本项目涉及一种具有轻掺杂漏结构的Z型异质结隧穿场效应晶体管及其制备方法,能有效抑制双极效应,提高了驱动电流,可用于大规模集成电路的制作。
主要解决现有器件开态电流低和双极效应严重的问题,其包括:SOI衬底(1)、隔离槽(2)、源区(3)、沟道区(4)、漏区(6)、栅区(5)及导电层(7);隔离槽(2)位于SOI衬底(1)的两侧;源区(3)、沟道区(4)和漏区(6)位于SOI衬底的上表面;栅区(5)位于沟道区(4)的上侧;源区(3),采用锗半导体材料;栅区(5),采用Z型结构,且采用长度为3nm~9nm的栅覆盖在源区上;漏区(6)在靠近栅区(5)的一侧设有轻掺杂漏区。
隧穿场效应晶体管TFET是基于带带隧穿量子隧穿效应机理工作的,在室温下亚阈值摆幅可以突破传统MOSFET亚阈值极限值60mV/decade的限制。所以TFET器件具有快速的开关特性和较低的泄漏电流,可以有效地降低器件功耗,被认为是延续“Moore定律”的重要途径。
但是,目前TFET器件面临开态电流比较低和双极效应严重的问题,严重限制了它在电路方面的广泛应用。为了改善TFET器件性能,科学工作者提出了多种新型TFET器件结构,这些新型结构虽说提高了TFET器件的开态电流。但是相比MOSFET器件,硅基TFET器件依然存在驱动电流低,双极效应严重的问题,使其应用受到了限制。因此,提高其驱动电流并有效抑制双极效应成为硅基TFET亟待解决的问题。
本项目具有如下优点:
1.本发明的源区采用锗材料,由于锗材料有更小的有效质量和更窄的禁带宽度,从而缩短了载流子隧穿距离,有效提高了器件驱动电流;
2.本发明由于栅区采用Z型栅结构,增加了隧穿面积,有效提高了载流子隧穿率,从而进一步提高了驱动电流;
3.本发明由于采用了轻掺杂漏结构,增加了反向隧穿势垒宽度,使得器件处于反向工作状态时载流子隧穿几率变小,有效抑制了双极效应;
4.本发明的制作工艺简单易行,与现有半导体制造工艺兼容,能够以低成本实现。
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