[发明专利]一种薄电容耦合晶闸管及薄电容耦合晶闸管的制备方法

说明书

本发明涉及一种薄电容耦合晶闸管及薄电容耦合晶闸管的制备方法，薄电容耦合晶闸管包括：衬底；衬底上包括依次连接的阳极区、n基区、p基区、阴极区；所述P基区为纳米片堆栈部，所述纳米堆栈部形成多个导电沟道，纳米片堆栈部包括；纳米片形成的叠层及位于相邻纳米片之间的支撑结构，支撑结构是第一半导体形成的，纳米片是第二半导体形成的；所述纳米片的宽度大于支撑结构的宽度；环绕式栅极，其环绕于纳米堆栈部周围。薄电容耦合晶体管(TCCT)展现出了明显的开关特性，基于体硅的Fishbone FET设计可以结合TCCT的设计方法，将其设计成为一个电容耦合的晶闸管，这将显著提升器件的开关特性和亚阈值摆幅，同时也可以利用Fishbone FET优异的电流驱动特性提升器件的工作电流，并且体硅与衬底的连接也有利于器件散热问题的解决。

技术领域

本发明涉及半导体领域，尤其涉及一种薄电容耦合晶闸管及薄电容耦合晶闸管制备方法、一种半导体器件。

背景技术

大规模集成电路和芯片的发展促进晶体管向着尺寸不断微缩，电学特性不断优化的趋势发展。而对于大功率集成电路，静电防护和器件的抗击穿特性十分重要。由两个碰撞电离触发的寄生双极晶体管构成的晶闸管具有陡峭的开关特性和较大的电流驱动，这种开关特性应用于集成电路有利于提升器件的亚阈值摆幅，并且单栅控制的电路也可以有效控制器件的开关状态。目前，基于SOI衬底的薄电容耦合晶闸管在DRAM和SRAM的研究中展现了高速、低功耗的特性，这也有利于大规模集成电路的设计。

见图1，对比文件1(Hyun-Jin Cho Nemati,F.Roy,R.Gupta,R.Yang,K.Ershov,M.Banna,S.Tarabbia,M.Sailing.A novel capacitor-less DRAM cell using thincapacitively-coupled thyristor(TCCT)[C]//IEEE Internationalelectron DevicesMeeting.IEEE,2005)中的薄电容耦合晶闸管(TCCT)由晶闸管和栅电容直接连接在p基区的上方，TCCT器件结构结合栅辅助开关的技术解决了传统晶闸管开关速度慢的问题，使TCCT器件能以非常高的速度进行工作。TCCT器件的晶闸管是一个p-n-p-n器件，有三个串联的pn结J1，J2和J3。在器件设计中不同区域的掺杂浓度不同，其中p型阳极区和n型阴极重掺杂，n型基区掺杂浓度降低，这有利于实现高击穿电压，栅极耦合于p型基区，控制器件的开关状态。

而GAA stacked nanosheet FET的研究进展受到了学术界和产业界的广泛关注。不断更新的制备流程和关键工艺，以及优化后的器件结构是新型CMOS器件的热门研究方向。

GAA stacked nanosheet FET具有环栅结构和水平纳米片(NS)作为导电沟道的新型器件。新型的Fishbone FET通过在堆叠纳米片器件增加支撑结构可在基本不影响器件亚阈值特性的情况下，大幅增加驱动电流；可维持源漏施加应力，提升器件迁移率；可不采用复杂的内侧墙工艺，减小器件制备复杂度和电学特性波动性；同时，通过和衬底的连接可以增加导电沟道散热，改善自热效应；可以通过调节支撑结构的宽度和高度调节器件阈值，工艺上也降低了高K介质层和金属栅极的填充要求，有利于实现多阈值调控。

薄电容耦合晶体管(TCCT)展现出了明显的开关特性，基于体硅的Fishbone FET设计可以结合TCCT的设计方法，将其设计成为一个电容耦合的晶闸管，这将显著提升器件的开关特性和亚阈值摆幅，同时也可以利用Fishbone FET优异的电流驱动特性提升器件的工作电流，并且体硅与衬底的连接也有利于器件散热问题的解决。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提出了一种薄电容耦合晶闸管及其制备方法、一种薄电容耦合晶闸管，本发明采用了如下技术方案：

一种薄电容耦合晶闸管，其特征在于：包括：

衬底；

衬底上包括依次连接的阳极区、n基区、p基区、阴极区；