[发明专利]基于垂直隧穿的场效应晶体管、生物传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种基于垂直隧穿的场效应晶体管的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)提供一SOI衬底，所述SOI衬底包括底层硅、埋氧层以及顶层硅；

2)减薄所述顶层硅至第一厚度，并采用光刻工艺定义出硅纳米线沟道图形以及连接于所述硅纳米线沟道图形两端的源区图形及漏区图形；

3)采用刻蚀工艺将所述硅纳米线沟道图形、源区图形及漏区图形转移至所述顶层硅上，并向所述源区图形对应的位置进行第一导电类型的离子注入，向所述漏区图形对应的位置进行第二导电类型的离子注入，以形成硅纳米线沟道、源区及漏区；

4)减薄所述源区至第二厚度，并于部分所述源区的表面以及所述纳米线沟道的表面形成一层连续的介质层；以及

5)于裸露的所述源区的表面制作源电极，于所述漏区表面制作漏电极，于所述底层硅远离所述埋氧层一侧的表面或所述硅纳米线沟道周围裸露的所述埋氧层上制作栅电极。

2.根据权利要求1所述的基于垂直隧穿的场效应晶体管的制备方法，其特征在于，步骤2)中，采用热氧化及氢氟酸腐蚀的工艺对所述顶层硅进行氧化减薄，所述第一厚度的范围包括20～40nm。

3.根据权利要求1所述的基于垂直隧穿的场效应晶体管的制备方法，其特征在于，步骤3)中，形成的所述硅纳米线沟道的宽度的范围包括20～100nm。

4.根据权利要求1所述的基于垂直隧穿的场效应晶体管的制备方法，其特征在于，步骤3)中，所述第一导电类型的离子包括磷离子，离子注入的注入能量包括1.5～3KeV，注入剂量包括1×1014～5×1014cm-2；所述第二导电类型的离子包括硼离子，离子注入的注入能量包括0.8～2KeV，注入剂量包括2×1014～6×1014cm-2。

5.根据权利要求1所述的基于垂直隧穿的场效应晶体管的制备方法，其特征在于，步骤3)中，所述第一导电类型的离子注入后的离子浓度范围包括1×1020cm-3～5×1020cm-3，所述第二导电类型的离子注入后的离子浓度范围包括1×1020cm-3～5×1020cm-3。

6.根据权利要求1所述的基于垂直隧穿的场效应晶体管的制备方法，其特征在于，步骤4)中，采用氨水、双氧水和水构成的混合溶液减薄所述源区，其中，所述混合溶液的温度范围控制在40～80℃，所述第二厚度的范围包括8～12nm。

7.根据权利要求1所述的基于垂直隧穿的场效应晶体管的制备方法，其特征在于，步骤4)中，所述介质层的厚度范围包括5～30nm；所述介质层包括高K介质层，所述高K介质层的材料包括氧化铝及氧化铪中的至少一种。

8.根据权利要求1～7中任意一项所述的基于垂直隧穿的场效应晶体管的制备方法，其特征在于，步骤4)中，形成所述介质层之前还包括步骤：于所述介质层和所述源区之间以及所述介质层和所述沟纳米线沟道之间形成一层连续的掺杂层。