本發(fā)明屬于微電子領(lǐng)域，具體涉及一種硅基異質(zhì)結(jié)遂穿場(chǎng)效應(yīng)晶體管結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

基于硅基CMOS技術(shù)的現(xiàn)代集成電路隨著CMOS器件的特征尺寸的不斷縮小，在集成度、功耗和器件特性方面不斷進(jìn)步。在CMOS技術(shù)節(jié)點(diǎn)進(jìn)入10納米以后，面臨著工藝與物理特性兩方面的挑戰(zhàn)，鍺材料以其高電子遷移率特性和與硅工藝兼容特性，被認(rèn)為是替代硅作為器件溝道材料的可選項(xiàng)之一，成為當(dāng)前的研究熱點(diǎn)和技術(shù)攻關(guān)的重要方向。另一方面采用遂穿效應(yīng)研制的遂穿場(chǎng)效應(yīng)晶體管(TFET)，以其低功耗、低亞閾值擺副的特點(diǎn)成為存儲(chǔ)器單元應(yīng)用器件的重要研究方向。在此背景下，將硅鍺或者鍺材料用于提高硅基遂穿場(chǎng)效應(yīng)晶體管特性的研究備受科技領(lǐng)域和工業(yè)領(lǐng)域的關(guān)注，成為提高遂穿場(chǎng)效應(yīng)晶體管器件性能的重要技術(shù)突破方向。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提出一種硅基異質(zhì)結(jié)溝道的場(chǎng)效應(yīng)晶體管結(jié)構(gòu)，以提供硅基TFET器件無法達(dá)到的最大飽和電流的同時(shí)，保持器件的電流開關(guān)比。

本發(fā)明提供一種硅基異質(zhì)結(jié)遂穿場(chǎng)效應(yīng)晶體管結(jié)構(gòu)，具體包括：

一N型摻雜的硅半導(dǎo)體層；

一本征的硅基半導(dǎo)體層；

一P型硅鍺過渡層；

一P型鍺半導(dǎo)體層；

一在本征半導(dǎo)體層上生長(zhǎng)的氧化鉿介質(zhì)層；

一在氧化鉿介質(zhì)層上形成的柵金屬電極；

一在P型鍺半導(dǎo)體材料上形成的源電極；

一在N型摻雜的硅半導(dǎo)體層上形成的漏電極。

根據(jù)所述的一種硅基異質(zhì)結(jié)遂穿場(chǎng)效應(yīng)晶體管結(jié)構(gòu)，其特征在于P型硅鍺過渡層厚度為16納米，材料結(jié)構(gòu)為Si_0.8Ge_0.2(4納米)，Si_0.5Ge_0.5(4納米)，Si_0.3Ge_0.7(4納米)，Si_0.2Ge_0.8(4納米)，摻雜濃度為5×10¹⁹cm^-3。

根據(jù)所述的一種硅基異質(zhì)結(jié)遂穿場(chǎng)效應(yīng)晶體管結(jié)構(gòu)，其特征在于P型鍺半導(dǎo)體層的厚度為5納米，摻雜濃度為5×10¹⁹cm^-3。

根據(jù)案所述的一種硅基異質(zhì)結(jié)遂穿場(chǎng)效應(yīng)晶體管結(jié)構(gòu)，其特征在于本征半導(dǎo)體層上的氧化鉿介質(zhì)層厚度為3納米。

根據(jù)所述的一種硅基異質(zhì)結(jié)遂穿場(chǎng)效應(yīng)晶體管結(jié)構(gòu)，其特征在于柵金屬電極為鎢金屬，采用ICP刻蝕的方法在垂直結(jié)構(gòu)側(cè)壁形成金屬電極。

有益效果

通過本方發(fā)明的實(shí)施，本發(fā)明可以通過硅鍺與硅半導(dǎo)體能嗲結(jié)構(gòu)的差異，將源端材料的價(jià)帶提高，高于漏端材料的價(jià)帶，從而實(shí)現(xiàn)PN結(jié)遂穿勢(shì)壘和遂穿距離的減少，提高器件電子遂穿效率，提高器件的最大飽和電流；另一方面，通過PN結(jié)中間加入本征層，降低器件在零偏壓下的泄露電流；從而提高器件的電流開關(guān)比。

附圖說明：

為了全面理解實(shí)施例的優(yōu)勢(shì)，參考圖如下：

圖1：本實(shí)施例的器件結(jié)構(gòu)。

具體實(shí)施例：

下面詳細(xì)討論本發(fā)明實(shí)施例的制造和使用。本實(shí)施例僅僅是說明性的，不能用于限制本發(fā)明的范圍。

本發(fā)明提供一種硅基異質(zhì)結(jié)遂穿場(chǎng)效應(yīng)晶體管結(jié)構(gòu)，具體包括：

一100納米厚度的N型摻雜的硅半導(dǎo)體層(101)；

一在N型摻雜硅半導(dǎo)體層(101)上生長(zhǎng)的10納米厚度的本征的硅基半導(dǎo)體層(102)；

一在本征硅基半導(dǎo)體層(102)上生長(zhǎng)的P型硅鍺過渡層(103)；

一在P型硅鍺過渡層(103)上生長(zhǎng)的P型鍺半導(dǎo)體層(104)；

一在本征半導(dǎo)體層上生長(zhǎng)的氧化鉿介質(zhì)層(105)；

一在氧化鉿介質(zhì)層(105)上形成的柵金屬電極(106)；

一在P型鍺半導(dǎo)體材料(104)上形成的源電極(107)；

一在N型摻雜的硅半導(dǎo)體層(101)上形成的漏電極(108)。

根據(jù)所述的一種硅基異質(zhì)結(jié)遂穿場(chǎng)效應(yīng)晶體管結(jié)構(gòu)，其特征在于P型硅鍺過渡層(103)厚度為16納米，材料結(jié)構(gòu)為Si_0.8Ge_0.2(4納米)，Si_0.5Ge_0.5(4納米)，Si_0.3Ge_0.7(4納米)，Si_0.2Ge_0.8(4納米)，摻雜濃度為5×10¹⁹cm^-3。

根據(jù)所述的一種硅基異質(zhì)結(jié)遂穿場(chǎng)效應(yīng)晶體管結(jié)構(gòu)，其特征在于P型鍺半導(dǎo)體層(104)的厚度為5納米，摻雜濃度為5×10¹⁹cm^-3。

根據(jù)案所述的一種硅基異質(zhì)結(jié)遂穿場(chǎng)效應(yīng)晶體管結(jié)構(gòu)，其特征在于本征半導(dǎo)體層上的氧化鉿介質(zhì)層(105)厚度為3納米。

根據(jù)所述的一種硅基異質(zhì)結(jié)遂穿場(chǎng)效應(yīng)晶體管結(jié)構(gòu)，其特征在于柵金屬電極(106)為鎢金屬，采用ICP刻蝕的方法在垂直結(jié)構(gòu)側(cè)壁形成金屬電極。