矽/锗化矽垂直接面场效电晶体

摘要

描述一种接面场效电晶体及制作方法：将一些水平半导体层纳入一开口(opening)中，以便形成一通道；并且，因贯穿一半导体层加以制作开口而形成围绕着通道之一闸电极。诸多水平半导体层可能是一种：接近源极和汲极且具有分段(graded)混合物的SiGe(锗化矽)合金。本发明克服了形成低电阻JFET (接面场效电晶体) 的问题，并提供了一种可容易地按比例减少到次微米(submicron)尺寸的闸极长度，在没有短路通道效应下，以供射频(rf)，微波，毫米波(millimeter wave)以及逻辑电路之用。

主权项

1.一种接面场效电晶体,包括:第一型式的第一半导体层,在第一半导体层上方所形成的一种稀薄掺杂第一型式的第二半导体层,在第二半导体层上方所形成的一种第二型式的第三半导体层,它具有一开口,其中将一部份的第二半导体层加以曝光,在第三半导体层上方所形成之一介电材料层,它具有一开口,其中与在第三半导体层中的开口相通,一种Si1-xGex之第一型式的第四半导体层,其中x随着在第三半导体层的开口中所形成的厚度而增加,一种Si1-yGey之第一型式的第五半导体层,其中y随着在第三半导体层的开口中所形成的厚度而实质上为定値,以及一种Si1-zGez之第一型式的第六半导体层,其中z随着在该介电材料层的开口中所形成的厚度而减少。2.根据申请专利范围第1项之接面场效电晶体,还包括第一半导体层之下的一种绝缘基底。3.根据申请专利范围第1项之接面场效电晶体,还包括:一种矽之第一型式的第七半专体层,它形成在该介电材料层上方和在第六半导体层上方。4.根据申请专利范围第1项之接面场效电晶体,其中;第三半导体层和该介电材料层都有许多开口,其中在该介电材料层中的诸多开口与在第三半导体层中的各个开口相通,且其中在第三半导体层中的诸多开口会曝光第二半导体层的一些部份。5.根据申请专利范围第4项之接面场效电晶体,还包括;一种第一型式的第七半导体层,它形成在该介电材料层上方和在许多开口中的第六半导体层上方,用来相互连接:在许多开口的各个开口中,由第四和第五半导体层所形成的许多通道。6.根据申请专利范围第1项之接面场效电晶体,其中第一型式是n,而第二型式是p。7.根据申请专利范围第1项之接面场效电晶体,其中第一型式是p,而第二型式是n。8.根据申请专利范围第1项之接面场效电晶体,其中第三层具有一预定厚度并形成了闸电极。9.根据申请专利范围第8项之接面场效电晶体,其中该厚度是在从30nm到100nm的范围内。10.根据申请专利范围第8项之接面场效电晶体,其中第三层的厚度决定该电晶体的通道长度。11.根据申请专利范围第1项之接面场效电晶体,其中对第五层施以应变,使得轻电子有效质量之传送有利于在第五层中朝横切第三层方向传送。12.根据申请专利范围第1项之接面场效电晶体,其中对第六层加以分段,藉以感应一电场,它会加速载体,并以高速将载体发射进入第五层中。13.根据申请专利范围第1项之接面场效电晶体,其中第五层是在:延伸于第三半导体层与介电材料层的界面之上的开口中。14.根据申请专利范围第1项之接面场效电晶体,其中x从约0增加到约0.1。15.根据申请专利范围第1项之接面场效电晶体,其中y是在从约0.1到约0.3的范围内。16.根据申请专利范围第1项之接面场效电晶体,其中z从约0.15减少到约0。17.一种用来制造一接面场效电晶体的方法,包括以下步骤:形成第一型式的第一半导体层,在第一半导体层上方,形成一种稀薄掺杂第一型式的第二半导体层,在第二半导体层上方,形成一种第二型式的第三半导体层,它具有一开口,其中将一部份的第二半专体层加以曝光,在第三半导体层上方,形成一介电材料层,它具有一开口,其中与在第三半导体层中的开口相通,形成一种Si1-xGex之第一型式的第四半导体层,其中x随着在第三半导体层的开口中所形成的厚度而增加。形成一种Si1-yGey之第一型式的第五半导体层,其中y随着在第三半导体层的开口中所形成的厚度而实质上为定値,以及形成Si1-zGez之第一型式的第六半导体层,其中z随着在该介电材料层的开口中所形成的厚度而减少。18.根据申请专利范围第17项之方法,还包括;在该介电材料层上方和在第六半导体层上方,形成一种矽之第一型式的第七半导体层的步骤。19.根据申请专利范围第17项之方法,还包括;在该介电材料层和第三半导体层中,形成许多开口的步骤,以便曝光第二半导体层的一些部份。20.根据申请专利范围第19项之方法,还包括;在该介电材料层上方和在许多开口中的第六半导体层上方,形成一种第一型式的第七半导体层的步骤,以便相互连接;在许多开口的各个开口中,由第四和第五半导体层所形成的许多通道。21.根据申请专利范围第17项之方法,还包括;在第四半导体层中,对在SiGe中的Ge混合物加以分段的步骤,藉以对第五层施以应变,使得轻电子有效质量之传送有利于在第五层中朝横切第三层方向传送。22.根据申请专利范围第17项之方法,还包括;在第六半导体层中,对在SiGe中的Ge混合物加以分段的步骤,藉以感应一电场,它会加速载体,并以高速将载体发射进入第五层中。23.根据申请专利范围第17项之方法,其中形成第四半导体层的步骤包括;将x从约0增加到约0.1。24.根据申请专利范围第17项之方法,其中形成第五半导体层的步骤包括;将y设定在从约0.1到约0.3的范围内。Z5.根据申请专利范围第17项之方法,其中形成第六半导体层的步骤包括;将z从约0.15减少到约0。图式简单说明:第一图到第三图皆为图解说明:用来构筑本发明之一实施例的诸多制造步骤之横截面图。第四图是:第二图之一俯视图。第五图是:第三图之一俯视图。第六图是:第三图的一部份之一放大横截面图。第七图是:增加一些电极接点的第三图实施例之一横截面的一种立体图。第八图是:第七图之一俯视图。