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  • 互补隧道穿透场效应晶体管及其形成方法
互补隧道穿透场效应晶体管及其形成方法
摘要:本发明提出一种互补隧道穿透场效应晶体管,包括:衬底;形成在所述衬底之上的绝缘层;形成在所述绝缘层之上的第一半导体层,其中,第一半导体层包括第一掺杂区和第二掺杂区;形成在第一掺杂区的第一部分之上的第一型TFET垂直结构和形成在第二掺杂区的第一部分之上的第二型TFET垂直结构,第一掺杂区的第二部分与第二掺杂区的第二部分相连以作为互补隧道穿透场效应晶体管的漏极输出端;和形成在第一型TFET垂直结构和第二型TFET垂直结构之间的U型凹槽栅结构。本发明互补隧道穿透场效应晶体管具有U形凹槽结构,NTFET和PTFET分别位于U形凹槽结构的两侧,共用一个栅电极,使得晶体管的集成度显著提升,泄漏电流得到抑制。
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  • 官方信息
  • 购买须知
  • 互补隧道穿透场效应晶体管及其形成方法申请日:2011-04-07
  • 申请号:2011100866161分类号:H01L29/423;H01L29/78;H01L29/06;H01L21/28;H01L21/336;H01L29/423;H01L29/06;H01L29/78;H01L21/28;H01L21/336
  • 主分类号:H01L29/78申请地址:北京市海淀区100084-82信箱
  • 专利类型:发明公开/授权时间:2012-12-19
  • 申请人: 清华大学 法律状态:授权
  • 发明(设计)人: 梁仁荣 许军 王敬 代理机构:北京清亦华知识产权代理事务所(普通合伙)
主权项:
  • 1.一种互补隧道穿透场效应晶体管,其特征在于,包括:衬底;形成在所述衬底之上的绝缘层;形成在所述绝缘层之上的第一半导体层,其中,所述第一半导体层包括第一掺杂区和第二掺杂区;形成在所述第一掺杂区的第一部分之上的第一型TFET垂直结构和形成在所述第二掺杂区的第一部分之上的第二型TFET垂直结构,所述第一掺杂区的第二部分与所述第二掺杂区的第二部分相连以作为所述互补隧道穿透场效应晶体管的漏极输出端;和形成在所述第一型TFET垂直结构和第二型TFET垂直结构之间的U型凹槽栅结构。
  • 2.如权利要求1所述的互补隧道穿透场效应晶体管,其特征在于,所述第一型TFET垂直结构为N型TFET垂直结构,所述第二型TFET垂直结构为P型TFET垂直结构,且所述第一掺杂区为N型掺杂区,所述第二掺杂区为P型掺杂区。
  • 3.如权利要求2所述的互补隧道穿透场效应晶体管,其特征在于,所述N型TFET垂直结构的源极为SiGe合金或者纯Ge,所述P型TFET垂直结构的源极为Si和C原子的化合物Si1-xCx,且C原子的原子比例x为0.1%至7.5%。
  • 4.如权利要求2所述的互补隧道穿透场效应晶体管,其特征在于,所述N型TFET垂直结构的源极与地相连,所述P型TFET垂直结构的源极与电源相连,所述U型凹槽栅结构的栅极输入端作为所述N型TFET垂直结构和P型TFET垂直结构的共同栅极,并且与输入端相连。
  • 5.如权利要求1所述的互补隧道穿透场效应晶体管,其特征在于,所述U型凹槽栅结构包括:U型栅介质层;形成在所述U型栅介质层之上的U型金属栅电极层;和填充在所述U型金属栅电极层之中的多晶硅。
  • 6.一种互补隧道穿透场效应晶体管的形成方法,其特征在于,包括以下步骤:提供衬底;在所述衬底之上形成绝缘层;在所述绝缘层之上形成第一半导体层,并对所述第一半导体层进行掺杂以形成第一掺杂区和第二掺杂区;在所述第一半导体层之上形成第二半导体层;刻蚀所述第二半导体层和所述第一半导体层的一部分以形成U型凹槽;在所述U型凹槽之中形成U型凹槽栅结构;在所述U型凹槽栅结构两侧分别形成第一型TFET垂直结构和第二型TFET垂直结构;刻蚀所述第二半导体层和所述第一半导体层的一部分以暴露所述第一掺杂区的第二部分和所述第二掺杂区的第二部分,其中,所述第一掺杂区的第二部分与所述第二掺杂区的第二部分相连以作为所述互补隧道穿透场效应晶体管的漏极输出端;和形成所述第一型TFET垂直结构和所述第二型TFET垂直结构的源极。
  • 7.如权利要求6所述的互补隧道穿透场效应晶体管的形成方法,其特征在于,所述第一型TFET垂直结构为N型TFET垂直结构,所述第二型TFET垂直结构为P型TFET垂直结构,且所述第一掺杂区为N型掺杂区,所述第二掺杂区为P型掺杂区。
  • 8.如权利要求7所述的互补隧道穿透场效应晶体管的形成方法,其特征在于,所述形成所述N型TFET垂直结构的源极包括:刻蚀所述N型TFET垂直结构的源区以形成源区凹槽;和在所述源区凹槽之中形成SiGe合金或者纯Ge源区。
  • 9.如权利要求7所述的互补隧道穿透场效应晶体管的形成方法,其特征在于,所述形成所述P型TFET垂直结构的源极包括:刻蚀所述P型TFET垂直结构的源区以形成源区凹槽;和在所述源区凹槽之中形成Si和C原子的化合物Si1-xCx源区,且C原子的原子比例x为0.1%至7.5%。
  • 10.如权利要求7所述的互补隧道穿透场效应晶体管的形成方法,其特征在于,还包括:在所述U型凹槽栅结构、所述第一型TFET垂直结构和第二型TFET垂直结构,以及所述第一掺杂区的第二部分和所述第二掺杂区的第二部分之上形成层间介质层;刻蚀所述层间介质层并形成所述U型凹槽栅结构、所述第一型TFET垂直结构的源极和第二型TFET垂直结构的源极的连接线,以及所述漏极输出端的连接线。
  • 11.如权利要求10所述的互补隧道穿透场效应晶体管的形成方法,其特征在于,其中,所述N型TFET垂直结构的源极与地相连,所述P型TFET垂直结构的源极与电源相连,所述U型凹槽栅结构的栅极输入端作为所述N型TFET垂直结构和P型TFET垂直结构的共同栅极,并且与输入端相连。
  • 12.如权利要求7所述的互补隧道穿透场效应晶体管的形成方法,其特征在于,所述U型凹槽栅结构包括:U型栅介质层;形成在所述U型栅介质层之上的U型金属栅电极层;和填充在所述U型金属栅电极层之中的多晶硅。
法律及基本信息

商家信息
持有人:清华大学
联系人:知夫子
联系电话: 登录后查看
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