[发明专利]超陡平均亚阈值摆幅鳍式隧穿场效应晶体管及其制备方法

摘要

本发明公开了一种超陡平均亚阈值摆幅鳍式隧穿场效应晶体管及其制备方法。本发明的隧穿场效应晶体管包括：衬底、源区内层、源区外层、栅叠层、漏区和沟道区内层和沟道区外层；本发明的超陡平均亚阈值摆幅鳍式隧穿场效应晶体管通过器件结构显著改善了器件转移特性，有效降低了器件的平均亚阈斜率，同时保持了陡直的最小亚阈斜率；本发明制备工艺简单，制备方法完全基于标准的CMOS IC工艺，能有效地在CMOS集成电路中集成TFET器件，还可以利用标准工艺制备由TFET组成的低功耗集成电路，极大地降低了生产成本，简化了工艺流程。

主权项

1.一种超陡平均亚阈值摆幅鳍式隧穿场效应晶体管，其特征在于，所述隧穿场效应晶体管包括：衬底、源区内层、源区外层、栅叠层、漏区和沟道区内层和沟道区外层；其中，所述衬底包括绝缘层以及绝缘层上的第一半导体材料；刻蚀第一半导体材料在绝缘层上形成鳍式结构内层以及分别形成在鳍式结构内层两端的第一引出端内层和第二引出端内层；对第一引出端内层以及与第一引出端内层相连接的鳍式结构内层的一部分进行第一次源区离子注入，形成源区内层，所述源区内层包括第一引出端内层以及延伸至与第一引出端内层相连接的鳍式结构内层的一部分；在鳍式结构内层及两端的引出端上外延生长第二半导体材料，在鳍式结构内层上形成覆盖鳍式结构内层的鳍式结构外层，以及分别覆盖在第一和第二引出端内层上的第一和第二引出端外层；在鳍式结构外层的表面形成栅叠层，栅叠层不覆盖鳍式结构外层的两端边缘；对第一引出端外层以及与第一引出端外层相连接的鳍式结构外层的边缘进行第二次源区离子注入，形成源区外层，所述源区外层包括第一引出端外层以及与第一引出端外层相连接的鳍式结构外层的边缘，源区内层和源区外层共同构成源区；所述源区内层沿沟道方向的长度大于源区外层沿沟道方向的长度为L1；对第二引出端外层和内层以及与第二引出端外层相连接的鳍式结构外层和内层的边缘进行离子注入，在第二引出端外层和内层以及与第二引出端外层和内层相连接的鳍式结构外层和内层的边缘形成漏区；位于源区内层和漏区之间的鳍式结构内层形成沟道区内层，以及位于源区外层和漏区之间的鳍式结构外层形成沟道区外层，沟道区内层沿沟道方向的长度小于沟道区外层沿沟道方向的长度为L1；所述第二半导体材料的禁带宽度大于第一半导体材料的禁带宽度。