[发明专利]优化的L型隧穿场效应晶体管及其制备方法

权利要求书

1.一种优化的L型隧穿场效应晶体管的制备方法，该晶体管包括SOI衬底(1)、隔离槽(2)、源区(3)、沟道区(4)、漏区(6)、栅区(5)及导电层(7)；隔离槽(2)位于SOI衬底(1)的两侧；源区(3)、沟道区(4)和漏区(6)位于SOI衬底的上表面；栅区(5)位于沟道区(4)的上侧；其特征在于，制备步骤包括如下：

1)依次制备包括底层硅、氧化物埋层和顶层硅的SOI衬底；

2)在顶层硅的两侧刻蚀，形成浅沟槽隔离区，并进行氧化物淀积，形成隔离槽；

3)在顶层硅表面刻蚀，形成源区凹槽，在300℃～600℃的条件下，外延淀积锗材料填充源区凹槽，同时在锗中通入硼掺杂气体对源区进行原位掺杂，形成P型源区；

4)在顶层硅表面刻蚀，形成L型凹槽结构，外延淀积本征硅半导体层形成L型沟道层；

5)在本征硅半导体层表面生长异质栅介质层，淀积多晶硅形成栅区；

6)在顶层硅表面与栅区右边界间隔四分之一栅长或二分之一栅长或四分之三栅长处采用光刻工艺形成漏区图形，利用离子注入工艺在漏区注入剂量为3e14～9e15的砷离子，其注入能量为30～50keV，再退火激活杂质，形成掺杂浓度为10¹⁸～10²⁰cm^-3的N型漏区；

7)在源区、漏区和栅区光刻引线窗口，淀积金属，光刻引线，形成源电极、漏电极和栅电极，最终完成优化的L型隧穿场效应晶体管的制备。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2)中在顶层硅的两侧刻蚀，形成浅沟槽隔离区，按如下步骤进行：

2a)在SOI衬底顶层硅表面生长SiO₂以形成第一SiO₂层，再在该层表面生长第一Si₃N₄层，形成第一保护层；

2b)利用光刻工艺在第一保护层上形成浅沟槽隔离区图形；

2c)利用干法刻蚀工艺在浅沟槽隔离区图形处刻蚀，形成浅沟槽隔离区，刻蚀深度为顶层硅厚度。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3)中在顶层硅的表面刻蚀，形成源区凹槽，按如下步骤进行：

3a)在顶层硅表面生长SiO₂以形成第二SiO₂层，再在该层表面生长第二Si₃N₄层，形成第二保护层；

3b)利用光刻工艺在第二保护层上形成源区图形；

3c)利用干法刻蚀工艺在源区图形处刻蚀，形成源区凹槽。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3)在锗中通入硼掺杂气体对源区进行原位掺杂，其剂量为3e14～5e15，掺杂浓度为10¹⁸cm^-3～10²⁰cm^-3。

5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤4)中在顶层硅表面刻蚀，形成L型凹槽结构，按如下步骤进行：

4a)在顶层硅表面生长SiO₂形成第三SiO₂层，在该层表面生长第三Si₃N₄层，形成第三保护层；

4b)对第三保护层进行光刻，形成L型凹槽区域图形；

4c)利用干法刻蚀工艺在凹槽区域图形处刻蚀，形成L型凹槽结构。

6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤5)中在本征硅半导体层表面生长异质栅介质层，是先利用化学气相淀积工艺在L型本征硅沟道层表面淀积高K栅介质；再利用选择性刻蚀工艺刻蚀掉沟道层表面的横向高K栅介质；然后利用化学气相淀积工艺在沟道层表面淀积低K栅介质形成异质栅介质层。