1.双掺杂源漏单晶体管同或门,包含SOI晶圆的硅衬底(1),其特征在于:SOI晶圆的硅衬底(1)上方为SOI晶圆的衬底绝缘层(2),SOI晶圆的衬底绝缘层(2)为绝缘材料层,SOI晶圆的衬底绝缘层(2)的上方为半导体薄膜区(3)、可互换N型源漏区a(4)、可互换P型源漏区a(5)、可互换N型源漏区b(6)、可互换P型源漏区b(7)、绝缘介质层(8)、栅电极绝缘层(9)、栅电极a(10)和栅电极b(11);半导体薄膜区(3)为半导体材料,半导体薄膜区(3)的上表面和前后侧表面的左右两侧与栅电极绝缘层(9)相互接触;半导体薄膜区(3)的上表面和前后侧表面的中央部分与绝缘介质层(8)相互接触;
可互换N型源漏区a(4)和可互换P型源漏区a(5)分别为掺有N型杂质和P型杂质的半导体区域;可互换N型源漏区a(4)和可互换P型源漏区a(5)同时位于半导体薄膜区(3)的左侧,并与半导体薄膜区(3)相互接触;可互换N型源漏区a(4)的前侧表面和可互换P型源漏区a(5)的后侧表面与绝缘介质层(8)相互接触;可互换N型源漏区a(4)的后侧表面和可互换P型源漏区a(5)的前侧表面与防耗尽隔离层a(14)相互接触;防耗尽隔离层a(14)为绝缘介质材料;可互换N型源漏区a(4)和可互换P型源漏区a(5)的上表面的左侧与可互换源漏电极a(12)相互接触,可互换N型源漏区a(4)和可互换P型源漏区a(5)的上表面的右侧与绝缘介质层(8)相互接触;
可互换N型源漏区b(6)和可互换P型源漏区b(7)分别为掺有N型杂质和P型杂质的半导体区域;可互换N型源漏区b(6)和可互换P型源漏区b(7)同时位于半导体薄膜区(3)的右侧,并与半导体薄膜区(3)相互接触;可互换N型源漏区b(6)的前侧表面和可互换P型源漏区b(7)的后侧表面与绝缘介质层(8)相互接触;可互换N型源漏区b(6)的后侧表面和可互换P型源漏区b(7)的前侧表面与防耗尽隔离层b(15)相互接触;防耗尽隔离层b(15)为绝缘介质材料;可互换N型源漏区b(6)和可互换P型源漏区b(7)的上表面的右侧与可互换源漏电极b(13)相互接触,可互换N型源漏区b(6)和可互换P型源漏区b(7)的上表面的左侧与绝缘介质层(8)相互接触;
绝缘介质层(8)为绝缘介质材料;栅电极绝缘层(9)为绝缘介质材料,栅电极绝缘层(9)的左侧部分的上表面和前后侧表面与栅电极a(10)相互接触;栅电极绝缘层(9)的右侧部分的上表面和前后侧表面与栅电极b(11)相互接触;栅电极a(10)和栅电极b(11)为金属、合金、多晶硅或金属硅化物;栅电极a(10)与栅电极绝缘层(9)的左侧部分的上表面以及前后侧表面相互接触,栅电极a(10)通过栅电极绝缘层(9)与半导体薄膜区(3)彼此相互绝缘隔离,栅电极a(10)通过绝缘介质层(8)与可互换源漏电极a(12)和可互换源漏电极b(13)彼此绝缘隔离;栅电极b(11)与栅电极绝缘层(9)的右侧部分的上表面以及前后侧表面相互接触,栅电极b(11)通过栅电极绝缘层(9)与半导体薄膜区(3)彼此相互绝缘隔离,栅电极b(11)通过绝缘介质层(8)与可互换源漏电极a(12)和可互换源漏电极b(13)彼此绝缘隔离;
栅电极a(10)与栅电极b(11)通过绝缘介质层(8)彼此绝缘隔离;可互换源漏电极a(12)为金属、合金或金属硅化物,可互换源漏电极a(12)的下表面与可互换N型源漏区a(4)和可互换P型源漏区a(5)的上表面的左侧相互接触并形成欧姆类型的反阻挡层接触;可互换源漏电极b(13)为金属、合金或金属硅化物,可互换源漏电极b(13)的下表面与可互换N型源漏区b(6)和可互换P型源漏区b(7)的上表面的右侧相互接触并形成欧姆类型的反阻挡层接触。
2.一种根据权利要求1所述双掺杂源漏单晶体管同或门的使用方法,其特征在于:栅电极a(10)与同或门的两个信号输入端,即信号输入端A(16)和信号输入端B(17)中的一端相互连接,同时栅电极b(11)与同或门的两个信号输入端,即与信号输入端A(16)和信号输入端B(17)中与栅电极a(10)连接之外的另一端相互连接;可互换源漏电极a(12)与电源电压输入端(18)和同或门输出端(19)中的一端相互连接,同时可互换源漏电极b(13)与电源电压输入端(18)和同或门输出端(19)中与可互换源漏电极a(12)连接之外的另一端相互连接;
当信号输入端A(16)和信号输入端B(17)同时输入高电平,栅电极a(10)和栅电极b(11)同时处于高电位,且当可互换源漏电极a(12)和可互换源漏电极b(13)分别与电源电压输入端(18)和同或门输出端(19)中的其中一端相互连接时,半导体薄膜区(3)在栅电极a(10)和栅电极b(11)的共同作用下,通过电场效应在内部所形成电子沟道,使电子可以从可互换源漏电极a(12)和可互换源漏电极b(13)之中处于电势较低的一端,流至可互换N型源漏区a(4)和可互换N型源漏区b(6)之中同样处于电势较低的一端,并经过半导体薄膜区(3)内部形成电子沟道流向可互换N型源漏区a(4)和可互换N型源漏区b(6)之中处于电势较高的一端,再从可互换源漏电极a(12)和可互换源漏电极b(13)之中处于电势较高的一端流出,双掺杂源漏单晶体管同或门此时处于低阻状态,对同或门输出端(19)输出高电平;
当信号输入端A(16)和信号输入端B(17)同时输入低电平,栅电极a(10)和栅电极b(11)同时处于低电位,且当可互换源漏电极a(12)和可互换源漏电极b(13)分别与电源电压输入端(18)和同或门输出端(19)中的其中一端相互连接时,半导体薄膜区(3)在栅电极a(10)和栅电极b(11)的共同作用下,通过电场效应在内部形成空穴沟道,使空穴可以从可互换源漏电极a(12)和可互换源漏电极b(13)之中处于电势较高的一端,流至可互换P型源漏区a(5)和可互换P型源漏区b(7)之中同样处于电势较高的一端,并经过半导体薄膜区(3)内部所形成空穴沟道流向可互换P型源漏区a(5)和可互换N型源漏区b(6)之中处于电势较低的一端,再从可互换源漏电极a(12)和可互换源漏电极b(13)之中处于电势较低的一端流出,双掺杂源漏单晶体管同或门此时处于低阻状态,对同或门输出端(19)输出高电平;
当信号输入端A(16)和信号输入端B(17)其中一个输入高电平,另一个输入低电平,且当可互换源漏电极a(12)和可互换源漏电极b(13)分别与电源电压输入端(18)和同或门输出端(19)中的其中一端相互连接时,栅电极a(10)和栅电极b(11)其中一个处于高电平,另一个处于低电平,栅电极a(10)和栅电极b(11)之中处于高电平的一个可以通过电场效应阻挡“空穴”从可互换源漏电极a(12)和可互换源漏电极b(13)之中处于电势较高的一端流向电势较低的一端,栅电极a(10)和栅电极b(11)之中处于低电平的一个可以通过电场效应阻挡“电子”从可互换源漏电极a(12)和可互换源漏电极b(13)之中处于电势较低的一端流向电势较低的一端,双掺杂源漏单晶体管同或门此时处于高阻状态,对同或门输出端(19)输出低电平。
3.根据权利要求2所述双掺杂源漏单晶体管同或门的使用方法,其特征在于:该双掺杂源漏单晶体管同或门结构左右对称,可互换源漏电极a(12)和可互换源漏电极b(13)能够彼此互换,即可互换源漏电极a(12)和可互换源漏电极b(13)之中的任意一端与电源电压输入端(18)连接,另一端与同或门输出端(19)连接均可输出同或门。
4.一种根据权利要求1所述双掺杂源漏单晶体管同或门的制造方法,其特征在于:具体制造步骤如下:
步骤一:提供一个SOI晶圆,最下方为SOI晶圆的硅衬底(1),硅衬底的上面是SOI晶圆的衬底绝缘层(2),SOI晶圆的衬底绝缘层(2)的上表面为半导体薄膜,通过光刻、刻蚀和淀积工艺,初步形成半导体薄膜(3);
步骤二:通过离子注入工艺,分别初步形成可互换N型源漏区a(4)、可互换P型源漏区a(5)、可互换N型源漏区b(6)、可互换P型源漏区b(7);
步骤三:通过刻蚀工艺,刻蚀掉步骤二所生成的可互换N型源漏区a(4)、可互换P型源漏区a(5)之间的部分区域,刻蚀掉步骤二所生成的可互换N型源漏区b(6)、可互换P型源漏区b(7)之间的部分区域,进一步形成可互换N型源漏区a(4)、可互换P型源漏区a(5)、可互换N型源漏区b(6)、可互换P型源漏区b(7),并为防耗尽隔离层a(14)和防耗尽隔离层b(15)预留空间,再通过淀积工艺,在步骤二基础之上淀积绝缘介质层,再通过平坦化处理至露出半导体薄膜(3),形成防耗尽隔离层a(14)和防耗尽隔离层b(15),初步形成绝缘介质层(8),再通过刻蚀工艺刻蚀掉半导体薄膜(3)前后表面左右两侧部分的绝缘介质层至露出SOI晶圆的衬底绝缘层(2),进一步形成绝缘介质层(8);
步骤四:通过淀积工艺,在步骤三基础之上淀积栅电极绝缘层,再通过平坦化处理至露出半导体薄膜(3),初步形成栅电极绝缘层(9);
步骤五:通过淀积工艺,在步骤四基础之上淀积绝缘介质层,进行平坦化处理后,再通过光刻、刻蚀工艺对左右两侧中间部分进行刻蚀至露出步骤四所形成的栅电极绝缘层(9)和栅电极绝缘层(9)的上下两侧部分之间的半导体薄膜(3)的上表面;
步骤六:通过淀积工艺,在步骤五基础之上淀积栅电极绝缘层,再通过平坦化处理至露出绝缘介质层(8)的上表面,再通过光刻、刻蚀工艺去掉栅电极绝缘层(9)的左右两侧部分的上下两侧部分至露出衬底绝缘层(2),再通过淀积工艺淀积金属、合金、多晶硅或金属硅化物,再通过平坦化处理至露出栅电极绝缘层(9),初步形成栅电极a(10)和栅电极b(11);
步骤七:通过淀积工艺,在步骤六基础之上淀积栅电极绝缘层,进行平坦化处理后,再通过光刻、刻蚀工艺对左右两侧中间部分进行刻蚀至露出步骤六所形成的栅电极绝缘层(9)、栅电极a(10)和栅电极b(11)的上表面;
步骤八:通过淀积工艺,在步骤七基础之上淀积金属、合金、多晶硅或金属硅化物,再通过平坦化处理至露出绝缘介质层(8)的上表面,进一步形成栅电极a(10)和栅电极b(11);
步骤九:通过刻蚀工艺,在步骤八基础之上刻蚀掉部分绝缘介质层(8)至露出可互换N型源漏区a(4)和可互换P型源漏区a(5)左侧的上表面,及可互换N型源漏区b(6)和可互换P型源漏区b(7)右侧的上表面;
步骤十:通过淀积工艺,在步骤九基础之上淀积金属、合金、多晶硅或金属硅化物,再通过平坦化处理至露出绝缘介质层(8)的上表面,形成可互换源漏电极a(12)和可互换源漏电极b(13)。