示，在步驟410之前還包括:通過刻蝕技術(shù)在漏區(qū)302上方及柵極305左側(cè)區(qū)域外側(cè)形成矩形區(qū)域，在柵極305右側(cè)區(qū)域上方源區(qū)307右側(cè)形成矩形區(qū)域，矩形區(qū)域上表面均與源區(qū)上表面齊平，在矩形區(qū)域沉積電絕緣材料形成隔離物311，以便于步驟410中形成的漏區(qū)電極308和柵極電極310與源區(qū)307隔離開。
[0089]410、如圖4j所示，通過光刻和刻蝕技術(shù)、打開漏區(qū)302及柵極305的電極窗口，在電極窗口和源區(qū)307沉積金屬之后，通過剝離技術(shù)(lift-off)，形成器件的源區(qū)電極309、漏區(qū)電極308以及柵極電極310。
[0090]需要說明的是，如圖4k所示的結(jié)構(gòu)，若所述源區(qū)307與所述口袋層306僅在所述凸體303與所述柵極305之間，且高度不高于柵極305時(shí)，口袋層306的相比與上述結(jié)構(gòu)，大小減少，但是不影響性能，此結(jié)構(gòu)中，源區(qū)307上表面不超過柵極305的上表面，故柵介質(zhì)層第二部分3042可不生成，步驟405不需要執(zhí)行，具體情況可視工藝流程中實(shí)際狀況而定。[0091 ] 需要說明的是，第一種摻雜類型為η型，第二種摻雜類型為P型；或，所述第一種摻雜類型為P型，所述第二種摻雜類型為η型。
[0092]可選的，所述半導(dǎo)體襯底301為體硅、絕緣體上的硅、鍺或II1-V族化合物半導(dǎo)體材料，所述納米線和鰭條為硅、鍺、鍺硅或II1-V族化合物半導(dǎo)體材料，所述口袋層306為硅、鍺、鍺硅或II1-V族化合物半導(dǎo)體材料，所述源區(qū)307為硅、鍺、鍺硅或II1-V族化合物半導(dǎo)體材料，所述柵介質(zhì)層304為二氧化硅、氮化硅、高介電材料或其他介電絕緣材料，所述柵極305為金屬、合金或摻雜的多晶娃。
[0093]可選的，所述電極為鋁或銅或鋁合金或銅合金；所述隔離物311為二氧化硅、氮化硅或氮氧化硅。
[0094]綜上，本發(fā)明實(shí)施例的場(chǎng)效應(yīng)器件，通過形成口袋層，在口袋層表面形成源區(qū)，口袋層與源區(qū)構(gòu)成器件的隧穿結(jié)，因而，具有如下技術(shù)效果:
[0095](I)、該器件采用的是后源取代技術(shù)，即在工藝流程的最后制作源區(qū)，在工藝流程的后面制作口袋層和源區(qū)，使得在制備時(shí)可以選擇多種類型的異質(zhì)隧穿結(jié)，提高了制備源區(qū)異質(zhì)隧穿結(jié)的工程化靈活度；
[0096](2)、該器件中源區(qū)與口袋層組成的隧穿結(jié)和柵介質(zhì)層的接觸面是垂直的，載流子隧穿的方向與柵電場(chǎng)的方向必然一致，該器件屬于線隧穿機(jī)制，柵極電壓控制載流子的隧穿，線隧穿機(jī)制中載流子隧穿的方向與柵電場(chǎng)的方向一致，因此柵極的電壓控制能力得到加強(qiáng)，并且隧穿電流大小還可以通過柵極和隧穿結(jié)的重疊面積進(jìn)行調(diào)控，提高了隧穿效率，另外，線隧穿機(jī)制由于其獨(dú)特的帶間隧穿的量子力學(xué)機(jī)制，可以降低亞閾值擺幅。
[0097]在上述實(shí)施例中，對(duì)各個(gè)實(shí)施例的描述都各有側(cè)重，某個(gè)實(shí)施例中沒有詳細(xì)描述的部分，可以參見其它實(shí)施例的相關(guān)描述。
[0098]需要說明的是，對(duì)于前述的各方法實(shí)施例，為了簡(jiǎn)單描述，故將其都表述為一系列的動(dòng)作組合，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該知悉，本發(fā)明并不受所描述動(dòng)作順序的限制，因?yàn)橐罁?jù)本發(fā)明，某些步驟可以采用其它順序或者同時(shí)進(jìn)行。其次，本領(lǐng)域技術(shù)人員也應(yīng)該知悉，說明書中所描述的實(shí)施例均屬于優(yōu)選實(shí)施例，所涉及的動(dòng)作和模塊并不一定是本發(fā)明所必須的。
[0099]以上所述，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種場(chǎng)效應(yīng)器件，其特征在于，包括: 具有第一種摻雜類型的半導(dǎo)體襯底； 在所述半導(dǎo)體襯底表面形成的、具有第一種摻雜類型的漏區(qū)； 在所述漏區(qū)表面形成的凸體，所述凸體為垂直于所述漏區(qū)表面的、具有第一種摻雜類型的鰭條或者納米線； 在所述凸體以外的漏區(qū)表面形成的柵極，所述柵極高于所述凸體； 在所述柵極與所述漏區(qū)之間和所述柵極與所述凸體之間形成的柵介質(zhì)層； 在所述柵介質(zhì)層和所述凸體組成的結(jié)構(gòu)表面形成的半導(dǎo)體薄膜，作為口袋層； 在所述口袋層表面形成的源區(qū)，所述源區(qū)是第二種摻雜類型的半導(dǎo)體襯底； 所述凸體作為所述漏區(qū)和所述源區(qū)之間的溝道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的場(chǎng)效應(yīng)器件，其特征在于，還包括: 分別在所述源區(qū)、所述漏區(qū)及所述柵極上形成的電極。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的場(chǎng)效應(yīng)器件，其特征在于，所述源區(qū)和所述口袋層組成隧穿結(jié)，所述隧穿結(jié)通過柵極電場(chǎng)控制載流子的隧穿，能夠?qū)崿F(xiàn)器件內(nèi)電流的通和斷。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的場(chǎng)效應(yīng)器件，其特征在于: 所述第一種摻雜類型為η型，所述第二種摻雜類型為P型； 或，所述第一種摻雜類型為P型，所述第二種摻雜類型為η型。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的場(chǎng)效應(yīng)器件，其特征在于: 所述半導(dǎo)體襯底為體硅、絕緣體上的硅、鍺或II1-V族化合物半導(dǎo)體材料，所述納米線和鰭條為硅、鍺、鍺硅或II1-V族化合物半導(dǎo)體材料，所述口袋層為硅、鍺、鍺硅或II1-V族化合物半導(dǎo)體材料，所述源區(qū)為硅、鍺、鍺硅或II1-V族化合物半導(dǎo)體材料，所述柵介質(zhì)層為二氧化硅、氮化硅、高介電材料或其他介電絕緣材料，所述柵極為金屬、合金或摻雜的多S 7:+曰曰性O(shè)
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的場(chǎng)效應(yīng)器件，其特征在于: 所述電極為鋁或銅或鋁合金或銅合金； 所述隔離物為二氧化硅、氮化硅或氮氧化硅。
7.一種如權(quán)利要求1所述的場(chǎng)效應(yīng)器件的制備方法，其特征在于，包括: 在具有第一種摻雜類型的半導(dǎo)體襯底表面形成可替代源薄膜層； 在所述可替代源薄膜層表面沉積硬掩膜層，并通過光刻和刻蝕工藝定義出器件凸體和漏區(qū)的位置，所述凸體為具有第一種摻雜類型的鰭條或者納米線； 以所述硬掩膜層為掩膜，通過反應(yīng)離子刻蝕技術(shù)刻蝕所述可取代源薄膜層和所述半導(dǎo)體襯底，形成所述凸體； 以所述硬掩膜層為掩膜，通過對(duì)所述半導(dǎo)體襯底進(jìn)行第一種摻雜類型的離子注入，并退火激活所述注入離子，形成所述漏區(qū)； 在所形成的結(jié)構(gòu)表面形成柵介質(zhì)層第一部分； 在所述柵介質(zhì)層第一部分之上形成柵極，并刻蝕所述柵極和所述柵介質(zhì)層第一部分，暴露出所述硬掩膜層； 在所述柵極的暴露表面形成柵介質(zhì)層第二部分，并移除所述硬掩模層和所述可替代源薄膜層，所述柵介質(zhì)層第一部分和所述柵介質(zhì)層第二部分組成器件的柵介質(zhì)層； 在所形成的結(jié)構(gòu)表面形成半導(dǎo)體薄膜，作為口袋層； 在所述口袋層表面形成源區(qū)，所述源區(qū)是具有第二種摻雜類型的半導(dǎo)體襯底。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，還包括: 通過光刻和刻蝕技術(shù)打開漏區(qū)和源區(qū)以及柵極的電極窗口，在電極窗口沉積金屬，分別在漏區(qū)和源區(qū)以及柵極上形成電極。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8中所述的場(chǎng)效應(yīng)器件，其特征在于: 所述第一種摻雜類型為η型，所述第二種摻雜類型為P型； 或者，所述第一種摻雜類型為P型，所述第二種摻雜類型為η型。
10.根據(jù)權(quán)利要求7或8中所述的場(chǎng)效應(yīng)器件，其特征在于: 所述可替代源薄膜層為多晶硅、多晶鍺或者其他類似材料，所述硬掩膜層為耐離子刻蝕的材料。
【專利摘要】本發(fā)明實(shí)施例公開了一種場(chǎng)效應(yīng)器件及其制備方法，用于解決現(xiàn)有的隧穿晶體管存在的多種缺陷，本發(fā)明實(shí)施例方法包括：具有第一種摻雜類型的半導(dǎo)體襯底；在半導(dǎo)體襯底表面形成的、具有第一種摻雜類型的漏區(qū)；在漏區(qū)表面形成凸體；在凸體以外的漏區(qū)表面形成的柵極，柵極高于凸體，以及介于柵極與漏區(qū)之間和介于柵極和凸體之間的柵介質(zhì)層；在柵介質(zhì)層和凸體組成的結(jié)構(gòu)表面形成的半導(dǎo)體薄膜，作為口袋層；在口袋層表面形成的源區(qū)，源區(qū)為具有第二種摻雜類型的半導(dǎo)體襯底；凸體作為漏區(qū)和源區(qū)之間的溝道。
【IPC分類】H01L29-739, H01L21-331
【公開號(hào)】CN104617137
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510026477
【發(fā)明人】楊喜超, 趙靜, 張臣雄
【申請(qǐng)人】華為技術(shù)有限公司
【公開日】2015年5月13日
【申請(qǐng)日】2015年1月19日