[发明专利]具有隧穿介质层的栅控肖特基结场效应晶体管及形成方法

权利要求书

1.一种具有隧穿介质层的栅控肖特基结场效应晶体管，其特征在于，包括：

衬底；

形成在所述衬底之中的沟道区，所述沟道区为第一半导体材料；

形成在所述衬底中且与所述沟道区的一端相邻的金属源区；

形成在所述金属源区与所述沟道区之间的隧穿介质层，其中，所述金属源区-隧穿介质层-沟道区形成金属-介质-半导体隧穿结，并且该隧穿结具有整流特性；

形成在所述衬底中且与所述沟道区的另一端相邻的漏区，其中，所述漏区为第二半导体材料；和

形成在所述沟道区之上的栅堆叠。

2.如权利要求1所述的具有隧穿介质层的栅控肖特基结场效应晶体管，其特征在于，所述沟道区包括第一导电类型的第一半导体材料，所述漏区包括第一导电类型的第二半导体材料。

3.如权利要求2所述的具有隧穿介质层的栅控肖特基结场效应晶体管，其特征在于，所述第一半导体材料和所述第二半导体材料相同或不相同。

4.如权利要求3所述的具有隧穿介质层的栅控肖特基结场效应晶体管，其特征在于，所述第一半导体材料和所述第二半导体材料为Si、Ge、SiGe、SiC、III-V族半导体材料、碳纳米管或石墨烯的应变或非应变材料。

5.如权利要求2所述的具有隧穿介质层的栅控肖特基结场效应晶体管，其特征在于，所述第一导电类型为N型或P型。

6.如权利要求1所述的具有隧穿介质层的栅控肖特基结场效应晶体管，其特征在于，所述金属源区包括金属、金属合金、金属化合物、金属氮化物、金属硅化物或金属锗化物。

7.如权利要求1所述的具有隧穿介质层的栅控肖特基结场效应晶体管，其特征在于，所述隧穿介质层包括高介电常数介质、氮硅化物、氮锗化物、氧化镧、氧化铪或氧化铝。

8.如权利要求7所述的具有隧穿介质层的栅控肖特基结场效应晶体管，其特征在于，所述隧穿介质层的厚度为0.1nm至10nm。

9.一种具有隧穿介质层的栅控肖特基结场效应晶体管的形成方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供衬底；

在所述衬底之上形成栅堆叠，并在所述栅堆叠两侧形成一层或多层侧墙；

对所述衬底进行注入以在所述衬底中形成沟道区，以及与所述沟道区一端相邻的源区和与所述沟道区另一端相邻的漏区；

刻蚀所述源区以形成源区凹槽；

在所述源区凹槽之中淀积形成隧穿介质层；和

所述隧穿介质层之上及在所述源区凹槽之中填充金属以形成金属源极，其中，所述金属源区-隧穿介质层-沟道区形成金属-介质-半导体隧穿结，并且该隧穿结具有整流特性。

10.如权利要求9所述的具有隧穿介质层的栅控肖特基结场效应晶体管的形成方法，其特征在于，所述沟道区为第一半导体材料，所述漏区为第二半导体材料。

11.如权利要求10所述的具有隧穿介质层的栅控肖特基结场效应晶体管的形成方法，其特征在于，所述沟道区包括第一导电类型的第一半导体材料，所述漏区包括第一导电类型的第二半导体材料。

12.如权利要求10所述的具有隧穿介质层的栅控肖特基结场效应晶体管的形成方法，其特征在于，所述第一半导体材料和所述第二半导体材料相同或不相同。

13.如权利要求10所述的具有隧穿介质层的栅控肖特基结场效应晶体管的形成方法，其特征在于，所述第一半导体材料和所述第二半导体材料为Si、Ge、SiGe、SiC、III-V族半导体材料、碳纳米管或石墨烯的应变或非应变材料。

14.如权利要求11所述的具有隧穿介质层的栅控肖特基结场效应晶体管的形成方法，其特征在于，所述第一导电类型为N型或P型。

15.如权利要求9所述的具有隧穿介质层的栅控肖特基结场效应晶体管的形成方法，其特征在于，所述金属源区包括金属、金属合金、金属化合物、金属氮化物、金属硅化物或金属锗化物。

16.如权利要求9所述的具有隧穿介质层的栅控肖特基结场效应晶体管的形成方法，其特征在于，所述隧穿介质层包括高介电常数介质、氮硅化物、氮锗化物、氧化镧、氧化铪或氧化铝。