[发明专利]场效应管和半导体器件

权利要求书

1.一种场效应管，其特征在于，包括：

一半导体环柱，所述半导体环柱包括中空的环柱形沟道以及位于所述环柱形沟道两端的源极和漏极，且所述源极所在的半导体环柱一端和/或所述漏极所在的半导体环柱一端沿所述半导体环柱的轴线穿通；

第一栅极，形成于所述环柱形沟道内，并与所述半导体环柱相互绝缘隔离，所述第一栅极通过穿通的所述半导体环柱一端向外引出；以及，

第二栅极，环绕在所述环柱形沟道的外侧，并与所述半导体环柱相互绝缘隔离。

2.如权利要求1所述的场效应管，其特征在于，当所述源极所在的半导体环柱一端和所述漏极所在的半导体环柱一端均沿所述半导体环柱的轴线穿通时，所述第一栅极能够从穿通的所述半导体环柱的两端向外引出。

3.如权利要求1所述的场效应管，其特征在于，所述第一栅极和所述第二栅极在所述半导体环柱以外的区域电性连接在一起，以接收同步栅控信号；或者，所述第一栅极和所述第二栅极相互独立，以接收不同的栅控信号。

4.如权利要求1所述的场效应管，其特征在于，所述第一栅极和所述环柱形沟道之间以及所述第二栅极和所述环柱形沟道之间通过第一介电质层和栅氧层相互绝缘隔离；所述第一栅极分别与所述源极和所述漏极之间通过第二介电质层相互绝缘隔离。

5.如权利要求4所述的场效应管，其特征在于，所述第一栅极和所述第二栅极的材质包括金属、金属氮化物以及多晶硅中的至少一种；所述第一介电质层的材质具有高介电常数；所述第二介电质层的材质具有低介电常数。

6.如权利要求5所述的场效应管，其特征在于，所述源极和所述漏极的外侧壁上还包覆有第三介电质层，所述第三介电质层包括硅氧化物层和/或具有低介电常数的介电材料层。

7.如权利要求6所述的场效应管，其特征在于，所述第一介电质层的相对介电常数为14～25；所述第二介电质层的相对介电常数为2～5。

8.如权利要求7所述的场效应管，其特征在于，所述环柱形沟道的高度大于10nm，所述环柱形沟道的厚度大于5nm；所述源极和所述漏极的高度为10nm～50nm；所述第一介电质层的厚度为1nm～2nm；所述栅氧层的厚度为0.5nm～2nm；所述第二介电质层的厚度大于5nm。

9.如权利要求6所述的场效应管，其特征在于，具有高介电常数的材料包括二氧化铪、二氧化钛或二氧化锆；具有低介电常数的材料包括掺碳和/或掺氟的二氧化硅。

10.一种半导体器件，其特征在于，包括一衬底和如权利要求1至9中任一项所述的场效应管，所述场效应管形成于所述衬底上。