使用铁电材料的凹陷沟道型晶体管及其制造方法

摘要

本发明属于快速开关技术领域，具体为一种使用铁电材料的凹陷沟道型晶体管及其制造方法。本发明中，源极为窄禁带宽度，栅介质为铁电材料与氧化硅或高k材料叠层。一方面，窄禁带宽度的源极材料，使得晶体管的驱动电流上升；另一方面，凹陷型沟道的使用，抑制了漏电流的增加；同时，铁电材料的栅介质使得亚阈值电压摆幅变得更小，提高了器件的开关速度。进一步地，本发明还公开了所述半导体场效应晶体管的制造方法。

主权项

一种使用铁电材料的凹陷沟道型晶体管，包括使用SiGe源极的凹陷沟道型栅控P i N晶体管和栅控PNPN晶体管，其特征在于：所述的栅控P i N晶体管至少包括：一个具有第一种掺杂类型的半导体衬底；在所述半导体衬底上形成的具有第二种掺杂类型的漏区；在所述半导体衬底上形成的具有第一种掺杂类型的SiGe源区；位于所述漏区与所述源区之间形成的凹陷沟道区域；在所述凹陷沟道区域之上形成的覆盖整个凹陷沟道区域的绝缘薄膜；在所述凹陷沟道区域之上形成的覆盖所述绝缘薄膜的铁电材料层；在所述凹陷沟道区域之上形成的覆盖所述铁电材料层的导电层；所述的栅控PNPN晶体管至少包括：一个具有第一种掺杂类型的半导体衬底；在所述半导体衬底上形成的具有第二种掺杂类型的漏区；在所述半导体衬底内靠近所述漏区的一侧形成的一个凹陷型沟道区域；在所述半导体衬底上所述凹陷沟道区域的非漏区侧形成的具有第一种掺杂类型的SiGe源区；在所述半导体衬底上所述SiGe源区之下形成的具有第二种掺杂类型的SiGe耗尽区；在所述凹陷沟道区域之上形成的覆盖整个凹陷沟道区域的绝缘薄膜；在所述凹陷沟道区域之上形成的覆盖所述绝缘薄膜的铁电材料层；在所述凹陷沟道区域之上形成的覆盖所述铁电材料层的导电层。