[发明专利]一种基于复合衬底的场效应晶体管及其制作方法

说明书

本发明公开了一种基于复合衬底的场效应晶体管及其制作方法，场效应晶体管包括：基础衬底、复合衬底、单晶硅层、介电层、源极区域、漏极区域和栅极区域；基础衬底的表面依次层叠复合衬底、单晶硅层和介电层；复合衬底包括金刚石层和多晶硅层，金刚石层与基础衬底接触，多晶硅层与单晶硅层接触；单晶硅层的两端分别设置有源极掺杂区和漏极掺杂区，源极掺杂区的上方设有源极区域，漏极掺杂区的上方设有漏极区域；介电层设置在单晶硅层的表面；源极区域设置在源极掺杂区的上方的介质层，漏极区域设置在漏极掺杂区的上方的介质层，单晶硅层的未掺杂区的上方的介电层设置有栅极区域。本发明实施例中能够有效降低晶体管场效应管的工艺制造难度。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其是涉及一种基于复合衬底的场效应晶体管及其制作方法。

背景技术

伴随着5G时代的到来，半导体及微电子领域的飞速发展，使得人们对于器件性能及速度的需求越来越大。基于以往的经验，集成电路的发展，主要通过减小晶体管尺寸，提高单位面积芯片内的晶体管数量来实现。但是随着集成电路制程发展，芯片内部晶体管数量的增多导致功率密度急剧上升，芯片平均温度升高，甚至引起芯片的局部过热，进一步提升集成电路的性能变得愈加困难。集成电路中的热主要由晶体管等有源器件运算时产生。由于发热量增大，温度不断上升，从而引起互连线的电迁移现象、晶体管运行效率下降以及漏电功率提高。同时芯片制造的可靠性问题也会因为温度的上升而更加严重。因此，散热问题已经成为制约集成电路性能进一步提升的瓶颈。

现有的场效应晶体管采用单一金刚石作为场效应晶体管的散热衬底，以解决场效应晶体管工作时的热集中问题，但是现有的场效应晶体管采用单一金刚石作为场效应管的散热衬底，由于金刚石的打孔工艺不成熟，随着金刚石厚度的增加，打孔的难度逐渐增加，而且难以在金刚石的表面进行抛光，导致现有的场效应晶体管的工艺制造难度较大。

发明内容

本发明提供了一种基于复合衬底的场效应晶体管及其制作方法，以解决现有的场效应晶体管的工艺制造难度较大的技术问题。

本发明的一个实施例提供了一种基于复合衬底的场效应晶体管，包括：

基础衬底、复合衬底、单晶硅层、介电层、源极区域、漏极区域和栅极区域；

所述基础衬底的表面依次层叠所述复合衬底、所述单晶硅层和所述介电层；

所述复合衬底包括金刚石层和多晶硅层，所述金刚石层与所述基础衬底接触，所述多晶硅层与所述单晶硅层接触；

所述单晶硅层的两端分别设置有源极掺杂区和漏极掺杂区，所述源极掺杂区的上方设有源极区域，所述漏极掺杂区的上方设有漏极区域；

所述介电层设置在所述单晶硅层的表面；

所述源极区域设置在所述源极掺杂区的上方的介质层，所述漏极区域设置在所述漏极掺杂区的上方的介质层，所述源极区域和所述漏极区域之间的单晶硅层的未掺杂区的上方的介电层设置有所述栅极区域。

进一步的，所述场效应晶体管还包括隔离层，所述隔离层穿透所述单晶硅层和所述多晶硅层与所述金刚石层接触。

进一步的，所述源极区域和所述漏极区域之间的单晶硅层的未掺杂区的上方的介电层的长度大于所述栅极区域的长度，所述源极掺杂区的长度大于所述源极区域的长度，所述漏极掺杂区的长度大于所述漏极区域的长度，且所述栅极区域不与所述漏极区域和所述源极区域连接。

进一步的，所述金刚石层包括单晶结构金刚石层和多晶结构金刚石层的其中一种。

本发明实施例提供了一种如上述的场效应晶体管的制作方法，包括：

提供一基础衬底，在所述基础衬底的表面通过外延形成金刚石层，在所述金刚石层的表面通过外延生成多晶硅层；