[发明专利]垂直堆叠的环栅纳米线隧穿场效应晶体管及其制备方法

摘要

本发明提供了一种垂直堆叠的环栅纳米线隧穿场效应晶体管及其制备方法。该制备方法包括：形成纳米线阵列以及环绕纳米线阵列的栅堆叠结构，栅堆叠结构两端具有对应的第一凹口和第二凹口，然后分别在第一凹口和第二凹口中形成高‑k介质侧墙和低‑k介质侧墙，在高‑k介质侧墙与沟道层之间形成重掺杂层，从而通过在源区与沟道层之间插入与源区掺杂类型相反的重掺杂层来提升隧穿几率，利用环栅结构增强栅控能力，源区一侧引入的高‑k介质侧墙能够增大局域电场，垂直方向上堆叠的环栅纳米线能够提高有效隧穿面积，进而显著提升了隧穿场效应晶体管的开启电流；于此同时，在漏区一侧采用低‑k介质侧墙，将有效抑制隧穿场效应晶体管的双向导通特性。

主权项

一种垂直堆叠的环栅纳米线隧穿场效应晶体管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：在衬底(10)的表面交替堆叠沟道层(30)和牺牲层(20)，并在最外层的所述牺牲层(20)上形成掩膜层(40)；从各所述牺牲层(20)的裸露表面开始向内进行刻蚀，使所述牺牲层(20)的两端相对于所述沟道层(30)向内凹入形成第一凹口(220)和第二凹口(230)；刻蚀去除部分所述沟道层(30)和全部所述牺牲层(20)，剩余的所述沟道层(30)形成纳米线阵列；绕所述纳米线阵列的外周形成包括栅极材料和栅介质层(60)的栅堆叠结构，向下刻蚀裸露的栅极材料形成第一凹槽，然后在第一凹槽中形成钝化保护层(160)；在位于所述栅堆叠结构第一端的所述第一凹口中形成高‑k介质侧墙(170)，去除位于所述高‑k介质侧墙(170)之间的部分所述沟道层(30)以形成第三凹口，在所述第三凹口中形成覆盖所述沟道层(30)的重掺杂层(180)，并形成与所述重掺杂层连接的源区(80)；以及在位于所述栅堆叠结构第二端的所述第二凹口(230)中形成低‑k介质侧墙(190)，并形成与所述沟道层(30)连接的漏区(90)。