晶体管及制作方法

摘要

本发明公开了晶体管及制作方法。晶体管包括：基底和设置在基底上的窄带隙材料层，窄带隙材料层具有沟道区；源极和漏极，源极和漏极位于窄带隙材料层远离基底的一侧，源极和漏极均与窄带隙材料层相接触；侧墙，侧墙覆盖漏极的侧壁和源极的侧壁，并向沟道区中延伸形成台阶，侧墙至少在靠近漏极的一侧具有台阶；栅介质层，栅介质层覆盖台阶和位于源极和漏极之间的窄带隙材料层；栅极，栅极覆盖栅介质层。晶体管在关断状态时漏极侧的能带变化平缓，缓解了漏极侧能带过度弯曲导致的势垒减薄，抑制了漏极载流子的反向隧穿，减小了关态漏电流；在导通状态时漏极侧能带的平缓变化，减少了载流子对漏极的冲击，使晶体管的结构更加可靠、使用寿命增长。

权利要求

1.一种晶体管，其特征在于，包括：

基底和设置在所述基底上的窄带隙材料层，所述窄带隙材料层具有沟道区；

源极和漏极，所述源极和所述漏极位于所述窄带隙材料层远离所述基底的一侧，所述源极和所述漏极均与所述窄带隙材料层相接触；

侧墙，所述侧墙覆盖所述漏极的侧壁和所述源极的侧壁，并向所述沟道区中延伸形成台阶，所述侧墙至少在靠近所述漏极的一侧具有所述台阶；

所述侧墙的全部或所述台阶部分由第一侧墙材料和第二侧墙材料构成，在所述第一侧墙材料和第二侧墙材料界面处具有偶极子；

栅介质层，所述栅介质层覆盖所述台阶和位于所述源极和所述漏极之间的所述窄带隙材料层；

栅极，所述栅极覆盖所述栅介质层。

2.根据权利要求1所述的晶体管，其特征在于，所述侧墙一侧的所述台阶的长度与所述栅极的长度比为0.01‑0.5。

3.根据权利要求1所述的晶体管，其特征在于，形成所述窄带隙材料层的材料包括碳纳米管、纳米线、二维材料的至少之一。

4. 根据权利要求1所述的晶体管，其特征在于，所述栅介质层由高K介质材料形成，所述高K介质材料包括Al2O3、HfO2、ZrO2、TiO2、HfOxNy、 LaOxNy、Y2O3、La2O3的至少之一。

5.根据权利要求1所述的晶体管，其特征在于，所述侧墙由绝缘介质材料形成。

6.根据权利要求5所述的晶体管，其特征在于，所述第一侧墙材料或所述第二侧墙材料由高K介质材料形成，所述高K介质材料包括氧化铝、氮化铝、氧化铪、氧化锆、氧化钛、铪氮氧化物、镧氮氧化物、氧化钇、氧化镧的至少之一。

7.根据权利要求5所述的晶体管，其特征在于，所述侧墙由低K介质材料形成，所述低K介质材料包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅的至少之一。

8.根据权利要求1所述的晶体管，其特征在于，所述侧墙进一步覆盖所述源极和所述漏极远离所述基底一侧的表面。

9.根据权利要求1所述的晶体管，其特征在于，所述侧墙的所述台阶具有固定电荷或者偶极子，或者，所述侧墙的所述台阶与所述栅介质层的界面具有偶极子。

10.一种制作晶体管的方法，其特征在于，包括：

在基底上形成窄带隙材料层，所述窄带隙材料层具有沟道区；

在所述窄带隙材料层远离所述基底的一侧形成源极和漏极，所述源极和所述漏极均与所述窄带隙材料层相接触；

先后沉积第一侧墙材料和第二侧墙材料形成侧墙，在所述第一侧墙材料和第二侧墙材料界面处具有偶极子；所述侧墙覆盖所述漏极的侧壁和所述源极的侧壁，并向所述沟道区中延伸形成台阶，所述侧墙至少在靠近所述漏极的一侧具有所述台阶；

形成栅介质层，所述栅介质层覆盖所述台阶和位于所述源极和所述漏极之间的所述窄带隙材料层；

形成栅极，所述栅极覆盖所述栅介质层。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，形成所述源极、所述漏极和所述侧墙包括：在所述窄带隙材料层远离所述基底的一侧依次沉积第一胶层和第二胶层；

对所述第二胶层和所述第一胶层进行曝光、显影，暴露出部分所述窄带隙材料层，在所述第一胶层延伸的方向上，令所述第一胶层中开口的长度大于所述第二胶层中开口的长度；

在所述窄带隙材料层暴露在外的部分上分别形成所述源极和所述漏极，所述源极和所述漏极在所述基底上的正投影，分别位于所述第二胶层中的开口在所述基底上的正投影范围内，且在所述第二胶层延伸的方向上，所述源极和所述漏极的长度分别与所述第二胶层中开口的长度一致，且所述第一胶层的高度大于所述源极、所述漏极的高度；

沿着所述第二胶层的表面和侧壁、所述第一胶层的侧壁、所述窄带隙材料层的表面、所述源极的侧壁和表面、所述漏极的侧壁和表面沉积侧墙材料层，且所述侧墙材料层覆盖所述第一胶层侧壁的部分，分别与所述侧墙材料层覆盖所述源极侧壁的部分、覆盖所述漏极侧壁的部分之间具有空隙；

剥离所述第一胶层和所述第二胶层，形成侧墙，所述侧墙位于所述空隙且位于所述沟道区中的部分形成所述台阶。

12. 根据权利要求11所述的方法，其特征在于，在所述窄带隙材料层远离所述基底的一侧形成所述第一胶层和所述第二胶层之前，进一步包括：在所述窄带隙材料层远离所述基底的一侧形成保护材料层；以及

对所述第二胶层和所述第一胶层进行曝光、显影之后，暴露出部分所述保护材料层，去除所述保护材料层暴露在外的部分，暴露出部分所述窄带隙材料层。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，在剥离所述第一胶层和所述第二胶层之后，去除所述保护材料层位于所述源极和所述漏极之间的部分，暴露出部分所述窄带隙材料层，在所述台阶远离所述基底的一侧以及所述窄带隙材料层暴露在外的部分上形成所述栅介质层。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，去除部分所述保护材料层包括：利用反应溶液或者反应气体对所述保护材料层进行化学蚀刻，并用水进行清洗；

所述反应溶液包括酸性溶液或者碱性溶液；

所述酸性溶液包括盐酸、醋酸、硝酸、磷酸和硫酸的至少之一；

所述碱性溶液包括氢氧化钾、氢氧化钠和四甲基氢氧化铵的至少之一；

所述反应气体包括氯化氢和氟化氢的至少之一；

构成所述保护材料层的材料包括氧化钇、氧化镧、氧化钪、氧化硅、氧化铝的至少之一。

15.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述侧墙一侧的所述台阶的长度与所述栅极的长度比为0.01‑0.5。

16.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述侧墙由绝缘介质材料形成。

17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述第一侧墙材料或所述第二侧墙材料由高K介质材料形成，所述高K介质材料包括氧化铝、氮化铝、氧化铪、氧化锆、氧化钛、铪氮氧化物、镧氮氧化物、氧化钇、氧化镧的至少之一。

18.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述第一侧墙材料或所述第二侧墙材料由低K介质材料形成，所述低K介质材料包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅的至少之一。

19.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述侧墙的所述台阶具有固定电荷或者偶极子，或者，所述侧墙的所述台阶与所述栅介质层的界面具有偶极子。

说明书

晶体管及制作方法

技术领域

[0001] 本发明涉及半导体器件领域，具体地，涉及晶体管及制作方法。

背景技术

[0002] 碳纳米管是理想的晶体管沟道材料，具备一维超薄、高迁移率、完美晶格、高物理和化学稳定性、高热导率等优异的物理和化学特性。以碳纳米管作沟道材料的晶体管，其极限性能和能源利用效率相比传统晶体管具有显著优势。在晶体管中，通过栅极控制源漏极之间沟道中的载流子分布，结合施加的源漏电压，使源漏之间的沟道导通或关断。

[0003] 然而，目前以碳纳米管作沟道材料的晶体管及制作方法仍有待改进。

发明内容

[0004] 本发明是基于发明人对于以下事实和问题的发现和认识作出的：

[0005] 目前，以碳纳米管作沟道材料的晶体管存在关态漏电流较大、器件寿命较短以及可靠性较低等问题。发明人发现，这主要是由于目前的晶体管，在源漏之间电压和栅压的作用下，靠近漏极的能带具有较为剧烈的变化(参考图2，对应碳纳米管PMOS器件关断状态的能带示意图)导致的。具体的，目前的晶体管通常选用高K介质材料做栅介质层，以提高栅控，然而其也带来了靠近漏极的能带变化较为剧烈的问题，即在晶体管导通状态下，漏极侧能带弯曲，导致沟道中的载流子在接近漏极时具有较高能量，高速的载流子与漏极侧的栅介质层、基底发生碰撞，产生电荷注入，或者与漏极碰撞，产生大量的热，随着运行时间的积累使漏极侧的栅介质层和基底被损伤，以及使形成漏极的金属材料发生迁移，漏极结构恶化，降低了器件的寿命。又由于碳纳米管为窄带隙材料，在晶体管关断状态下，能带的剧烈变化使得漏极侧的肖特基势垒厚度变薄，在高的偏压下，漏极侧的载流子很容易发生反向隧穿，导致较大的关态漏电流，增大了晶体管的功耗。

[0006] 本发明旨在至少一定程度上缓解或解决上述提及问题中至少一个。

[0007] 在本发明的一个方面，本发明提出了一种晶体管。所述晶体管包括：基底和设置在所述基底上的窄带隙材料层，所述窄带隙材料层具有沟道区；源极和漏极，所述源极和所述漏极位于所述窄带隙材料层远离所述基底的一侧，所述源极和所述漏极均与所述窄带隙材料层相接触；侧墙，所述侧墙覆盖所述漏极的侧壁和所述源极的侧壁，并向所述沟道区中延伸形成台阶，所述侧墙至少在靠近所述漏极的一侧具有所述台阶；栅介质层，所述栅介质层覆盖所述台阶和位于所述源极和所述漏极之间的所述窄带隙材料层；栅极，所述栅极覆盖所述栅介质层。该晶体管在导通状态时，漏极侧的能带变化较为平缓，缓解了能带过度弯曲引起的载流子的大幅加速，减少了载流子对漏极侧栅介质层、基底和漏极的冲击，减少了漏极的热迁移以及对栅介质层和基底的损伤，使晶体管的结构更加可靠、使用寿命增长，并且该晶体管在关断状态时漏极侧的肖特基势垒变厚，缓解了载流子的反向隧穿，有效减小了关态漏电流，降低了晶体管的功耗。

[0008] 根据本发明的实施例，所述侧墙一侧的所述台阶的长度与所述栅极的长度比为0.01‑0.5。由此，可实现对漏极侧能带的良好调节，同时不显著减小晶体管的跨导。

[0009] 根据本发明的实施例，形成所述窄带隙材料层的材料包括碳纳米管、纳米线、二维材料的至少之一。由此，由上述材料作晶体管的沟道材料，可以使晶体管具有优异的性能。

[0010] 根据本发明的实施例，所述栅介质层由高K介质材料形成，所述高K介质材料包括Al2O3、HfO2、ZrO2、TiO2、HfOxNy、LaOxNy、Y2O3、La2O3的至少之一。由此，可以使晶体管具有良好的栅控，在保证晶体管具有良好栅控的基础上，利用前面描述的结构对能带进行调节，缓解漏极侧能带的过度弯曲。

[0011] 根据本发明的实施例，所述侧墙由绝缘介质材料形成。由此，可实现源漏极与栅极之间的绝缘。

[0012] 根据本发明的实施例，所述侧墙由高K介质材料形成，所述高K介质材料包括氧化铝、氮化铝、氧化铪、氧化锆、氧化钛、铪氮氧化物、镧氮氧化物、氧化钇、氧化镧的至少之一。由此，可增加台阶所在区域的等效栅介质厚度，以降低栅极对台阶下方沟道区的栅控能力，进一步缓解漏极侧能带的过度弯曲。

[0013] 根据本发明的实施例，所述侧墙由低K介质材料形成，所述低K介质材料包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅的至少之一。即侧墙的台阶部分也由低K介质材料形成，可进一步增加台阶所在区域的等效栅介质厚度，以降低栅极对台阶下方沟道区的栅控能力，进一步缓解漏极侧能带的过度弯曲，且侧墙可降低源漏极与栅极之间的寄生电容。

[0014] 根据本发明的实施例，所述侧墙进一步覆盖所述源极和所述漏极远离所述基底一侧的表面。由此，可使源漏极与空气隔绝，实现对源漏极的钝化保护，且可通过自对准工艺同步形成覆盖源极和漏极并向沟道区延伸的侧墙。

[0015] 根据本发明的实施例，所述侧墙的所述台阶具有固定电荷或者偶极子，或者，所述侧墙的所述台阶与所述栅介质层的界面具有偶极子。由此，可通过固定电荷或者偶极子对台阶下方的沟道区进行静电调控，以调节能带，进一步缓解漏极侧能带的过度弯曲。

[0016] 在本发明的另一方面，本发明提出了一种制作晶体管的方法。所述方法包括：在基底上形成窄带隙材料层，所述窄带隙材料层具有沟道区；在所述窄带隙材料层远离所述基底的一侧形成源极和漏极，所述源极和所述漏极均与所述窄带隙材料层相接触；形成侧墙，所述侧墙覆盖所述漏极的侧壁和所述源极的侧壁，并向所述沟道区中延伸形成台阶，所述侧墙至少在靠近所述漏极的一侧具有所述台阶；形成栅介质层，所述栅介质层覆盖所述台阶和位于所述源极和所述漏极之间的所述窄带隙材料层；形成栅极，所述栅极覆盖所述栅介质层。由此，利用该方法获得的晶体管在导通状态时，漏极侧的能带变化较为平缓，缓解了能带过度弯曲引起的载流子的大幅加速，减少了载流子对漏极、漏极侧的栅介质层和基底的冲击，减少了漏极的热迁移以及对漏极侧栅介质层和基底的电荷注入等损伤，使晶体管的结构更加可靠、使用寿命增长；利用该方法获得的晶体管在关断状态时，漏极侧的肖特基势垒变厚，缓解了载流子的反向隧穿，有效减小了关态漏电流，降低了晶体管的功耗。

[0017] 根据本发明的实施例，形成所述源极、所述漏极和所述侧墙包括：在所述窄带隙材料层远离所述基底的一侧依次沉积第一胶层和第二胶层；对所述第二胶层和所述第一胶层进行曝光、显影，暴露出部分所述窄带隙材料层，在所述第一胶层延伸的方向上，令所述第一胶层中开口的长度大于所述第二胶层中开口的长度；在所述窄带隙材料层暴露在外的部分上分别形成所述源极和所述漏极，所述源极和所述漏极在所述基底上的正投影，分别位于所述第二胶层中的开口在所述基底上的正投影范围内，且在所述第二胶层延伸的方向上，所述源极和所述漏极的长度分别与所述第二胶层中开口的长度一致，且所述第一胶层的高度大于所述源极、所述漏极的高度；沿着所述第二胶层的表面和侧壁、所述第一胶层的侧壁、所述窄带隙材料层的表面、所述源极的侧壁和表面、所述漏极的侧壁和表面沉积侧墙材料层，且所述侧墙材料层覆盖所述第一胶层侧壁的部分，分别与所述侧墙材料层覆盖所述源极侧壁的部分、覆盖所述漏极侧壁的部分之间具有空隙；剥离所述第一胶层和所述第二胶层，形成侧墙，所述侧墙位于所述空隙且位于所述沟道区中的部分形成所述台阶。由此，可采用自对准工艺同步形成覆盖源漏极并向沟道区延伸的侧墙，简化了工艺步骤，降低了工艺成本，侧墙的延伸部分形成台阶，使得台阶所在区域的等效栅介质厚度增加，以降低栅极对台阶下方沟道区的栅控能力，缓解漏极侧能带的过度弯曲，且侧墙可实现源漏极与栅极之间的绝缘，以及使源漏极与空气隔绝，实现对源漏极的钝化保护，且后续的栅极可在自对准工艺下形成，具有很好的栅控。

[0018] 根据本发明的实施例，在所述窄带隙材料层远离所述基底的一侧形成所述第一胶层和所述第二胶层之前，进一步包括：在所述窄带隙材料层远离所述基底的一侧形成保护材料层；以及对所述第二胶层和所述第一胶层进行曝光、显影之后，暴露出部分所述保护材料层，去除所述保护材料层暴露在外的部分，暴露出部分所述窄带隙材料层。由此，在对第一胶层、第二胶层进行曝光、显影时，保护材料层可以保护窄带隙材料层免受损伤以及污染，并且在对由上述材料形成的保护材料层进行化学蚀刻时，不会破坏窄带隙材料的晶格结构，不仅不会对窄带隙材料层造成损伤和污染，还可以去除窄带隙材料层表面吸附的杂质和分子等，使得窄带隙材料层的性能得到更好的发挥。

[0019] 根据本发明的实施例，在剥离所述第一胶层和所述第二胶层之后，去除所述保护材料层位于所述源极和所述漏极之间的部分，暴露出部分所述窄带隙材料层，在所述台阶远离所述基底的一侧以及所述窄带隙材料层暴露在外的部分上形成所述栅介质层。由此，可去除沟道区窄带隙材料层表面吸附的杂质和分子等，使得窄带隙材料层的性能得到更好的发挥，且可以使栅介质层的选材范围更大。

[0020] 根据本发明的实施例，去除部分所述保护材料层包括：利用反应溶液或者反应气体对所述保护材料层进行化学蚀刻，并用水进行清洗。由此，在对保护材料层进行化学蚀刻时，不会破坏窄带隙材料的晶格结构，不会对窄带隙材料层造成损伤和污染。

[0021] 根据本发明的实施例，所述反应溶液包括酸性溶液或者碱性溶液。由此，通过酸性溶液或者碱性溶液与保护材料层进行反应，可以实现对保护材料层的图案化，且酸性溶液或碱性溶液与保护材料层反应的过程不会破坏窄带隙材料的晶格结构，不会对窄带隙材料层造成损伤和污染。

[0022] 根据本发明的实施例，所述酸性溶液包括盐酸、醋酸、硝酸、磷酸和硫酸的至少之一。由此，可利用上述酸性溶液与保护材料层发生反应，去除部分保护材料层，不会破坏窄带隙材料的晶格结构，不会对窄带隙材料层造成损伤和污染。

[0023] 根据本发明的实施例，所述碱性溶液包括氢氧化钾、氢氧化钠和四甲基氢氧化铵的至少之一。由此，可利用上述碱性溶液与保护材料层发生反应，去除部分保护材料层，不会破坏窄带隙材料的晶格结构。

[0024] 根据本发明的实施例，所述反应气体包括氯化氢和氟化氢的至少之一。由此，上述反应气体可以与保护材料层发生反应，去除部分保护材料层，且不会破坏窄带隙材料的晶格结构。

[0025] 根据本发明的实施例，构成所述保护材料层的材料包括氧化钇、氧化镧、氧化钪、氧化硅、氧化铝的至少之一。由此，在对第一胶层、第二胶层进行曝光、显影时，保护材料层可以保护窄带隙材料层免受损伤以及污染，并且在对由上述材料形成的保护材料层进行刻蚀时，不会破坏窄带隙材料的晶格结构，不仅不会对窄带隙材料层造成损伤和污染，还可以去除窄带隙材料层表面吸附的杂质和分子等，使得窄带隙材料层的性能得到更好的发挥。

[0026] 根据本发明的实施例，所述侧墙一侧的所述台阶的长度与所述栅极的长度比为0.01‑0.5。由此，可实现对漏极侧能带的良好调节，同时不显著减小晶体管的跨导。

[0027] 根据本发明的实施例，所述侧墙由绝缘介质材料形成。由此，可实现源漏极与栅极之间的绝缘。

[0028] 根据本发明的实施例，所述侧墙由高K介质材料形成，所述高K介质材料包括氧化铝、氮化铝、氧化铪、氧化锆、氧化钛、铪氮氧化物、镧氮氧化物、氧化钇、氧化镧的至少之一。由此，可增加台阶所在区域的等效栅介质厚度，以降低栅极对台阶下方沟道区的栅控能力，进一步缓解漏极侧能带的过度弯曲。

[0029] 根据本发明的实施例，所述侧墙由低K介质材料形成，所述低K介质材料包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅的至少之一。即侧墙的台阶部分也由低K介质材料形成，可进一步增加台阶所在区域的等效栅介质厚度，以降低栅极对台阶下方沟道区的栅控能力，进一步缓解漏极侧能带的过度弯曲，且侧墙可降低源漏极与栅极之间的寄生电容。

[0030] 根据本发明的实施例，所述侧墙的所述台阶具有固定电荷或者偶极子，或者，所述侧墙的所述台阶与所述栅介质层的界面具有偶极子。由此，可通过固定电荷或者偶极子对台阶下方的沟道区进行静电调控，以调节能带，进一步缓解漏极侧能带的过度弯曲。

附图说明

[0031] 本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

[0032] 图1显示了根据本发明一个实施例的晶体管的结构示意图；

[0033] 图2显示了传统晶体管处于关断状态时的能带示意图；

[0034] 图3显示了根据本发明一个实施例的晶体管处于关断状态时的能带示意图；

[0035] 图4显示了根据本发明一个实施例的制作晶体管的方法的流程示意图；

[0036] 图5显示了根据本发明一个实施例的制作晶体管的方法的部分流程示意图；

[0037] 图6显示了根据本发明一个实施例的制作晶体管的方法的部分流程示意图；

[0038] 图7显示了根据本发明另一个实施例的制作晶体管的方法的部分流程示意图；

[0039] 图8显示了根据本发明另一个实施例的制作晶体管的方法的部分流程示意图；

[0040] 图9显示了对比例1中晶体管的结构示意图；

[0041] 图10显示了实施例1中晶体管的转移特性曲线；

[0042] 图11显示了对比例1中晶体管的转移特性曲线。

[0043] 附图标记说明：

[0044] 100：基底；200：窄带隙材料层；300：漏极；400：源极；500：侧墙；510：侧墙材料层；600：栅介质层；610：第一亚层；620：第二亚层；700：栅极；810：保护材料层；10：台阶；30：第一胶层；40：第二胶层。

具体实施方式

[0045] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

[0046] 在本发明的一个方面，本发明提出了一种晶体管。根据本发明的实施例，参考图1，该晶体管包括：基底100、窄带隙材料层200、漏极300、源极400、侧墙500、栅介质层600和栅极700，其中，窄带隙材料层200设置在基底100上，窄带隙材料层200具有沟道区，源极400和漏极300位于窄带隙材料层200远离基底100的一侧，源极400和漏极300均与窄带隙材料层200相接触，侧墙500覆盖漏极300的侧壁和源极400的侧壁，并向沟道区中延伸形成台阶10，侧墙500至少在靠近漏极300的一侧具有上述台阶10，栅介质层600覆盖台阶10和位于源极
400和漏极300之间的窄带隙材料层200，栅极700覆盖栅介质层600。该晶体管在导通状态时，漏极侧的能带变化较为平缓，缓解了能带过度弯曲引起的载流子的大幅加速，减少了载流子对漏极侧栅介质层、基底和漏极的冲击，减少了漏极的热迁移以及对栅介质层和基底的损伤，使晶体管的结构更加可靠、使用寿命增长，并且该晶体管在关断状态时漏极侧的肖特基势垒变厚，缓解了载流子的反向隧穿，有效减小了关态漏电流，降低了晶体管的功耗。

[0047] 根据本发明的实施例，在该晶体管中，漏极侧的侧墙具有延伸至沟道区中的台阶，使得台阶所在区域的等效栅介质厚度增加，从而可降低栅极对台阶下方沟道区的栅控能力，以实现对漏极侧能带的调节，晶体管在导通状态时，缓解了能带过度弯曲引起的载流子的大幅加速，减少了载流子对漏极、漏极侧的栅介质层和基底的冲击，减少了漏极的热迁移以及对漏极侧栅介质层和基底的电荷注入等损伤，使晶体管的结构更加可靠、使用寿命增长；晶体管在关断状态时，使得漏极侧能带的变化较为平缓(参考图3中虚线圈中的部分)，漏极侧的肖特基势垒变厚，缓解了载流子的反向隧穿，有效减小了关态漏电流，降低了晶体管的功耗。

[0048] 根据本发明的实施例，在该晶体管中，可以仅漏极300侧的侧墙具有延伸至沟道区中的台阶10，或者，在漏极300侧的侧墙具有延伸至沟道区中的台阶10的同时，源极400侧的侧墙也具有延伸至沟道区中的台阶10。由此，可以使晶体管具有对称的结构，同时使得晶体管在开态时保持较高的性能，且便于后续的电路设计。

[0049] 下面根据本发明的具体实施例，对该晶体管的各个结构进行详细说明：

[0050] 根据本发明的实施例，侧墙500一侧的台阶10的长度(如图1中所示出的L1)与栅极700的长度(如图1中所示出的L2)比可以为0.01‑0.5，如0.01、0.05、0.1、0.3、0.5。发明人发现，当台阶的长度满足上述条件时，可以实现对漏极侧能带的良好调节，有效缓解能带的过度弯曲，且台阶的长度不至于过长而显著减小晶体管的跨导。需要说明的是，当源极侧的侧墙也具有延伸至沟道区中的台阶时，源极侧侧墙的台阶与栅极的长度比也为0.01‑0.5。

[0051] 根据本发明的实施例，形成窄带隙材料层200的材料可以包括碳纳米管、纳米线、二维材料的至少之一。其中，碳纳米管可以为单根碳纳米管、网络碳纳米管阵列或者定向碳纳米管阵列。二维材料可以包括黑磷或者二硫化钼等层状低维材料。由此，由上述材料作晶体管的沟道材料，可以使晶体管具有优异的性能。根据本发明的优选实施例，构成窄带隙材料层的材料可以为单壁碳纳米管，单壁碳纳米管相较于其他窄带隙材料材料具有更高的迁移率、更少的表面悬挂键，使得晶体管具有更优的性能。

[0052] 根据本发明的实施例，侧墙500可以由绝缘介质材料形成。由此，可实现源漏极与栅极之间的绝缘。

[0053] 根据本发明的实施例，侧墙500可以由高K介质材料形成，也可以由低K介质材料形成。关于形成侧墙的高K介质材料、低K介质材料的具体成分不受特别限制，例如，形成侧墙的高K介质材料可以包括氧化铝、氮化铝、氧化铪、氧化锆、氧化钛、铪氮氧化物、镧氮氧化物、氧化钇、氧化镧的至少之一，形成侧墙的低K介质材料可以包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅的至少之一。由此，可增加台阶所在区域的等效栅介质厚度，以降低栅极对台阶下方沟道区的栅控能力，进一步缓解漏极侧能带的过度弯曲。根据本发明的优选实施例，侧墙500由低K介质材料形成，低K介质材料的介电常数较小，当侧墙500由低K介质材料形成时，侧墙的台阶部分也由低K介质材料形成，可进一步增加台阶所在区域的等效栅介质厚度，以降低栅极对台阶下方沟道区的栅控能力，进一步缓解漏极侧能带的过度弯曲，且侧墙可降低源漏极与栅极之间的寄生电容。

[0054] 根据本发明的实施例，侧墙500的台阶10可以具有固定电荷或者偶极子，或者，侧墙500的台阶10与栅介质层600的界面具有偶极子。由此，可通过固定电荷或者偶极子对台阶下方的沟道区进行静电调控，以调节能带，进一步缓解漏极侧能带的过度弯曲。侧墙的台阶部分具有固定电荷，具体的，侧墙的台阶部分可以由具有固定电荷的材料构成，或者，侧墙的全部区域由具有固定电荷的材料构成，便于制备。例如，可通过调节工艺参数，使得形成侧墙的材料中具有固定电荷。侧墙的台阶部分具有偶极子，具体的，侧墙的台阶部分可由两种材料构成，在两种材料的界面处形成偶极子，或者，侧墙的全部区域由两种材料构成，在两种材料的界面处形成偶极子，便于制备。例如，先后沉积(例如原子层沉积)第一种侧墙材料和第二种侧墙材料，第一种侧墙材料和第二种侧墙材料的界面处形成偶极子。可以通过调整第一种侧墙材料和第二种侧墙材料的具体材料，使得侧墙的台阶部分中具有偶极子。或者，通过调整侧墙台阶部分的材料和栅介质层的材料，以在侧墙台阶部分与栅介质层的界面处形成偶极子。晶体管可以为P型晶体管，还可以为N型晶体管，可通过固定电荷或者偶极子对P型晶体管中位于台阶下方的沟道区进行空穴掺杂，通过固定电荷或者偶极子对N型晶体管中位于台阶下方的沟道区进行电子掺杂。

[0055] 需要说明的是，形成侧墙的氧化铝、氮化铝、氧化铪、氧化锆、氧化钛、铪氮氧化物、镧氮氧化物、氧化钇、氧化镧的具体组分、结构或形态不受特别限制，优选具有固定电荷或者偶极子，或者可与栅介质层的界面形成偶极子的组分、结构或形态。

[0056] 根据本发明的实施例，在前面描述的晶体中，栅介质层600由高K介质材料形成，高K介质材料包括金属氧化物，金属氧化物中可掺杂有硅或氮。关于形成栅介质层的高K介质材料的具体成分不受特别限制，例如，形成栅介质层的高K介质材料可以包括Al2O3、HfO2、ZrO2、TiO2、HfOxNy、LaOxNy、Y2O3、La2O3的至少之一。由此，可以使晶体管具有良好的栅控，在保证晶体管具有良好栅控的基础上，利用前面描述的结构对能带进行调节，缓解能带的过度弯曲。

[0057] 根据本发明的实施例，参考图1，侧墙500进一步覆盖源极400和漏极300远离基底100一侧的表面。由此，可使源漏极与空气隔绝，实现对源漏极的钝化保护，且可通过自对准工艺同步形成覆盖源漏极侧壁和表面并向沟道区延伸的侧墙。

[0058] 根据本发明的实施例，源极400和漏极300可以由金属材料形成，关于形成源极和漏极的具体金属材料不受特别限制，例如，可采用钯(Pd)或者钪(Sc)形成源极和漏极，以与窄带隙材料层之间形成P型或N型欧姆接触。

[0059] 关于基底的具体构成和材料不受特别限制，本领域技术人员可以根据晶体管中的常用基底进行设计。例如，基底100可以包括硅衬底以及设置在硅衬底上的氧化硅层、玻璃、聚合物以及其他绝缘基底。

[0060] 在本发明的另一方面，本发明提出了一种制作晶体管的方法。根据本发明的实施例，由该方法制作的晶体管可以为前面所描述的晶体管，由此，由该方法制作的晶体管具有与前面所描述的晶体管相同的特征以及优点，在此不再赘述。

[0061] 根据本发明的实施例，参考图4，该方法包括：

[0062] S100：在基底上形成窄带隙材料层，窄带隙材料层具有沟道区

[0063] 在该步骤中，在基底上形成窄带隙材料层，窄带隙材料层具有沟道区。关于基底、窄带隙材料层的材料，前面已经进行了详细描述，在此不再赘述。

[0064] 关于窄带隙材料层的形成方式不受特别限制，例如，可以采用物理转移或者溶液沉积的方式形成窄带隙材料层。

[0065] S200：在窄带隙材料层远离基底的一侧形成源极、漏极和侧墙

[0066] 在该步骤中，在窄带隙材料层远离基底的一侧形成源极、漏极和侧墙。

[0067] 根据本发明的实施例，源极和漏极均与窄带隙材料层相接触，侧墙覆盖漏极的侧壁和源极的侧壁，并向沟道区中延伸形成台阶，侧墙至少在靠近漏极的一侧具有台阶。由此，使得漏极侧侧墙的台阶所在区域的等效栅介质厚度增加，从而可降低栅极对台阶下方沟道区的栅控能力，以实现对漏极侧能带的调节，晶体管在导通状态时，缓解了能带过度弯曲引起的载流子的大幅加速，减少了载流子对漏极、漏极侧的栅介质层和基底的冲击，减少了漏极的热迁移以及对漏极侧栅介质层和基底的电荷注入等损伤，使晶体管的结构更加可靠、使用寿命增长；晶体管在关断状态时，使得漏极侧能带的变化较为平缓，漏极侧的肖特基势垒变厚，缓解了载流子的反向隧穿，有效减小了关态漏电流，降低了晶体管的功耗。

[0068] 根据本发明的实施例，参考图5和图6，形成源极、漏极和侧墙可以包括：

[0069] 首先，在窄带隙材料层200远离基底100的一侧依次沉积第一胶层30和第二胶层40(参考图5中的(a))。

[0070] 随后，对第二胶层40和第一胶层30进行曝光、显影，暴露出部分窄带隙材料层200，在第一胶层延伸的方向上，令第一胶层30中开口的长度大于第二胶层40中开口的长度(参考图5中的(b))。关于第一胶层和第二胶层的具体材料以及形成方式均不受特别限制，只要第一胶层中开口的长度大于第二胶层中开口的长度即可。例如，第二胶层在光照作用下可发生变化，第一胶层在光照作用下基本不变化，首先，通过曝光改变第二胶层的性质，并通过对应的显影液显影以在第二胶层中形成开口，然后，选择与第一胶层直接反应的显影液显影，在第一胶层中形成开口，并令第一胶层中开口的长度大于第二胶层中开口的长度。或者，第一胶层和第二胶层均在光照作用下变化，分别采用不同的显影液显影，令第一胶层中开口的长度大于第二胶层中开口的长度。或者，第一胶层和第二胶层均在光照作用下变化，采用相同的显影液显影，控制第一胶层和第二胶层显影的时间，令第一胶层中开口的长度大于第二胶层中开口的长度。或者，采用电子束光刻，第一胶层选用对电子束光刻更为敏感的材料，以令第一胶层中开口的长度大于第二胶层中开口的长度。

[0071] 随后，在窄带隙材料层200暴露在外的部分上分别形成源极400和漏极300，源极400和漏极600在基底100上的正投影，分别位于第二胶层40中的开口在基底100上的正投影范围内，且在第二胶层40的延伸方向上，源极400和漏极300的长度分别与第二胶层40中开口的长度一致，且第一胶层30的高度大于源极400、漏极300的高度(参考图5中的(c)，由于源极和漏极是同步形成的，因此，图5中的(c)仅示出了形成漏极的示意图)。形成源极和漏极的方式可以包括电子束蒸发镀膜或者磁性溅射，上述沉积方式准直性较高，便于在窄带隙材料层暴露在外的部分上分别形成源极和漏极。源极和漏极在基底上的正投影分别位于第二胶层的开口在基底上的正投影范围内，且源极和漏极的长度分别与第二胶层的开口长度一致，且第一胶层的高度大于源极、漏极的高度，由此，可为后续侧墙的形成预留出足够的空间。关于第一胶层的开口和第二胶层的开口的具体尺寸不受特别限制，只要适于形成所需长度的台阶即可。

[0072] 随后，沿着第二胶层40的表面和侧壁、第一胶层30的侧壁、窄带隙材料层200的表面、源极400的侧壁和表面、漏极300的侧壁和表面沉积侧墙材料层510，且侧墙材料层510覆盖第一胶层30侧壁的部分，分别与侧墙材料层510覆盖源极400侧壁的部分、覆盖漏极300侧壁的部分之间具有空隙(参考图6中的(d)，由于源极和漏极是同步形成的，因此，图6中的(d)仅示出了形成漏极的示意图)。侧墙材料层可采用原子层沉积形成。

[0073] 最后，剥离第一胶层30和第二胶层40，形成侧墙500，侧墙500位于上述空隙且位于沟道区中的部分形成台阶10(参考图6中的(e))。由此，可采用自对准工艺同步形成覆盖源漏极并向沟道区延伸的侧墙，简化了工艺步骤，降低了工艺成本，侧墙的延伸部分形成台阶，使得台阶所在区域的等效栅介质厚度增加，以降低栅极对台阶下方沟道区的栅控能力，缓解漏极侧能带的过度弯曲，且侧墙可实现源漏极与栅极之间的绝缘，以及使源漏极与空气隔绝，实现对源漏极的钝化保护，且后续的栅极可在自对准工艺下形成，具有很好的栅控。

[0074] 根据本发明的另一些实施例，参考图7和图8，形成源极、漏极和侧墙可以包括：

[0075] 首先，在窄带隙材料层200远离基底100的一侧沉积保护材料层810，(参考图7中的(a))。关于形成保护材料层的材料不受特别限制，只要可以通过非破坏性刻蚀(如湿法刻蚀或者气相刻蚀)进行图案化即可，例如，根据本发明的实施例，形成保护材料层的材料可以包括氧化钇、氧化镧、氧化钪、氧化硅、氧化铝的至少之一。由此，在对第一胶层、第二胶层进行曝光、显影时，保护材料层可以保护窄带隙材料层免受损伤以及污染，并且在对由上述材料形成的保护材料层进行化学蚀刻时，不会破坏窄带隙材料的晶格结构，不仅不会对窄带隙材料层造成损伤和污染，还可以去除窄带隙材料层表面吸附的杂质和分子等，使得窄带隙材料层的性能得到更好的发挥。

[0076] 关于保护材料层的形成方式不受特别限制，例如，可以采用物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)、原子层沉积(ALD)或者旋涂等方式形成保护材料层。当保护材料层由氧化硅形成时，可采用旋涂的方式将氧化硅形成在窄带隙材料层上，操作简便，或者，采用热沉积的方式将氧化硅形成在窄带隙材料层上，且不会影响窄带隙材料层的性能。

[0077] 随后，在保护材料层810远离基底100的一侧依次沉积第一胶层30和第二胶层40，对第二胶层40和第一胶层30进行曝光、显影，暴露出部分保护材料层810，令第一胶层30中开口的长度大于第二胶层40中开口的长度，并去除保护材料层810暴露在外的部分，暴露出部分窄带隙材料层200(参考图7中的(b))。

[0078] 根据本发明的实施例，去除部分保护材料层可以包括：利用反应溶液或者反应气体对保护材料层进行化学蚀刻，并用水进行清洗。由此，在对保护材料层进行化学蚀刻时，不会破坏窄带隙材料的晶格结构，不会对窄带隙材料层造成损伤和污染。

[0079] 根据本发明的实施例，反应溶液可以包括酸性溶液或者碱性溶液。由此，通过酸性溶液或者碱性溶液与保护材料层进行反应，可以实现对保护材料层的图案化，且酸性溶液或碱性溶液与保护材料层反应的过程不会破坏窄带隙材料的晶格结构，不会对窄带隙材料层造成损伤和污染。

[0080] 关于酸性溶液和碱性溶液的具体成分不受特别限制，例如，酸性溶液可以包括盐酸、醋酸、硝酸、磷酸和硫酸的至少之一。碱性溶液可以包括氢氧化钾、氢氧化钠和四甲基氢氧化铵的至少之一。由此，可利用上述酸性溶液或者碱性溶液与保护材料层发生反应，去除部分保护材料层，且不会破坏窄带隙材料的晶格结构，不会对窄带隙材料层造成损伤和污染。以酸性溶液为盐酸，保护材料层为氧化钇层为例，盐酸可与氧化钇发生反应形成液态的氯化钇，用水可洗去多余的盐酸和氯化钇，实现对保护材料层的图案化。其中，盐酸可以很好地清洗窄带隙材料层的表面而不破坏窄带隙材料层的性质，带走工艺中引入的杂质，使暴露出来的窄带隙材料层具有很好的表面，为后续沉积侧墙以形成良好的静电调控打下基础。当保护材料层由氧化铝形成时，可采用磷酸对保护材料层进行化学蚀刻，当保护材料层由氧化硅形成时，可采用氢氧化钾对保护材料层进行化学蚀刻，且不会破坏窄带隙材料层的晶格结构。

[0081] 关于反应气体的具体成分不受特别限制，例如，反应气体可以包括氯化氢和氟化氢的至少之一。由此，上述反应气体可以与保护材料层发生反应，去除部分保护材料层，且不会破坏窄带隙材料的晶格结构。

[0082] 随后，在窄带隙材料层200暴露在外的部分上分别形成源极400和漏极300，源极400和漏极600在基底100上的正投影，分别位于第二胶层40中的开口在基底100上的正投影范围内，且在第二胶层40的延伸方向上，源极400和漏极300的长度分别与第二胶层40中开口的长度一致，且第一胶层30的高度大于源极400、漏极300的高度(参考图7中的(c)，由于源极和漏极是同步形成的，因此，图7中的(c)仅示出了形成漏极的示意图)。

[0083] 随后，沿着第二胶层40的表面和侧壁、第一胶层30的侧壁、保护材料层810的侧壁、窄带隙材料层200的表面、源极400的侧壁和表面、漏极300的侧壁和表面沉积侧墙材料层510，且侧墙材料层510覆盖第一胶层30侧壁的部分，分别与侧墙材料层510覆盖源极400侧壁的部分、覆盖漏极300侧壁的部分之间具有空隙(参考图8中的(d)，由于源极和漏极是同步形成的，因此，图8中的(d)仅示出了形成漏极的示意图)。

[0084] 最后，剥离第一胶层30和第二胶层40，形成侧墙500，侧墙500位于上述空隙且位于沟道区中的部分形成台阶10(参考图8中的(e))。由此，可采用自对准工艺同步形成覆盖源漏极并向沟道区延伸的侧墙，简化了工艺步骤，降低了工艺成本，侧墙的延伸部分形成台阶，使得台阶所在区域的等效栅介质厚度增加，以降低栅极对台阶下方沟道区的栅控能力，缓解漏极侧能带的过度弯曲，且侧墙可实现源漏极与栅极之间的绝缘，以及使源漏极与空气隔绝，实现对源漏极的钝化保护，且后续的栅极可在自对准工艺下形成，具有很好的栅控。需要说明的是，关于保护材料层与侧墙材料层的厚度关系不受特别限制，例如，保护材料层的厚度可以小于侧墙材料层的厚度，或者，保护材料层的厚度可以等于侧墙材料层的厚度，或者，保护材料层的厚度可以大于侧墙材料层的厚度。本领域技术人员所熟知的是，侧墙的厚度一般较薄，因此，本发明在剥离第一胶层和第二胶层时，在剥离作用下，侧墙材料层从第一胶层的侧壁延伸到窄带隙材料层表面的部分会同步被剥离掉，侧墙材料层保留在空隙中且位于沟道区中的部分形成台阶。

[0085] 关于源极和漏极的构成材料，前面已经进行了详细描述，在此不再赘述。

[0086] 根据本发明的实施例，侧墙可以由绝缘介质材料形成。由此，可实现源漏极与栅极之间的绝缘。根据本发明的实施例，侧墙可以由高K介质材料形成，也可以由低K介质材料形成。关于形成侧墙的高K介质材料、低K介质材料的具体成分不受特别限制，例如，形成侧墙的高K介质材料可以包括氧化铝、氮化铝、氧化铪、氧化锆、氧化钛、铪氮氧化物、镧氮氧化物、氧化钇、氧化镧的至少之一，形成侧墙的低K介质材料可以包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅的至少之一。由此，可增加台阶所在区域的等效栅介质厚度，以降低栅极对台阶下方沟道区的栅控能力，进一步缓解漏极侧能带的过度弯曲。根据本发明的优选实施例，侧墙由低K介质材料形成，低K介质材料的介电常数较小，当侧墙由低K介质材料形成时，侧墙的台阶部分也由低K介质材料形成，可进一步增加台阶所在区域的等效栅介质厚度，以降低栅极对台阶下方沟道区的栅控能力，进一步缓解漏极侧能带的过度弯曲，且侧墙可降低源漏极与栅极之间的寄生电容。

[0087] 根据本发明的实施例，侧墙由高K介质材料形成时，可采用热原子层沉积的方式沉积高K介质材料，当侧墙由低K介质材料形成时，可采用原子层沉积的方式沉积低K介质材料。

[0088] 根据本发明的实施例，侧墙的台阶可以具有固定电荷或者偶极子，或者，侧墙的台阶与栅介质层的界面具有偶极子。由此，可通过固定电荷或者偶极子对台阶下方的沟道区进行静电调控，以调节能带，进一步缓解漏极侧能带的过度弯曲。侧墙的台阶部分具有固定电荷，具体的，侧墙的台阶部分可以由具有固定电荷的材料构成，或者，侧墙的全部区域由具有固定电荷的材料构成，便于制备。侧墙的台阶部分具有偶极子，具体的，侧墙的台阶部分可由两种材料构成，在两种材料的界面处形成偶极子，或者，侧墙的全部区域由两种材料构成，在两种材料的界面处形成偶极子，便于制备。例如，先后沉积(例如原子层沉积)第一种侧墙材料和第二种侧墙材料，第一种侧墙材料和第二种侧墙材料的界面处形成偶极子。可以通过调整第一种侧墙材料和第二种侧墙材料的具体材料，使得侧墙的台阶部分中具有偶极子。或者，通过调整侧墙台阶部分的材料和栅介质层的材料，以在侧墙台阶部分与栅介质层的界面处形成偶极子。

[0089] 根据本发明的实施例，侧墙一侧的台阶的长度与栅极的长度比可以为0.01‑0.5。由此，可实现对漏极侧能带的良好调节，同时不显著减小晶体管的跨导。

[0090] S300：形成栅介质层

[0091] 在该步骤中，形成栅介质层。

[0092] 根据本发明的实施例，栅介质层600覆盖台阶10和位于源极400和漏极300之间的窄带隙材料层200(参考图6中的(f))。关于栅介质层的构成材料，前面已经进行了详细描述，在此不再赘述。

[0093] 根据本发明的实施例，参考图6中的(f)，在剥离第一胶层和第二胶层之后，在台阶远离基底100的一侧和窄带隙材料层200位于源极400和漏极300之间且未被侧墙500覆盖的部分上形成栅介质层600。栅介质层可采用原子层沉积形成。

[0094] 或者，根据本发明的另一些实施例，在剥离第一胶层和第二胶层之后，去除保护材料层810位于源极400和漏极300之间的部分，暴露出部分窄带隙材料层200，在台阶远离基底100的一侧以及窄带隙材料层200暴露在外的部分上形成栅介质层600(参考图6中的(f))。由此，可去除沟道区窄带隙材料层表面吸附的杂质和分子等，使得窄带隙材料层的性能得到更好的发挥，且可以使栅介质层的选材范围更大。

[0095] 或者，根据本发明的另一些实施例，参考图8中的(f)，栅介质层包括第一亚层610和第二亚层620，第一亚层610为保护材料层810位于源极400和漏极300之间的部分，在剥离第一胶层和第二胶层之后，在台阶和第一亚层610远离基底100的一侧形成第二亚层620。由此，在对第一胶层、第二胶层进行曝光、显影时，保护材料层可以保护窄带隙材料层免受损伤以及污染，且保护材料层位于源极和漏极之间的部分可作为栅介质层的一部分。在本实施例中，构成第一亚层的材料可以包括氧化钇、氧化镧、氧化铝。

[0096] 需要说明的是，由于侧墙的厚度较薄，在剥离第一胶层和第二胶层时，侧墙材料层从第一胶层侧壁延伸至窄带隙材料层表面的部分也会被同步剥离掉，因此，通常会在侧墙的台阶和第一亚层之间留有一定的缝隙(参考图8中的(e))，在形成第二亚层时，第二亚层的一部分会填充上述缝隙(参考图8中的(f))。根据本发明的实施例，优选将源漏极之间的保护材料层去除，然后重新沉积高K介质材料形成栅介质层的工艺，以显著缓解漏极侧能带的过度弯曲。

[0097] S400：形成栅极

[0098] 在该步骤中，形成栅极。

[0099] 关于栅极的形成方式不受特别限制，例如，可采用电子束蒸发镀膜或者磁性溅射形成栅极。

[0100] 综上，利用该方法获得的晶体管在导通状态时，漏极侧的能带变化较为平缓，缓解了能带过度弯曲引起的载流子的大幅加速，减少了载流子对漏极、漏极侧的栅介质层和基底的冲击，减少了漏极的热迁移以及对漏极侧栅介质层和基底的电荷注入等损伤，使晶体管的结构更加可靠、使用寿命增长；利用该方法获得的晶体管在关断状态时，漏极侧的肖特基势垒变厚，缓解了载流子的反向隧穿，有效减小了关态漏电流，降低了晶体管的功耗。

[0101] 下面结合具体的实施例进行说明。

[0102] 实施例1

[0103] 参考图1，晶体管包括基底100、窄带隙材料层200、源极400、漏极300、侧墙500、栅介质层600和栅极700，窄带隙材料层200具有沟道区，侧墙500覆盖漏极300的表面和侧壁，并延伸至沟道区中形成台阶，且侧墙500覆盖源极400的表面和侧壁，并延伸至沟道区中形成台阶，侧墙500由氧化铪形成，栅介质层300由氧化钇和氧化铪形成，窄带隙材料层200为碳纳米管。

[0104] 源极400和漏极300由Pd形成，构成P型晶体管(PMOS)。源极400和漏极300由Sc形成，构成N型晶体管(NMOS)。

[0105] 对比例1

[0106] 参考图9，晶体管包括基底100，设置在基底100上的窄带隙材料层200，源极400和漏极300设置在窄带隙材料层200远离基底100的一侧，栅介质层600覆盖部分源极400、源极400和漏极300之间的窄带隙材料层200以及部分漏极300，栅极700覆盖栅介质层600，栅介质层600由HfO2形成，窄带隙材料层200为碳纳米管。

[0107] 源极400和漏极300由Pd形成，构成P型晶体管(PMOS)。源极400和漏极300由Sc形成，构成N型晶体管(NMOS)。

[0108] 晶体管的制作过程如下：

[0109] 首先，在基底上形成碳纳米管。随后，在碳纳米管远离基底的一侧形成聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)层，并对PMMA层进行图案化处理形成间隔设置的凹槽。随后，在凹槽中沉积源漏金属，并对源漏金属进行图案化，分别在凹槽中形成源极和漏极，并去除PMMA层。随后，在源极远离漏极的一侧，以及在漏极远离源极的一侧分别形成PMMA结构，源极侧PMMA结构覆盖部分源极，漏极侧PMMA结构覆盖部分漏极。随后，在PMMA结构和源极、漏极、碳纳米管远离基底的一侧沉积HfO2，形成连续的栅介质材料层，并在HfO2远离基底的一侧沉积栅极金属。最后，去除PMMA结构，在去除PMMA结构时会同步去除位于PMMA结构侧壁处的HfO2，以形成晶体管。

[0110] 分别对实施例1和对比例1的晶体管进行性能测试，得到晶体管的转移特性曲线(参考图10和图11)，表征晶体管在栅压作用下的开关特性。图10为实施例1的晶体管的转移特性曲线，图11为对比例1的晶体管的转移特性曲线。

[0111] 由图10和11可知，相较于传统的高k栅介质自对准碳纳米管晶体管(即对比例1的晶体管)，实施例1的碳纳米管晶体管关态电流显著降低，具有更高的开关比，同时具有更合适的阈值电压。

[0112] 需要说明的是，图10和图11中，Ids为源漏极之间的电流，Vds为源漏极之间的电压，Vgs为栅极和源极之间的电压，L/W为栅极长度和沟道宽度的比值。

[0113] 在本发明的描述中，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

[0114] 在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“另一个实施例”等的描述意指结合该实施例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。另外，需要说明的是，本说明书中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。

[0115] 尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。