本申请公开了一种场效应晶体管器件,用于解决现有技术场效应晶体管短沟道效应的问题,该场效应晶体管器件包括有源层,该有源层包括源极区域、漏极区域以及位于源极区域和漏极区域之间的沟道区域;当器件开启时,沟道区域内形成有有效沟道以及至少在沟道区域的厚度方向上远离有效沟道的等效源区和等效漏区,该场效应晶体管器件通过有效沟道、以及等效源区和等效漏区连通源极区域和漏极区域以贡献工作电流,其中,等效源区的长度大于等效漏区的长度。

本申请的目的在于提供一种场效应晶体管器件，其用于解决现有技术场效应晶体管短沟道效应的问题。为实现上述目的，本申请提供了一种场效应晶体管器件，包括有源层，所述有源层包括源极区域、漏极区域以及位于所述源极区域和漏极区域之间的沟道区域；当器件开启时，所述沟道区域内形成有有效沟道、以及至少在所述沟道区域的厚度方向上远离所述有效沟道的等效源区和等效漏区，所述场效应晶体管器件通过所述有效沟道、等效源区以及等效漏区连通所述源极区域和漏极区域以贡献工作电流；其中，所述等效源区的长度大于所述等效漏区的长度。

本发明属于半导体器件技术领域，具体是关于一种场效应晶体管器件。

背景技术

随着集成电路技术的发展，场效应晶体管的栅长(对应沟道长度)在不断缩小，目前基于亚微米甚至10纳米以下栅长器件的VLSI芯片已经量产。对于这类小尺寸器件，如何应对其短沟道效应是器件技术的重要挑战。短沟道效应使得小尺寸器件的阈值电压和亚阈值特性全面劣化，具体表现为器件阈值电压不再是常数，而是随沟道长度的减小而降低，并随器件漏端电压的增加而降低；器件转移特性的亚阈值摆幅也同时劣化。

目前改善场效应晶体管器件短沟道效应的方法主要包括鳍式场效应晶体管FinFET，绝缘层上硅SOI、轻掺杂漏(LDD)结构和金属源漏肖特基势垒晶体管(SB MOSFET)等。①FinFET的沟道区为3D鳍型薄片，栅极是三面围栅结构，两个侧栅增强了栅极对沟道的控制，有效地抑制了短沟道效应，该方案中器件制备工艺较平面型器件复杂得多，目前22nm以下技术节点的芯片较多采用FinFET方案。②SOI技术，在硅沟道层和背衬底之间引入埋氧化层，在沟道层很薄全耗尽的条件下，可以有效抑制源漏之间的泄漏电流，该方案的难点在于SOI硅片的成本非常高，目前基于SOI方案的10纳米级技术节点的芯片也已经量产。③轻掺杂漏LDD设置于漏端沟道附近而远离沟道的源漏区域仍然是重掺杂，该轻掺杂区形成的漏端PN结减小了漏端电压对于沟道的影响，是亚微米级短沟道器件的主流技术方案，该方案中器件的开态电流和场效应迁移率受到LDD影响均有一定程度的下降。④肖特基势垒晶体管的工作电流为金属源极与半导体沟道间肖特基势垒的隧穿电流，对短沟道效应不敏感，该方案工艺难度比较大，势垒材料的选择有限而且很难兼顾对于器件关态电流的抑制。

另一方面，短沟道器件的输出特性曲线上出现的kink效应也受到很多关注。器件工作于饱和工作状态时，较高的漏极电压使得器件漏端耗尽并形成高电场区，载流子在此容易发生碰撞离化效应，并与MOS器件寄生的双极型晶体管耦合放大，使漏极电流随漏极电压增大而迅速增加，形成所谓的kink电流，器件的输出特性曲线大幅度翘曲，严重影响正常的输出特性。

发明内容

本申请的目的在于提供一种场效应晶体管器件，其用于解决现有技术场效应晶体管短沟道效应的问题。

发明人：王明湘 郭烨烨 陈乐凯 张冬利 王槐生 苏州大学坐落于素有“人间天堂”之称的历史文化名城苏州，是国家“211工程”“2011计划”首批入列高校，是教育部与江苏省人民政府共建“双一流”建设高校、国家航天局共建高校，是江苏省属重点综合性大学。苏州大学前身是Soochow University（东吴大学，1900年创办），开现代高等教育之先河，融中西文化之菁华，是中国最早以现代大学学科体系举办的大学。在中国高等教育史上，东吴大学是最早开展研究生教育并授予硕士学位、最先开展法学（英美法）专业教育，也是第一家创办学报的大学。1952年中国大陆院系调整，由东吴大学之文理学院、苏南文化教育学院、江南大学之数理系合并组建苏南师范学院，同年更名为江苏师范学院。1982年，学校更复名苏州大学（Soochow University）。

与现有技术相比，本申请的实施方式中，通过将器件设置成在开启时，能够于沟道区域中形成有效沟道、以及沟道区域厚度方向上远离有效沟道的等效源区和等效漏区，从而连通源极区域和漏极区域以贡献工作电流；这样，与漏极(源极)区域连通的等效漏区(源极)在结构上远离有效沟道，可以减小漏端电压对有效沟道的影响；并减小了器件饱和工作时漏端耗尽区内的峰值电场，从而抑制了器件的短沟道效应，并改善了器件的输出特性；同时，通过设置等效源区的长度大于等效漏区，可以在短沟道效应抑制能力上不产生明显损失的同时，显著改善器件的输出特性。

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