[实用新型]一种TFET器件

说明书

本实用新型涉及一种TFET器件，包括：衬底材料101；Ge外延层102，设置于所述衬底材料101表面；GeSn外延层103，设置于所述Ge外延层102表面；栅介质层104，设置于所述GeSn外延层103表面；栅极材料层105，设置于所述栅介质层104表面；源区106和漏区107，分别设置于所述GeSn外延层103两侧。本实用新型提供的TFET器件利用Ge层和GeSn外延层，具有较高的驱动电流；本实用新型提供的TFET器件较于传统MOS器件，该结构亚阈效应小，可以有效地解决短沟效应；相对于传统Si材料，GeSn材料的载流子迁移率提高了数倍，从而提高了TFET器件的电流驱动与频率特性。

技术领域

本实用新型涉及半导体器件技术领域，特别涉及一种TFET器件。

背景技术

近年来，以硅集成电路为核心的微电子技术得到了迅速的发展，集成电路芯片的发展基本上遵循摩尔定律，即：当价格不变时，约每隔18个月，集成电路单位面积上晶体管的数目便会增加一倍，性能也将提升一倍。摩尔定律提出后的半个世纪的时间里，集成电路一直沿着这条定律向前发展。这一定律揭示了信息技术进步的速度。然而，随着微电子技术的发展，常规的硅基CMOS晶体管按比例缩小已变得越来越困难。而且，现今利用MOSFET制造的大多数电子产品，出现以下主要问题：第一，由于 MOSFET沟道缩短导致漏电变大，即使关机或待机中也会不断消耗电力。第二，传统MOSFET受物理机制的限制，其亚阈值摆幅较高。

为了能将MOSFET器件应用在超低压低功耗领域，采用新型导通机制而获得超陡亚阈值斜率的器件结构和工艺制备方法已经成为小尺寸器件下大家关注的焦点。近些年来研究者们提出了一种可能的解决方案，就是采用隧穿场效应晶体管(TFET)。TFET不同于传统MOSFET，其源漏掺杂类型相反，利用栅极控制反向偏置的P-I-N结的带带隧穿实现导通，能突破传统 MOSFET亚阈值斜率60mV/dec的限制，并且其漏电流非常小。TFET具有低漏电流、低亚阈值斜率、低工作电压和低功耗等诸多优异特性，但由于受源结隧穿几率和隧穿面积的限制，TFET面临着开态电流小的问题，远远比不上传统MOSFET器件，极大限制了TFET器件的应用。

实用新型内容

因此，为解决现有技术存在的技术缺陷和不足，本实用新型提出一种 TFET器件。

具体地，本实用新型一个实施例提出的一种TFET器件，包括：

衬底材料101；

Ge外延层102，设置于所述衬底材料101表面；

GeSn外延层103，设置于所述Ge外延层102表面；

栅介质层104，设置于所述GeSn外延层103表面；

栅极材料层105，设置于所述栅介质层104表面；

源区106和漏区107，分别设置于所述GeSn外延层103两侧。

其中，所述衬底材料101为N型单晶硅。

在本实用新型的一个实施例中，所述N型单晶硅的掺杂浓度为5× 10¹⁸cm^-3。

在本实用新型的一个实施例中，所述Ge外延层102的厚度为 200～300nm。

在本实用新型的一个实施例中，所述GeSn外延层103为N型掺杂，掺杂离子为P⁺离子，掺杂浓度为1×10¹⁵cm^-2。