一种基于氧化物半导体的肖特基电流孔径垂直晶体管

本发明涉及垂直晶体管结构，尤其涉及一种基于氧化物半导体的肖特基电流孔径垂直晶体管。

背景技术：

1、本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

2、目前基于氧化物半导体的薄膜晶体管多为平面结构，其电流密度反比于沟道长度，在3um工艺下，饱和电压较高，电流较低。在3um工艺下，通过引入垂直结构，可将沟道长度降低至亚微米级，可显著提高源漏电流，但在此结构上，其耐压不高，输出电流较难饱和，有明显的短沟道效应。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明提出了一种基于氧化物半导体的肖特基电流孔径垂直晶体管，在器件中引入肖特基接触，利用肖特基源极耗尽沟道，在保持高电流密度的同时，增大输出阻抗，实现较低的饱和电压，有效的降低了短沟道效应。

2、在一些实施方式中，采用如下技术方案：

3、一种基于氧化物半导体的肖特基电流孔径垂直晶体管，包括：

4、一栅极，设置在衬底之上；

5、一栅绝缘层，设置在衬底之上，并将所述栅极包围；

6、一半导体层，设置在所述栅绝缘层之上，肖特基源极在半导体层上间隔设置，半导体层上方自两个相邻的肖特基源极之间穿过，并与漏极接触；

7、每一个肖特基源极与漏极之间设置绝缘层。

8、其中，所述肖特基源极下方与半导体层接触的位置形成耗尽层；利用栅极电压控制所述耗尽层的厚度。

9、作为进一步地方案，肖特基源极与半导体层之间的接触方式为肖特基结、隧穿结或pn结。

10、作为进一步地方案，半导体层上方高于肖特基源极与半导体层接触的界面。

11、作为进一步地方案，相邻两个肖特基源极之间为半导体层；两个相邻的肖特基源极之间由半导体层向上连接至漏极的半导体区域，构成电流垂直通道。

12、作为进一步地方案，所述绝缘层设置在每一个肖特基源极的上方。更进一步地，每一个绝缘层自肖特基源极侧面与半导体层之间穿过并向下延伸至半导体层内部。

13、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

14、(1)本发明基于氧化物半导体的肖特基电流孔径垂直晶体管采用肖特基电极作为漏极，利用栅极电压控制源极下方耗尽层厚度，通过构建电流垂直通道，电流密度明显提高，且输出电阻大，饱和电压低于薄膜晶体管，未出现短沟道效应。

15、(2)本发明基于氧化物半导体的肖特基电流孔径垂直晶体管将源极上方的绝缘层延伸至半导体内部，则可进一步优化器件的亚阈值区域的电流特性，可显著降低电流驼峰。

16、本发明的其他特征和附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本方面的实践了解到。

技术特征：

1.一种基于氧化物半导体的肖特基电流孔径垂直晶体管，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的一种基于氧化物半导体的肖特基电流孔径垂直晶体管，其特征在于，所述肖特基源极下方与半导体层接触的位置形成耗尽层。

3.如权利要求2所述的一种基于氧化物半导体的肖特基电流孔径垂直晶体管，其特征在于，利用栅极电压控制所述耗尽层的厚度。

4.如权利要求1所述的一种基于氧化物半导体的肖特基电流孔径垂直晶体管，其特征在于，肖特基源极与半导体层之间的接触方式为肖特基结、隧穿结或pn结。

5.如权利要求1所述的一种基于氧化物半导体的肖特基电流孔径垂直晶体管，其特征在于，半导体层上方高于肖特基源极与半导体层接触的界面。

6.如权利要求1所述的一种基于氧化物半导体的肖特基电流孔径垂直晶体管，其特征在于，所述两个相邻的肖特基源极之间由半导体层向上连接至漏极的半导体区域，构成电流垂直通道。

7.如权利要求1所述的一种基于氧化物半导体的肖特基电流孔径垂直晶体管，其特征在于，相邻两个肖特基源极之间为半导体层。

8.如权利要求1所述的一种基于氧化物半导体的肖特基电流孔径垂直晶体管，其特征在于，所述绝缘层设置在每一个肖特基源极的上方。

9.如权利要求8所述的一种基于氧化物半导体的肖特基电流孔径垂直晶体管，其特征在于，每一个绝缘层自肖特基源极侧面与半导体层之间穿过并向下延伸至半导体层内部。

技术总结
本发明公开了一种基于氧化物半导体的肖特基电流孔径垂直晶体管，包括：一栅极，设置在衬底之上；一栅绝缘层，设置在衬底之上，并将所述栅极包围；一半导体层，设置在所述栅绝缘层之上，肖特基源极在半导体层上间隔设置，半导体层上方自两个相邻的肖特基源极之间穿过，并与漏极接触；每一个肖特基源极与漏极之间设置绝缘层。本发明基于氧化物半导体的肖特基电流孔径垂直晶体管采用肖特基电极作为漏极，利用栅极电压控制源极下方耗尽层厚度，通过构建电流垂直通道，电流密度明显提高，且输出电阻大，饱和电压低于薄膜晶体管，未出现短沟道效应。

技术研发人员：张嘉炜,刘家信
受保护的技术使用者：山东大学
技术研发日：
技术公布日：2024/5/8