具有U形隧穿层基极的栅绝缘隧穿凹槽双极晶体管

摘要

本发明涉及一种具有U形隧穿层基极的栅绝缘隧穿凹槽双极晶体管，对比同尺寸MOSFETs或隧穿场效应晶体管，利用隧穿绝缘层阻抗与其内部场强间极为敏感的相互关系实现优秀的开关特性；利用栅绝缘隧穿电流作为引发发射集电流的驱动电流，实现了更高的正向导通特性；利用发射区、基区和集电区所形成的凹槽形几何特征，对比于普通平面结构，避免了发射区、基区和集电区沿水平方向依次排列，因此节省了芯片面积，可以实现更高的集成度。另外本发明还提出了一种具有U形隧穿层基极的栅绝缘隧穿凹槽双极晶体管的具体制造方法。该晶体管显著改善了纳米级集成电路单元的工作特性，适用于推广应用。

主权项

具有U形隧穿层基极的栅绝缘隧穿凹槽双极晶体管，其特征在于：采用只包含单晶硅衬底(1)的体硅晶圆作为生成器件衬底，或采用同时包含单晶硅衬底(1)和晶圆绝缘层(2)的SOI晶圆作为生成器件的衬底；基区(4)位于体硅晶圆的单晶硅衬底(1)或SOI晶圆的晶圆绝缘层(2)的上方，并具有凹槽；发射区(3)和集电区(5)分别位于基区(4)凹槽上端的两侧；发射极(9)位于发射区(3)的上方；集电极(10)位于集电区(5)的上方；U形导电层(6)位于基区(4)所形成的凹槽内壁，具有英文大写字母“U”形结构，被基区(4)三面包围；U形隧穿绝缘层(7)位于U形导电层(6)的内壁，具有英文大写字母“U”形结构，并被U形导电层(6)三面包围；栅电极(8)位于U形隧穿绝缘层(7)内壁底部的上方；阻挡绝缘层(11)位于具有U形隧穿层基极的栅绝缘隧穿凹槽双极晶体管单元之间和单个具有U形隧穿层基极的栅绝缘隧穿凹槽双极晶体管的上方。