示，在步骤410之前还包括:通过刻蚀技术在漏区302上方及栅极305左侧区域外侧形成矩形区域，在栅极305右侧区域上方源区307右侧形成矩形区域，矩形区域上表面均与源区上表面齐平，在矩形区域沉积电绝缘材料形成隔离物311，以便于步骤410中形成的漏区电极308和栅极电极310与源区307隔离开。
[0089]410、如图4j所示，通过光刻和刻蚀技术、打开漏区302及栅极305的电极窗口，在电极窗口和源区307沉积金属之后，通过剥离技术(lift-off)，形成器件的源区电极309、漏区电极308以及栅极电极310。
[0090]需要说明的是，如图4k所示的结构，若所述源区307与所述口袋层306仅在所述凸体303与所述栅极305之间，且高度不高于栅极305时，口袋层306的相比与上述结构，大小减少，但是不影响性能，此结构中，源区307上表面不超过栅极305的上表面，故栅介质层第二部分3042可不生成，步骤405不需要执行，具体情况可视工艺流程中实际状况而定。[0091 ] 需要说明的是，第一种掺杂类型为η型，第二种掺杂类型为P型；或，所述第一种掺杂类型为P型，所述第二种掺杂类型为η型。
[0092]可选的，所述半导体衬底301为体硅、绝缘体上的硅、锗或II1-V族化合物半导体材料，所述纳米线和鳍条为硅、锗、锗硅或II1-V族化合物半导体材料，所述口袋层306为硅、锗、锗硅或II1-V族化合物半导体材料，所述源区307为硅、锗、锗硅或II1-V族化合物半导体材料，所述栅介质层304为二氧化硅、氮化硅、高介电材料或其他介电绝缘材料，所述栅极305为金属、合金或掺杂的多晶娃。
[0093]可选的，所述电极为铝或铜或铝合金或铜合金；所述隔离物311为二氧化硅、氮化硅或氮氧化硅。
[0094]综上，本发明实施例的场效应器件，通过形成口袋层，在口袋层表面形成源区，口袋层与源区构成器件的隧穿结，因而，具有如下技术效果:
[0095](I)、该器件采用的是后源取代技术，即在工艺流程的最后制作源区，在工艺流程的后面制作口袋层和源区，使得在制备时可以选择多种类型的异质隧穿结，提高了制备源区异质隧穿结的工程化灵活度；
[0096](2)、该器件中源区与口袋层组成的隧穿结和栅介质层的接触面是垂直的，载流子隧穿的方向与栅电场的方向必然一致，该器件属于线隧穿机制，栅极电压控制载流子的隧穿，线隧穿机制中载流子隧穿的方向与栅电场的方向一致，因此栅极的电压控制能力得到加强，并且隧穿电流大小还可以通过栅极和隧穿结的重叠面积进行调控，提高了隧穿效率，另外，线隧穿机制由于其独特的带间隧穿的量子力学机制，可以降低亚阈值摆幅。
[0097]在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
[0098]需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其它顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。
[0099]以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
【主权项】
1.一种场效应器件，其特征在于，包括: 具有第一种掺杂类型的半导体衬底； 在所述半导体衬底表面形成的、具有第一种掺杂类型的漏区； 在所述漏区表面形成的凸体，所述凸体为垂直于所述漏区表面的、具有第一种掺杂类型的鳍条或者纳米线； 在所述凸体以外的漏区表面形成的栅极，所述栅极高于所述凸体； 在所述栅极与所述漏区之间和所述栅极与所述凸体之间形成的栅介质层； 在所述栅介质层和所述凸体组成的结构表面形成的半导体薄膜，作为口袋层； 在所述口袋层表面形成的源区，所述源区是第二种掺杂类型的半导体衬底； 所述凸体作为所述漏区和所述源区之间的沟道。
2.根据权利要求1所述的场效应器件，其特征在于，还包括: 分别在所述源区、所述漏区及所述栅极上形成的电极。
3.根据权利要求1所述的场效应器件，其特征在于，所述源区和所述口袋层组成隧穿结，所述隧穿结通过栅极电场控制载流子的隧穿，能够实现器件内电流的通和断。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的场效应器件，其特征在于: 所述第一种掺杂类型为η型，所述第二种掺杂类型为P型； 或，所述第一种掺杂类型为P型，所述第二种掺杂类型为η型。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的场效应器件，其特征在于: 所述半导体衬底为体硅、绝缘体上的硅、锗或II1-V族化合物半导体材料，所述纳米线和鳍条为硅、锗、锗硅或II1-V族化合物半导体材料，所述口袋层为硅、锗、锗硅或II1-V族化合物半导体材料，所述源区为硅、锗、锗硅或II1-V族化合物半导体材料，所述栅介质层为二氧化硅、氮化硅、高介电材料或其他介电绝缘材料，所述栅极为金属、合金或掺杂的多S 7:+曰曰性O
6.根据权利要求2所述的场效应器件，其特征在于: 所述电极为铝或铜或铝合金或铜合金； 所述隔离物为二氧化硅、氮化硅或氮氧化硅。
7.一种如权利要求1所述的场效应器件的制备方法，其特征在于，包括: 在具有第一种掺杂类型的半导体衬底表面形成可替代源薄膜层； 在所述可替代源薄膜层表面沉积硬掩膜层，并通过光刻和刻蚀工艺定义出器件凸体和漏区的位置，所述凸体为具有第一种掺杂类型的鳍条或者纳米线； 以所述硬掩膜层为掩膜，通过反应离子刻蚀技术刻蚀所述可取代源薄膜层和所述半导体衬底，形成所述凸体； 以所述硬掩膜层为掩膜，通过对所述半导体衬底进行第一种掺杂类型的离子注入，并退火激活所述注入离子，形成所述漏区； 在所形成的结构表面形成栅介质层第一部分； 在所述栅介质层第一部分之上形成栅极，并刻蚀所述栅极和所述栅介质层第一部分，暴露出所述硬掩膜层； 在所述栅极的暴露表面形成栅介质层第二部分，并移除所述硬掩模层和所述可替代源薄膜层，所述栅介质层第一部分和所述栅介质层第二部分组成器件的栅介质层； 在所形成的结构表面形成半导体薄膜，作为口袋层； 在所述口袋层表面形成源区，所述源区是具有第二种掺杂类型的半导体衬底。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括: 通过光刻和刻蚀技术打开漏区和源区以及栅极的电极窗口，在电极窗口沉积金属，分别在漏区和源区以及栅极上形成电极。
9.根据权利要求7或8中所述的场效应器件，其特征在于: 所述第一种掺杂类型为η型，所述第二种掺杂类型为P型； 或者，所述第一种掺杂类型为P型，所述第二种掺杂类型为η型。
10.根据权利要求7或8中所述的场效应器件，其特征在于: 所述可替代源薄膜层为多晶硅、多晶锗或者其他类似材料，所述硬掩膜层为耐离子刻蚀的材料。
【专利摘要】本发明实施例公开了一种场效应器件及其制备方法，用于解决现有的隧穿晶体管存在的多种缺陷，本发明实施例方法包括：具有第一种掺杂类型的半导体衬底；在半导体衬底表面形成的、具有第一种掺杂类型的漏区；在漏区表面形成凸体；在凸体以外的漏区表面形成的栅极，栅极高于凸体，以及介于栅极与漏区之间和介于栅极和凸体之间的栅介质层；在栅介质层和凸体组成的结构表面形成的半导体薄膜，作为口袋层；在口袋层表面形成的源区，源区为具有第二种掺杂类型的半导体衬底；凸体作为漏区和源区之间的沟道。
【IPC分类】H01L29-739, H01L21-331
【公开号】CN104617137
【申请号】CN201510026477
【发明人】杨喜超, 赵静, 张臣雄
【申请人】华为技术有限公司
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2015年1月19日