隧穿场效应晶体管及其制造方法与流程

本申请的实施例涉及隧穿场效应晶体管及其制造方法。

背景技术：

1、电子行业对更小、更快的电子器件的需求日益增长，这些器件能够同时支持更多越来越复杂和复杂的功能。为了满足这些需求，集成电路(ic)行业有制造低成本、高性能和低功耗ic的持续趋势。到目前为止，这些目标在很大程度上是通过减小ic尺寸(例如，最小ic部件尺寸)来实现的，从而提高了生产效率并降低了相关成本。例如，减小ic中晶体管的尺寸(从而减小其尺寸)可以降低操作晶体管所需的电源电压和/或阈值电压。

2、然而，对于金属氧化物半导体场效应晶体管(mosfet)，很难获得较低的阈值电压，因为随着阈值电压的降低，漏电流会增加(有时呈指数级)，mosfet的亚阈值摆动(ss)限制在约60mv/dec。因此，正在探索使用带间隧穿(btbt)的隧穿场效应晶体管，以取代mosfet。尽管现有的tfet和制造这种tfet的方法通常足以满足其预期目的，但它们在所有方面都不完全令人满意。

技术实现思路

1、根据本申请实施例的一个方面，提供了一种隧穿场效应晶体管，包括：栅极堆叠件，设置在半导体层上方，其中，栅极堆叠件包括设置在栅极电介质上方的栅电极；源极和漏极，设置在半导体层中，其中，栅极堆叠件设置在源极和漏极之间，源极具有第一导电类型，并且漏极具有与第一导电类型不同的第二导电类型；以及其中，栅极堆叠件是非对称。

2、根据本申请实施例的另一个方面，提供了一种隧穿场效应晶体管，包括：沟道区，设置在源极和漏极之间；以及栅极堆叠件，设置在沟道区上方，其中，栅极堆叠件包括源极侧栅极电介质、漏极侧栅极电介质和设置在源极侧栅极电介质和漏极侧栅极电介质上方的栅电极，其中，源极侧栅极电介质具有第一介电常数，漏极侧栅极电介质具有第二介电常数；以及源极侧栅极间隔件和漏极侧栅极间隔件，分别与源极侧栅极电介质和漏极侧栅极电介质相邻设置。

3、根据本申请实施例的又一个方面，提供了一种制造隧穿场效应晶体管的方法，包括：形成伪栅极；氧化伪栅极以形成第一氧化物侧壁和第二氧化物侧壁；形成与第一氧化物侧壁和第二氧化物侧壁相邻的栅极间隔件；通过去除伪栅极的剩余部分来形成栅极开口；掩蔽第一氧化物侧壁；在去除第二氧化物侧壁之后，形成栅极电介质层；以及在不掩蔽第一氧化物侧壁之后，在栅极开口中形成栅电极。

技术特征：

1.一种隧穿场效应晶体管，包括：

2.根据权利要求1所述的隧穿场效应晶体管，其中，所述栅极堆叠件的所述栅极电介质具有源极侧栅极电介质和漏极侧栅极电介质，并且所述源极侧栅极电介质不同于所述漏极侧栅极电介质。

3.根据权利要求2所述的隧穿场效应晶体管，其中，所述源极侧栅极电介质具有第一介电常数，所述漏极侧栅极介电常数具有第二介电常数，并且所述第二介电常数不同于所述第一介电常数。

4.根据权利要求2所述的隧穿场效应晶体管，其中，所述源极侧栅极电介质具有第一厚度，所述漏极侧栅极电介质具有第二厚度，并且所述第二厚度不同于所述第一厚度。

5.根据权利要求2所述的隧穿场效应晶体管，其中，所述源极侧栅极电介质形成所述栅极堆叠件的源极侧侧壁，并且所述漏极侧栅极电介质形成所述栅极堆叠件的漏极侧侧壁。

6.根据权利要求1所述的隧穿场效应晶体管，其中，所述栅极堆叠件具有源极侧栅极基脚和漏极侧栅极基脚，其中，所述源极侧栅极基脚包括所述栅电极和所述栅极电介质，并且所述漏极侧栅极基脚包括所述栅极电介质并且没有所述栅电极。

7.一种隧穿场效应晶体管，包括：

8.根据权利要求7所述的隧穿场效应晶体管，其中：

9.根据权利要求7所述的隧穿场效应晶体管，其中，所述源极具有弯曲侧壁，所述漏极具有锥形侧壁。

10.一种制造隧穿场效应晶体管的方法，包括：

技术总结
非对称性可用于调节隧穿场效应晶体管(TFET)的电特性。示例性TFET包括设置在半导体层上方的栅极堆叠件、设置在半导体层中的源极和漏极。栅极堆叠件包括设置在栅极电介质上的栅电极。栅极堆叠件设置在源极和漏极之间。源极具有第一导电类型，漏极具有与第一导电类型不同的第二导电类型。栅极堆叠件是非对称的。例如，栅极堆叠件具有非对称栅极电介质、非对称栅电极、非对称栅极基脚、非对称侧壁或其组合。在一些实施例中，源极和漏极具有非对称轮廓。在一些实施例中，半导体层是半导体鳍，栅极堆叠件包裹半导体鳍。本申请的实施例还公开了隧穿场效应晶体管及其制造方法。

技术研发人员：王贻泓,李怡蓁
受保护的技术使用者：台湾积体电路制造股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/2/10