晶体管及其制备方法

本申请半导体器件，尤其涉及一种晶体管及其制备方法。

背景技术：

1、鳍式场效应晶体管(fin field-effect transistor，finfet)是一种三维结构的金属氧化物半导体场效应晶体管，相比传统的平面场效应晶体管，鳍式场效应晶体管在尺寸缩小、功耗降低、高速性能和抗漏电流等方面具有明显的优势，被广泛应用于各种集成电路和微电子设备中。

2、鳍式场效应晶体管由一条鱼鳍形的沟道(fin层)、一组源漏区和多个金属栅极构成。与传统的平面场效应晶体管不同，鳍式场效应晶体管只有一条一维鳍式沟道构成导电通道，位于每一栅极下方和一维鳍式沟道上方的区域均可以形成一个量子点。依据鳍式场效应晶体管中量子点的空穴自旋方向可以编码量子比特(qubit)。

3、但是，相关技术中，在鳍式场效应晶体管中的多个量子点线性排列，对量子点的操控只能依靠两侧源漏区间的电压进行调节，不同位置的栅电压和阈值电压会有明显差距，因此对于靠中的量子点的操控会变得非常困难。

技术实现思路

1、本申请的目的是至少解决晶体管中多个量子点中部分量子点操控困难的问题。该目的是通过以下技术方案实现的：

2、本申请的第一方面提出了一种晶体管，包括：

3、衬底；

4、半导体层，形成于所述衬底一侧，包括多个源区、多个漏区和多个沟道区，所述源区和所述漏区沿虚拟环形交替排布，所述沟道区位于相邻所述源区与所述漏区之间；

5、第一导电层，在所述沟道区背离所述衬底一侧以及所述衬底一侧均形成有所述第一导电层，所述第一导电层包括控制电极，所述控制电极与所述沟道区一一对应。

6、本申请提供的晶体管中，包括衬底、半导体层和第一导电层。半导体层形成于衬底一侧，包括源区、漏区和沟道区，源区和漏区沿虚拟环形交替排布，从而使得半导体层中包括多个源区和漏区，且沿虚拟环形的环绕方向，相邻的源区和漏区之间的距离相同，沟道区位于相邻源区与漏区之间。第一导电层，形成于沟道区背离衬底一侧以及衬底一侧，包括控制电极，控制电极与沟道区一一对应，控制电极、沟道区在衬底上的正投影相交叠的区域形成量子点，由于每个控制电极沿虚拟环形的环绕方向的两侧均设置有源区和漏区，因此每个量子点均可通过每个控制栅极两侧的源区和漏区进行控制，从而可使得晶体管中的每个量子点均容易操控，可降低不同量子点的差异，提升晶体管的性能。

7、本申请的第二方面提出了一种晶体管的制备方法，还包括：

8、提供衬底；

9、在所述衬底一侧形成半导体层，所述半导体层包括多个源区、多个漏区和多个沟道区，所述源区和所述漏区沿虚拟环形交替排布，所述沟道区位于相邻所述源区与所述漏区之间；

10、在所述半导体层背离所述衬底一侧以及所述衬底一侧形成第一导电层，所述第一导电层包括控制电极，所述控制电极与所述沟道区一一对应。

技术特征：

1.一种晶体管，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的晶体管，其特征在于，各个所述沟道区的形状相同且尺寸相同。

3.根据权利要求2所述的晶体管，其特征在于，所述虚拟环形为正多边形，且所述正多边形的侧边数量为偶数，所述源区、所述漏区分别位于所述正多边形的顶角处。

4.根据权利要求2所述的晶体管，其特征在于，每一对一一对应的所述控制电极与所述沟道区中，所述沟道区沿第一方向延伸，所述第一方向为所述沟道区相连接的所述源区和所述漏区的排列方向，所述控制电极沿所述第一方向的中心与所述沟道区沿所述第一方向的中心的距离为d，0≤d≤5nm。

5.根据权利要求1所述的晶体管，其特征在于，还包括：

6.根据权利要求5所述的晶体管，其特征在于，所述第二导电层与所述第三导电层同层制备且材料相同。

7.根据权利要求1所述的晶体管，其特征在于，所述源区和所述漏区在所述衬底上的正投影的形状为长方形、正方形、菱形、圆形中的一种。

8.根据权利要求1所述的晶体管，其特征在于，所述晶体管的形状为长方体或正方体。

9.一种晶体管的制备方法，其特征在于，还包括：

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述在所述衬底一侧形成半导体层包括：

技术总结本申请公开了一种晶体管及其制备方法，晶体管包括衬底、半导体层和第一导电层，半导体层形成于衬底一侧，包括多个源区、多个漏区和多个沟道区，源区和漏区沿虚拟环形交替排布，沟道区位于相邻源区与漏区之间；第一导电层形成于沟道区背离衬底一侧以及衬底一侧，包括控制电极，控制电极与沟道区一一对应。该晶体管中的每个量子点均容易操控，可降低不同量子点的差异，提升晶体管的性能。技术研发人员：罗军,高海粟,许静,许滨滨受保护的技术使用者：中国科学院微电子研究所技术研发日：技术公布日：2024/7/29