[发明专利]具有准同轴电缆结构的隧穿晶体管及其形成方法

权利要求书

1.一种具有准同轴电缆结构的隧穿晶体管，其特征在于，包括：

具有第一掺杂类型的半导体衬底，所述半导体衬底为源区或漏区；

形成在所述半导体衬底上的具有第二掺杂类型的垂直半导体柱，所述半导体柱为漏区或源区；

形成在所述半导体衬底上、环绕所述半导体柱侧壁的沟道区；和

形成在所述半导体衬底上、环绕所述沟道区侧壁的栅结构。

2.如权利要求1所述的具有准同轴电缆结构的隧穿晶体管，其特征在于，所述半导体柱的材料包括：Ge、SiGe、或者III-V族材料。

3.如权利要求1所述的具有准同轴电缆结构的隧穿晶体管，其特征在于，所述沟道区为外延形成，所述沟道区的厚度小于10nm。

4.如权利要求1所述的具有准同轴电缆结构的隧穿晶体管，其特征在于，所述沟道区的顶部低于所述半导体柱的顶部，所述栅结构的顶部低于或平齐于所述沟道区的顶部。

5.如权利要求1所述的具有准同轴电缆结构的隧穿晶体管，其特征在于：

所述半导体柱为P型重掺杂，所述沟道区为P型弱掺杂、N型弱掺杂或者本征，所述半导体衬底为N型重掺杂；或者

所述半导体柱为N型重掺杂，所述沟道区为N型弱掺杂、P型弱掺杂或者本征，所述半导体衬底为P型重掺杂。

6.一种具有准同轴电缆结构的隧穿晶体管的形成方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供半导体衬底，对所述半导体衬底进行第一类型掺杂以形成源区或漏区；

在所述半导体衬底上形成垂直半导体柱，对所述半导体柱进行第二类型掺杂以形成柱状的漏区或源区；

环绕所述半导体柱的侧壁形成沟道区；

环绕所述沟道区的侧壁形成栅结构。

7.如权利要求6所述的具有准同轴电缆结构的隧穿晶体管的形成方法，其特征在于，形成所述垂直半导体柱包括：在所述半导体衬底上生长半导体纳米线或纳米带，以形成所述垂直半导体柱。

8.如权利要求6所述的具有准同轴电缆结构的隧穿晶体管的形成方法，其特征在于，所述半导体柱的材料包括：Ge、SiGe、或者III-V族材料。

9.如权利要求6所述的具有准同轴电缆结构的隧穿晶体管的形成方法，其特征在于，形成所述源区、漏区和沟道区包括：

对所述半导体衬底进行N型重掺杂以形成所述源区或漏区，对所述半导体柱进行P型重掺杂以形成所述柱状的漏区或源区，以及对所述沟道区进行P型弱掺杂、N型弱掺杂或者本征以形成所述沟道区；或者

对所述半导体衬底进行P型重掺杂以形成所述源区或漏区，对所述半导体柱进行N型重掺杂以形成所述柱状的漏区或源区，以及对所述沟道区进行P型弱掺杂、N型弱掺杂或者本征以形成所述沟道区。

10.如权利要求6所述的具有准同轴电缆结构的隧穿晶体管的形成方法，其特征在于，形成所述沟道区包括：

在所述半导体衬底和所述半导体柱表面形成沟道层；

在所述沟道层上形成第一掩膜层，所述第一掩膜层的顶部低于所述半导体柱的顶部，以暴露形成在所述半导体柱顶部的部分沟道层；

刻蚀暴露的所述部分沟道层；

去除所述第一掩膜层；和

去除形成在所述半导体衬底上的所述沟道层，以使环绕在所述半导体柱侧壁的所述沟道层形成为沟道区，所述沟道区的顶部低于所述半导体柱的顶部。

11.如权利要求10所述的具有准同轴电缆结构的隧穿晶体管的形成方法，其特征在于，在所述半导体衬底和所述半导体柱表面外延形成所述沟道层，所述沟道层的厚度小于10nm。