和漏极扩展区（5）外侧、用于栅极（9）分别和源极（6）、漏极（7）电学隔离的边墙（8）；设置在源极（6）、漏极（7）、边墙（8）和栅极（9）底面的衬底绝缘层（10）以及设置在衬底绝缘层（10）底面的衬底（11）；其中：所述沟道（1）、源极扩展区（4）、漏极扩展区（5）为硅纳米线、锗纳米线、锗硅纳米线、砷化镓纳米线、氮化镓纳米线、磷化铟纳米线或碳纳米管；所述栅极氧化物（2）的构成为淀积包裹在沟道（1）外侧的二氧化硅、二氧化铪及氮氧化硅中的一种或数种组合堆叠；所述源极（6）的构成为淀积在源极扩展区（4）一端的硅、锗、钛硅化物、镍硅化物、钴硅化物、氮化钛及氮化钽中的一种或数种组合；所述漏极（7）的构成为淀积在漏极扩展区（5）一端的硅、锗、钛硅化物、镍硅化物、钴硅化物、氮化钛及氮化钽中的一种或数种组合；所述栅极（9）的构成为淀积包裹在栅极氧化物（2）外侧经光刻、刻蚀后形成的铝、铜、多晶硅或氮化钛；所述边墙（8）的构成为淀积在源极扩展区（4）与漏极扩展区（5）及沟道（1）外侧、 栅极（9）与源极（6）端面、栅极（9）与漏极（7）端面间的空气、二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、磷硅玻璃或硼磷硅玻璃；所述衬底绝缘层（10）的构成为淀积在源极（6）和漏极（7）底面的二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、二氧化铪、磷硅玻璃或硼磷硅玻璃；所述衬底（11）的构成为淀积在衬底绝缘层（10）底面的硅、锗、钛硅化物、镍硅化物、钴硅化物、氮化钛或氮化钽；所述绝缘介质环（3）的构成为淀积在沟道（1）外侧、漏极扩展区（5）端的二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、二氧化铪、磷硅玻璃或硼磷硅玻璃。