提供的形成方法形成的隧穿場效應晶體管中，具有第二溝道區(qū)270， 由于第二溝道區(qū)270同時環(huán)繞第一慘雜區(qū)210b、第一溝道區(qū)22化和第二慘雜區(qū)230b，其 長度顯著增加，因此增加了晶體管的隧穿路徑，并且第二溝道區(qū)270完全覆蓋第一慘雜區(qū) 21化和第一溝道區(qū)22化的側(cè)面，并至少覆蓋第二慘雜區(qū)23化的部分側(cè)面，因此，第二溝道 區(qū)270的面積較大，增加了隧穿面積，在隧穿路徑和隧穿面積都增大的情況下，隧穿場效應 晶體管的性能得到提高。
[0117] 本發(fā)明實施例還提供了一種隧穿場效應晶體管，請結(jié)合參考圖10和圖11。
[0118] 所述隧穿場效應晶體管包括半導體襯底200。位于半導體襯底200上的第一半導 體層210c，第一半導體層210c具有第一慘雜類型。位于第一半導體層210c中的環(huán)形溝槽 260。位于第一半導體層210c上且被環(huán)形溝槽260環(huán)繞的第一慘雜區(qū)210b，第一慘雜區(qū) 21化具有第一慘雜類型。位于第一慘雜區(qū)21化上的第一溝道區(qū)22化。
[0119] 位于第一溝道區(qū)22化上的第二慘雜區(qū)23化，第二慘雜區(qū)23化具有第二慘雜類型。 位于第二慘雜區(qū)23化、第一溝道區(qū)22化和第一慘雜區(qū)21化側(cè)面和環(huán)形溝槽260底部的第 二溝道區(qū)270。位于環(huán)形溝槽260中的柵極29化。位于第二溝道區(qū)270與柵極29化之間 的柵介質(zhì)層280。
[0120] 本實施例中，第一慘雜區(qū)21化的慘雜濃度范圍可W為lE19atom/cm3~lE21atom/ cm 3,第二慘雜區(qū)230b的慘雜濃度范圍可W為lE19atom/cm3~lE21atom/cm3。
[0121]本實施例中，第一慘雜區(qū)21化的厚度范圍可W為50A~600A，第二慘雜區(qū)23化 的厚度范圍為20A~500A。本實施例中，第一溝道區(qū)22化的材料可W包括娃、錯、錯化娃 或者神化鋼，第二溝道區(qū)270的材料可W包括娃、錯、錯化娃或者神化鋼。本實施例中，柵極 290b的厚度范圍可W為20A~500A。
[0122] 本實施例所提供的隧穿場效應晶體管可W由上述實施例的形成方法形成，因此， 隧穿場效應晶體管各部分的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)可參考W上實施例相應內(nèi)容。
[0123] 需要說明的是，在本發(fā)明的其它實施例中，也可W采用其它方法形成所述隧穿場 效應晶體管。
[0124] 雖然本發(fā)明披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本 發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動與修改，因此本發(fā)明的保護范圍應當W權(quán)利要求所 限定的范圍為準。
【主權(quán)項】
1. 一種隧穿場效應晶體管的形成方法，其特征在于，包括： 提供半導體襯底； 在所述半導體襯底上形成第一摻雜類型的第一半導體層； 在所述第一半導體層上形成第二半導體層； 在所述第二半導體層上形成第二摻雜類型的第三半導體層； 蝕刻所述第三半導體層直至形成第二摻雜區(qū)； 蝕刻所述第二半導體層直至形成第一溝道區(qū)； 蝕刻部分所述第一半導體層直至形成第一摻雜區(qū)，并同時形成環(huán)繞所述第一摻雜區(qū)的 環(huán)形溝槽； 在所述環(huán)形溝槽的底部以及所述第一摻雜區(qū)、第一溝道區(qū)和第二摻雜區(qū)的側(cè)面形成第 二溝道區(qū)； 在所述第二溝道區(qū)的表面形成柵介質(zhì)層； 填充所述環(huán)形溝槽形成柵極。
2. 如權(quán)利要求1所述的隧穿場效應晶體管的形成方法，其特征在于，所述第一溝道區(qū) 的厚度范圍為10A~500A，所述第二溝道區(qū)的厚度范圍為10A~500A。
3. 如權(quán)利要求1所述的隧穿場效應晶體管的形成方法，其特征在于，所述第一半導體 層的摻雜濃度范圍為lE19atom/cm3~lE21atom/cm3,所述第三半導體層的摻雜濃度范圍為 lE19atom/cm3 ~lE21atom/cm3。
4. 如權(quán)利要求1所述的隧穿場效應晶體管的形成方法，其特征在于，所述第一半導體 層的厚度范圍為100人~1000A,所述第三半導體層的厚度范圍為20A~500A。
5. 如權(quán)利要求1所述的隧穿場效應晶體管的形成方法，其特征在于，所述第一溝道區(qū) 的材料包括硅、鍺、鍺化硅或者砷化銦，所述第二溝道區(qū)的材料包括硅、鍺、鍺化硅或者砷化 銦。
6. 如權(quán)利要求1所述的隧穿場效應晶體管的形成方法，其特征在于，所述柵極的厚度 范圍為20A~500A。
7. 如權(quán)利要求1所述的隧穿場效應晶體管的形成方法，其特征在于，蝕刻所述第三半 導體層直至形成所述第二摻雜區(qū)的過程包括： 在所述第三半導體層上形成墊氧化層； 在所述墊氧化層上形成帽蓋層； 在所述帽蓋層上形成掩膜層； 以所述掩膜層為掩模，對所述帽蓋層、墊氧化層和第三半導體層進行蝕刻。
8. 如權(quán)利要求7所述的隧穿場效應晶體管的形成方法，其特征在于，填充所述環(huán)形溝 槽形成所述柵極的過程包括： 采用柵材料層填充所述環(huán)形溝槽并覆蓋所述帽蓋層； 對所述柵材料層進行平坦化直至暴露所述帽蓋層表面； 對平坦化后的柵材料層進行回蝕刻形成所述柵極。
9. 如權(quán)利要求7所述的隧穿場效應晶體管的形成方法，其特征在于，所述墊氧化層的 厚度范圍為丨〇A~200A,所述帽蓋層的厚度范圍為丨00A~丨oooA。
10. -種隧穿場效應晶體管，其特征在于，包括： 半導體襯底； 位于所述半導體襯底上的第一半導體層，所述第一半導體層具有第一摻雜類型； 位于所述第一半導體層中的環(huán)形溝槽； 位于所述第一半導體層上且被所述環(huán)形溝槽環(huán)繞的第一摻雜區(qū)，所述第一摻雜區(qū)具有 第一摻雜類型； 位于所述第一摻雜區(qū)上的第一溝道區(qū)； 位于所述第一溝道區(qū)上的第二摻雜區(qū)，所述第二摻雜區(qū)具有第二摻雜類型； 位于所述第二摻雜區(qū)、第一溝道區(qū)和第一摻雜區(qū)側(cè)面和所述環(huán)形溝槽底部的第二溝道 區(qū)； 位于所述環(huán)形溝槽中的柵極； 位于所述第二溝道區(qū)與所述柵極之間的柵介質(zhì)層。
11. 如權(quán)利要求10所述的隧穿場效應晶體管，其特征在于，所述第一溝道區(qū)的厚度范 圍為1.0A~500A,所述第二溝道區(qū)的厚度范圍為10人~500人。
12. 如權(quán)利要求10所述的隧穿場效應晶體管，其特征在于，所述第一摻雜區(qū)的摻雜濃 度范圍為lE19atom/cm3~lE21atom/cm3,所述第二摻雜區(qū)的摻雜濃度范圍為lE19atom/ cm3 ~lE21atom/cm3。
13. 如權(quán)利要求10所述的隧穿場效應晶體管，其特征在于，所述第一摻雜區(qū)的厚度范 圍為50人~600人，所述第二摻雜區(qū)的厚度范圍為20人~500A。
14. 如權(quán)利要求10所述的隧穿場效應晶體管，其特征在于，所述第一溝道區(qū)的材料包 括娃、鍺、鍺化娃或者砷化銦，所述第二溝道區(qū)的材料包括娃、鍺、鍺化娃或者砷化銦。
15. 如權(quán)利要求10所述的隧穿場效應晶體管，其特征在于，所述柵極的厚度范圍為 2〇A~50〇A。
【專利摘要】一種隧穿場效應晶體管及其形成方法，所述隧穿場效應晶體管包括：半導體襯底；位于所述半導體襯底上的第一半導體層，所述第一半導體層具有第一摻雜類型；位于所述第一半導體層中的環(huán)形溝槽；位于所述第一半導體層上且被所述環(huán)形溝槽環(huán)繞的第一摻雜區(qū)，所述第一摻雜區(qū)具有第一摻雜類型；位于所述第一摻雜區(qū)上的第一溝道區(qū)；位于所述第一溝道區(qū)上的第二摻雜區(qū)，所述第二摻雜區(qū)具有第二摻雜類型；位于所述第二摻雜區(qū)、第一溝道區(qū)和第一摻雜區(qū)側(cè)面和所述環(huán)形溝槽底部的第二溝道區(qū)；位于所述環(huán)形溝槽中的柵極；位于所述第二溝道區(qū)與所述柵極之間的柵介質(zhì)層。所述隧穿場效應晶體管隧穿路徑和隧穿面積都增大的，因此隧穿場效應晶體管的性能得到提高。
【IPC分類】H01L29-08, H01L29-78, H01L21-336
【公開號】CN104701374
【申請?zhí)枴緾N201310669773
【發(fā)明人】陳勇
【申請人】中芯國際集成電路制造(上海)有限公司
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2013年12月10日