(57)【要約】【課題】消費電力の増加を抑制し得る構成、構造を有するトンネル電界効果トランジスタを提供する。【解決手段】トンネル電界効果トランジスタ１０Ａは、第２活性領域５０、第１活性領域３０及び制御電極２０の積層構造を有し、第１活性領域３０は、第１−Ａ活性領域３１、及び、第１−Ａ活性領域３１と第１活性領域延在部４１との間に少なくとも位置する第１−Ｂ活性領域３２から構成され、第１−Ａ活性領域３１の下方には第２活性領域５０が存在し、第１−Ｂ活性領域３２の下方には第２活性領域５０が存在せず、第２活性領域５０の正射影像が第１活性領域３０の正射影像と重なる第２活性領域５０の部分の縁部の総延長をＬ2-Totalとし、第１活性領域３０の軸線方向をＸ方向、積層構造の積層方向をＺ方向としたときのＹ方向に沿った第１活性領域の長さをＬ1-Yとしたとき、Ｌ1-Y＜Ｌ2-Totalを満足する。【選択図】  図１
2018098338.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１活性領域、
第１活性領域の下に設けられた第２活性領域、
第１活性領域の上に設けられた制御電極、
第１活性領域から延在する第１活性領域延在部、及び、
第２活性領域から延在する第２活性領域延在部、
を備えており、
第１活性領域は、第１−Ａ活性領域、及び、第１−Ａ活性領域と第１活性領域延在部との間に少なくとも位置する第１−Ｂ活性領域から構成されており、
制御電極の正射影像と第１活性領域の正射影像とは少なくとも一部分で重なっており、
第１−Ａ活性領域の下方には第２活性領域が存在し、
第１−Ｂ活性領域の下方には第２活性領域が存在せず、
第２活性領域の正射影像が第１活性領域の正射影像と重なる第２活性領域の部分の端部の総延長をＬ2-Totalとし、
第１活性領域から第１活性領域延在部へと延びる方向をＸ方向、第２活性領域、第１活性領域及び制御電極の積層方向をＺ方向としたときの、第２活性領域の正射影像と重なるＹ方向に沿った第１活性領域の長さをＬ1-Yとしたとき、
Ｌ1-Y＜Ｌ2-Total
を満足するトンネル電界効果トランジスタ。
【請求項２】
第２活性領域は、絶縁領域によって囲まれており、
絶縁領域の上に、第１−Ｂ活性領域が形成されている請求項１に記載のトンネル電界効果トランジスタ。
【請求項３】
絶縁領域を構成する絶縁材料は、低誘電率を有する絶縁材料から成る請求項２に記載のトンネル電界効果トランジスタ。
【請求項４】
第１−Ａ活性領域は第１−Ｂ活性領域によって囲まれており、
第２活性領域延在部は、第２活性領域と接し、正射影像が第１−Ｂ活性領域の正射影像の一部と重なっている第２−Ａ活性領域延在部、及び、第２−Ａ活性領域延在部から延在する第２−Ｂ活性領域延在部から構成されており、
第２−Ａ活性領域延在部と第１活性領域との間のＺ方向の距離は、第２活性領域と第１活性領域との間のＺ方向の距離よりも長い請求項１に記載のトンネル電界効果トランジスタ。
【請求項５】
第２−Ａ活性領域延在部の上方に、第１−Ｂ活性領域の一部の端部が位置している請求項４に記載のトンネル電界効果トランジスタ。
【請求項６】
第１−Ａ活性領域は、第１−Ａ1活性領域、及び、第１−Ａ1活性領域を囲む第１−Ａ2活性領域から構成されており、
第１−Ａ2活性領域、第１−Ｂ活性領域及び第１活性領域延在部は、第１導電型としての特性を有し、
第２活性領域は、第１導電型とは異なる第２導電型としての特性を有し、
第１−Ａ1活性領域は、第１−Ａ2活性領域よりも低い不純物濃度を有する請求項４に記載のトンネル電界効果トランジスタ。
【請求項７】
第２活性領域は、凸状の複数の第２活性領域セグメントから成り、
第２活性領域セグメントと第２活性領域セグメントとの間の凹部は、絶縁材料で埋め込まれている請求項１に記載のトンネル電界効果トランジスタ。
【請求項８】
各第２活性領域セグメントの平面形状は帯状である請求項７に記載のトンネル電界効果トランジスタ。
【請求項９】
複数の第２活性領域セグメントが２次元マトリクス状に配列されている請求項７に記載のトンネル電界効果トランジスタ。
【請求項１０】
凹部と対向する第１活性領域の部分は、第１導電型としての特性を有し、
第２活性領域は、第１導電型とは異なる第２導電型としての特性を有し、
第２活性領域セグメントと対向する第１活性領域の部分は、第１導電型としての特性を有する第１領域、及び、第１領域に囲まれ、第１領域よりも低い不純物濃度を有する第２領域から構成されている請求項７に記載のトンネル電界効果トランジスタ。
【請求項１１】
第１−Ｂ活性領域の下方には、第１導電型を有する半導体層が形成されており、
第２活性領域は、第１導電型とは異なる第２導電型を有する請求項１に記載のトンネル電界効果トランジスタ。
【請求項１２】
半導体層には、第２活性領域に印加される電圧とは異なる電圧が印加される請求項１１に記載のトンネル電界効果トランジスタ。
【請求項１３】
第１活性領域、
第１活性領域の下に設けられた第２活性領域、
第１活性領域の上に設けられた制御電極、
第１活性領域から延在する第１活性領域延在部、及び、
第２活性領域から延在する第２活性領域延在部、
を備えており、
制御電極の正射影像と第１活性領域の正射影像と第２活性領域の正射影像とが重なっている第１活性領域の部分を第１−ａ活性領域とし、制御電極の正射影像と第１活性領域の正射影像とが重なり、且つ、第２活性領域の正射影像とは重なっていない第１活性領域の部分を第１−ｂ活性領域としたとき、
第１−ｂ活性領域は、第１導電型としての特性を有し、第２活性領域は、第１導電型とは異なる第２導電型としての特性を有し、
第１−ｂ活性領域の下及び第１活性領域延在部の下には、絶縁領域が形成されており、
第１−ａ活性領域は、第１−ａ1活性領域、及び、第１−ａ1活性領域と第１−ｂ活性領域とによって挟まれ、第１導電型としての特性を有し、第１−ａ1活性領域の不純物濃度よりも高い不純物濃度を有する第１−ａ2活性領域から構成されているトンネル電界効果トランジスタ。
【請求項１４】
第１活性領域及び第１活性領域延在部は、２次元材料又はグラフェンから構成されている請求項１又は請求項１３に記載のトンネル電界効果トランジスタ。
【請求項１５】
第２活性領域及び第２活性領域延在部は、シリコン半導体基板、ゲルマニウム基板、又は、シリコン−ゲルマニウム基板から構成されている請求項１又は請求項１３に記載のトンネル電界効果トランジスタ。
【請求項１６】
第２活性領域及び第２活性領域延在部は、２次元材料又はグラフェンから構成されている請求項１又は請求項１３に記載のトンネル電界効果トランジスタ。
【請求項１７】
第１活性領域が延びる方向と制御電極の長さ方向とは平行である請求項１又は請求項１３に記載のトンネル電界効果トランジスタ。
【請求項１８】
制御電極と第１活性領域との間には絶縁層が形成されている請求項１又は請求項１３に記載のトンネル電界効果トランジスタ。
【請求項１９】
第１活性領域と第２活性領域との間には、第２の絶縁層が設けられている請求項１又は請求項１３に記載のトンネル電界効果トランジスタ。
【請求項２０】
制御電極、第１活性領域延在部及び第２活性領域延在部のそれぞれに電圧が印加されることによって、第１活性領域と第２活性領域との間をトンネル効果によって電子が移動することで導通状態となる請求項１又は請求項１３に記載のトンネル電界効果トランジスタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、トンネル電界効果トランジスタに関する。
【背景技術】
【０００２】
低消費電力デバイスとして次世代デバイスの候補の１つにトンネル電界効果トランジスタ（ＴＦＥＴ）が挙げられる。ここで、ＴＦＥＴの開発においては、遷移金属ダイカルコゲナイド（ＴＭＤＣ：Transition Metal DiChalcogenides）といった２次元材料（２Ｄ材料）が着目を集めている。そして、このようなＴＦＥＴが、例えば、特開２０１５−０９０９８４号公報から周知である。この特許公開公報に開示された半導体素子は、例えば、図１４を参照して段落番号［０１３１］に記載されたように、
ドレイン電極として機能する第１導電層ＣＬ１０、
二次元物質要素を含み、トンネリング層として機能する半導体層ＳＬ１０、
ソース電極として機能する第２導電層ＣＬ２０、
ゲート絶縁層として機能する絶縁層ＮＬ１０、及び、
ゲート電極として機能する第３導電層ＣＬ３０、
の積層構造を有する。以下、係る積層構造を、『積層構造特開２０１５−０９０９８４号公報に開示された積層構造』と呼ぶ場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−０９０９８４号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】A computational study of van der Waals tunnel transistors:fundamental aspects and design challenges", Jiang Cao et al., IEDM15-313 12.5.1-12.5.4
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述した構造にあっては、ソース電極として機能する第２導電層ＣＬ２０とゲート電極として機能する第３導電層ＣＬ３０とが、ゲート絶縁層として機能する絶縁層ＮＬ１０を介して対向している。従って、第２導電層ＣＬ２０と絶縁層ＮＬ１０と第３導電層ＣＬ３０とによって形成される容量が、従来のＭＯＳ型ＦＥＴと比較して大きく、消費電力が増加するといった問題を有する。
【０００６】
従って、本開示の目的は、消費電力の増加を抑制し得る構成、構造を有するトンネル電界効果トランジスタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するための本開示の第１の態様に係るトンネル電界効果トランジスタは、
第１活性領域、
第１活性領域の下に設けられた第２活性領域、
第１活性領域の上に設けられた制御電極、
第１活性領域から延在する第１活性領域延在部、及び、
第２活性領域から延在する第２活性領域延在部、
を備えており、
第１活性領域は、第１−Ａ活性領域、及び、第１−Ａ活性領域と第１活性領域延在部との間に少なくとも位置する第１−Ｂ活性領域から構成されており、
制御電極の正射影像と第１活性領域の正射影像とは少なくとも一部分で重なっており、
第１−Ａ活性領域の下方には第２活性領域が存在し、
第１−Ｂ活性領域の下方には第２活性領域が存在せず、
第２活性領域の正射影像が第１活性領域の正射影像と重なる第２活性領域の部分の端部の総延長をＬ2-Totalとし、
第１活性領域から第１活性領域延在部へと延びる方向をＸ方向、第２活性領域、第１活性領域及び制御電極の積層方向をＺ方向としたときの、第２活性領域の正射影像と重なるＹ方向に沿った第１活性領域の長さをＬ1-Yとしたとき、
Ｌ1-Y＜Ｌ2-Total
を満足する。
【０００８】
上記の目的を達成するための本開示の第２の態様に係るトンネル電界効果トランジスタは、
第１活性領域、
第１活性領域の下に設けられた第２活性領域、
第１活性領域の上に設けられた制御電極、
第１活性領域から延在する第１活性領域延在部、及び、
第２活性領域から延在する第２活性領域延在部、
を備えており、
制御電極の正射影像と第１活性領域の正射影像と第２活性領域の正射影像とが重なっている第１活性領域の部分を第１−ａ活性領域とし、制御電極の正射影像と第１活性領域の正射影像とが重なり、且つ、第２活性領域の正射影像とは重なっていない第１活性領域の部分を第１−ｂ活性領域としたとき、
第１−ｂ活性領域は、第１導電型としての特性を有し、第２活性領域は、第１導電型とは異なる第２導電型としての特性を有し、
第１−ｂ活性領域の下及び第１活性領域延在部の下には、絶縁領域が形成されており、
第１−ａ活性領域は、第１−ａ1活性領域、及び、第１−ａ1活性領域と第１−ｂ活性領域とによって挟まれ、第１導電型としての特性を有し、第１−ａ1活性領域の不純物濃度よりも高い不純物濃度を有する第１−ａ2活性領域から構成されている。
【発明の効果】
【０００９】
本開示の第１の態様に係るトンネル電界効果トランジスタにおいて、制御電極と第１−Ａ活性領域と第２活性領域とは重なっているので、トンネル電界効果トランジスタの確実なる動作を保証することができる。尚、第１−Ａ活性領域の正射影像と第２活性領域の正射影像とが一致して重なっている領域を、便宜上、『第１重複領域』と呼ぶ。また、制御電極の正射影像と第１−Ｂ活性領域の正射影像とが重なっている領域（便宜上、『第２重複領域』と呼ぶ）には、第２活性領域の正射影像が含まれていない。それ故、第１重複領域における容量と第２重複領域における容量との間に差が生じる結果、第１重複領域におけるポテンシャルと第２重複領域におけるポテンシャルとの間に相違が生じ、第１重複領域と第２重複領域との境界領域に位置する第２活性領域の端部においてトンネル電流が流れ易くなる。しかも、Ｌ1-Y＜Ｌ2-Totalを満足している。それ故、以上の結果として、トンネル電界効果トランジスタの消費電力の低減を図ることができる。また、本開示の第２の態様に係るトンネル電界効果トランジスタにあっては、第１−ｂ活性領域の下に絶縁領域が形成されているので、第１の態様と同様、第１重複領域と第２重複領域の間に容量差が生じて、第２活性領域の端部においてトンネルが流れ易くなる。加えて、第１−ａ活性領域は、第１−ａ2活性領域、及び、第１−ａ2活性領域よりも低不純物濃度の第１−ａ1活性領域から構成されているので、第１−ａ1活性領域が空乏化し易く、寄生容量を減少させることができる。更には、第１−ｂ活性領域は、第１導電型としての特性を有するので、第１−ａ2活性領域、第１−ｂ活性領域、第１活性領域延在部が第１導電型を有する領域として繋がる。尚、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものでは無く、また、付加的な効果があってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１Ａ及び図１Ｂは、それぞれ、実施例１のトンネル電界効果トランジスタの模式的な一部断面図、及び、実施例１のトンネル電界効果トランジスタにおける制御電極と第１活性領域と第２活性領域等との配置関係を模式的に示す図である。
【図２】図２Ａ及び図２Ｂは、図１Ａに示した実施例１のトンネル電界効果トランジスタにおける制御電極と第１活性領域と第２活性領域等との配置関係の変形例を模式的に示す図である。
【図３】図３Ａ及び図３Ｂは、それぞれ、実施例２のトンネル電界効果トランジスタ及びその変形例の模式的な一部断面図である。
【図４】図４Ａ及び図４Ｂは、図３Ａに示した実施例２のトンネル電界効果トランジスタにおける制御電極と第１活性領域及び第１活性領域延在部との配置関係を模式的に示す図、及び、制御電極と第２活性領域及び第２活性領域延在部との配置関係を模式的に示す図である。
【図５】図５Ａ及び図５Ｂは、図３Ｂに示した実施例２のトンネル電界効果トランジスタの変形例における制御電極と第１活性領域及び第１活性領域延在部との配置関係を模式的に示す図、及び、制御電極と第２活性領域及び第２活性領域延在部との配置関係を模式的に示す図である。
【図６】図６Ａ及び図６Ｂは、それぞれ、実施例３のトンネル電界効果トランジスタ及びその変形例の模式的な一部断面図である。
【図７】図７Ａ及び図７Ｂは、図６Ａに示した実施例３のトンネル電界効果トランジスタにおける制御電極と第１活性領域及び第１活性領域延在部との配置関係を模式的に示す図、及び、制御電極と第２活性領域及び第２活性領域延在部との配置関係を模式的に示す図である。
【図８】図８Ａ及び図８Ｂは、図６Ｂに示した実施例３のトンネル電界効果トランジスタの変形例における制御電極と第１活性領域及び第１活性領域延在部との配置関係を模式的に示す図、及び、制御電極と第２活性領域及び第２活性領域延在部との配置関係を模式的に示す図である。
【図９】図９Ａ並びに図９Ｂは、それぞれ、実施例４のトンネル電界効果トランジスタの模式的な一部断面図、並びに、制御電極と第２活性領域及び第２活性領域延在部との配置関係を模式的に示す図である。
【図１０】図１０は、実施例４のトンネル電界効果トランジスタの変形例における制御電極と第２活性領域及び第２活性領域延在部との配置関係を模式的に示す図である。
【図１１】図１１は、実施例４のトンネル電界効果トランジスタの別の変形例の模式的な一部断面図である。
【図１２】図１２Ａ及び図１２Ｂは、実施例４のトンネル電界効果トランジスタの更に別の変形例の制御電極と第２活性領域及び第２活性領域延在部との配置関係を模式的に示す図である。
【図１３】図１３Ａ及び図１３Ｂは、それぞれ、実施例５及びその変形例の模式的な一部断面図である。
【図１４】図１４Ａ及び図１４Ｂは、それぞれ、実施例６のトンネル電界効果トランジスタ及びその変形例の模式的な一部断面図である。
【図１５】図１５Ａ及び図１５Ｂは、図１４Ａ及び図１４Ｂに示した実施例６のトンネル電界効果トランジスタにおける制御電極と第１活性領域、第１活性領域延在部、第２活性領域及び第２活性領域延在部との配置関係を模式的に示す図である。
【図１６】図１６Ａ並びに図１６Ｂは、それぞれ、実施例２のトンネル電界効果トランジスタの別の変形例の制御電極と第２活性領域及び第２活性領域延在部との配置関係を模式的に示す図、及び模式的な一部断面図である。
【図１７】図１７は、実施例２のトンネル電界効果トランジスタの更に別の変形例における制御電極と第２活性領域及び第２活性領域延在部との配置関係を模式的に示す図である。
【図１８】図１８Ａ及び図１８Ｂは、それぞれ、実施例４のトンネル電界効果トランジスタ及びその変形例において第２活性領域セグメントの数とパラメータＫＰＩの値との関係を求めた結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、実施例に基づき本開示を説明するが、本開示は実施例に限定されるものではなく、実施例における種々の数値や材料は例示である。尚、説明は、以下の順序で行う。
１．本開示の第１の態様〜第２の態様に係るトンネル電界効果トランジスタ、全般に関する説明
２．実施例１（本開示の第１の態様に係るトンネル電界効果トランジスタ）
３．実施例２（実施例１の変形）
４．実施例３（実施例２の変形）
５．実施例４（実施例２の別の変形）
６．実施例５（実施例１〜実施例４の別の変形）
７．実施例６（本開示の第２の態様に係るトンネル電界効果トランジスタ）
８．その他
【００１２】
〈本開示の第１の態様〜第２の態様に係るトンネル電界効果トランジスタ、全般に関する説明〉
本開示の第１の態様に係るトンネル電界効果トランジスタにおいて、制御電極の正射影像と第１活性領域の正射影像とは少なくとも一部分が重なっているが、
（Ａ−１）制御電極の正射影像と第１活性領域の正射影像とが部分的に重なっている場合もあるし、
（Ａ−２）制御電極の正射影像に第１活性領域の正射影像が含まれる場合もあるし、
（Ａ−３）制御電極の正射影像と第１活性領域の正射影像とが一致している場合もあるし、
（Ａ−４）第１活性領域の正射影像に制御電極の正射影像が含まれる場合もある。
【００１３】
また、制御電極の正射影像と第１−Ａ活性領域の正射影像との関係は、
（Ｂ−１）制御電極の正射影像と第１−Ａ活性領域の正射影像とが部分的に重なっている場合もあるし、
（Ｂ−２）制御電極の正射影像に第１−Ａ活性領域の正射影像が含まれる場合もあるし、
（Ｂ−３）制御電極の正射影像と第１−Ａ活性領域の正射影像とが一致している場合もあるし、
（Ｂ−４）第１−Ａ活性領域の正射影像に制御電極の正射影像が含まれる場合もある。
【００１４】
第１−Ａ活性領域と第１−Ｂ活性領域の境界の全てあるいは一部分は、制御電極の正射影像に含まれる。
【００１５】
更には、第２活性領域の正射影像と第１−Ａ活性領域の正射影像との関係は、
（Ｃ−１）第２活性領域の正射影像と第１−Ａ活性領域の正射影像とが部分的に重なっている場合もあるし、
（Ｃ−２）第２活性領域の正射影像に第１−Ａ活性領域の正射影像が含まれる場合もあるし、
（Ｃ−３）第２活性領域の正射影像と第１−Ａ活性領域の正射影像とが一致している場合もあるし、
（Ｃ−４）第１−Ａ活性領域の正射影像に第２活性領域の正射影像が含まれる場合もある。
【００１６】
本開示の第１の態様に係るトンネル電界効果トランジスタにおいて、第２活性領域は、絶縁領域によって囲まれており、絶縁領域の上に、第１−Ｂ活性領域が形成されている形態とすることができる。そして、この場合、絶縁領域を構成する絶縁材料は、低誘電率を有する絶縁材料（所謂Ｌｏｗ−ｋ材料）から成る形態とすることができる。
【００１７】
上記の好ましい形態を含む本開示の第１の態様に係るトンネル電界効果トランジスタにおいて、
第１−Ａ活性領域は第１−Ｂ活性領域によって囲まれており、
第２活性領域延在部は、第２活性領域と接し、正射影像が第１−Ｂ活性領域の正射影像の一部と重なっている第２−Ａ活性領域延在部、及び、第２−Ａ活性領域延在部から延在する第２−Ｂ活性領域延在部から構成されており、
第２−Ａ活性領域延在部と第１活性領域との間のＺ方向（垂直方向）の距離Ｈ2-Aは、第２活性領域と第１活性領域との間のＺ方向（垂直方向）の距離Ｈ2よりも長い形態とすることができる。そして、この場合、第２−Ａ活性領域延在部の上方に、第１−Ｂ活性領域の一部の端部が位置している形態とすることができ、これによって、制御電極への電圧の印加が低いとき、第１−Ａ活性領域と第２活性領域との間にトンネルリーク電流が流れることを確実に抑制することができる。
【００１８】
以上に説明した各種の好ましい形態本開示の第１の態様に係るトンネル電界効果トランジスタにおいて、
第１−Ａ活性領域は、第１−Ａ1活性領域、及び、第１−Ａ1活性領域を囲む第１−Ａ2活性領域から構成されており、
第１−Ａ2活性領域、第１−Ｂ活性領域及び第１活性領域延在部は、第１導電型としての特性を有し、
第２活性領域は、第１導電型とは異なる第２導電型としての特性を有し、
第１−Ａ1活性領域は、第１−Ａ2活性領域よりも低い不純物濃度を有する構成とすることができる。ここで、第１−Ａ1活性領域は、第１導電型としての特性を有していてもよいし、第２導電型としての特性を有していてもよいし、イントリンシックとしての特性を有していてもよい。また、第１−Ａ1活性領域の不純物濃度は、第１−Ａ2活性領域の不純物濃度の１０％以下、好ましくは５％以下、より好ましくは１％以下であることが望ましい。あるいは又、第２領域の不純物濃度は、１×１０18ｃｍ-3以下、好ましくは１×１０16ｃｍ-3以下、より好ましく１×１０15ｃｍ-3以下であることが望ましい。
【００１９】
あるいは又、以上に説明した各種の好ましい形態本開示の第１の態様に係るトンネル電界効果トランジスタにおいて、
第２活性領域は、凸状の複数の第２活性領域セグメントから成り、
第２活性領域セグメントと第２活性領域セグメントとの間の凹部は、絶縁材料で埋め込まれている構成とすることができる。そして、この場合、各第２活性領域セグメントの平面形状は帯状である構成とすることができ、あるいは又、複数の第２活性領域セグメントが２次元マトリクス状に配列されている構成とすることができる。２次元マトリクス状に配列された複数の第２活性領域セグメントは、規則正しく配列されていてもよいし、不規則な状態で配列されていてもよい。また、配列の方向を、規則正しくしてもよいし、不規則であってもよい。更には、以上に説明した各種の構成において、
凹部と対向する第１活性領域の部分は、第１導電型としての特性を有し、
第２活性領域は、第１導電型とは異なる第２導電型としての特性を有し、
第２活性領域セグメントと対向する第１活性領域の部分は、第１導電型としての特性を有する第１領域、及び、第１領域に囲まれ、第１領域よりも低い不純物濃度を有する第２領域から構成されている構成とすることができる。ここで、第２領域は、第１導電型としての特性を有していてもよいし、第２導電型としての特性を有していてもよいし、イントリンシックとしての特性を有していてもよい。また、第２領域の不純物濃度は、第１領域の不純物濃度の１０％以下、好ましくは５％以下、より好ましく１％以下であることが望ましい。あるいは又、第２領域の不純物濃度は、１×１０18ｃｍ-3以下、好ましくは１×１０16ｃｍ-3以下、より好ましく１×１０15ｃｍ-3以下であることが望ましい。絶縁領域は凹部に延びている場合もある。
【００２０】
以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の第１の態様に係るトンネル電界効果トランジスタにおいて、
第１−Ｂ活性領域の下方には、第１導電型を有する半導体層が形成されており、
第２活性領域は、第１導電型とは異なる第２導電型を有する形態とすることができる。そしてこの場合、半導体層には、第２活性領域に印加される電圧とは異なる電圧が印加される形態とすることができる。
【００２１】
更には、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の第１の態様に係るトンネル電界効果トランジスタにおいて、また、本開示の第２の態様に係るトンネル電界効果トランジスタにおいて、第１活性領域及び第１活性領域延在部は、２次元材料又はグラフェンから構成されている形態とすることができる。
【００２２】
更には、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の第１の態様に係るトンネル電界効果トランジスタにおいて、また、以上に説明した好ましい形態を含む本開示の第２の態様に係るトンネル電界効果トランジスタにおいて、第２活性領域及び第２活性領域延在部は、ＳＯＩ基板を含むシリコン半導体基板、ゲルマニウム（Ｇｅ）基板、又は、シリコン−ゲルマニウム（Ｓｉ−Ｇｅ）基板から構成されている形態とすることができ、あるいは又、第２活性領域及び第２活性領域延在部は、２次元材料又はグラフェンから構成されている形態とすることができる。相補型トランジスタを設ける場合、相補型トランジスタの活性領域を構成する材料の種類は、最大、３種類でよく、相補型トランジスタの活性領域等の構成材料の種類削減を図ることができるし、製造プロセスの簡素化を図ることができる。
【００２３】
更には、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の第１の態様に係るトンネル電界効果トランジスタにおいて、また、以上に説明した各種の好ましい形態を含む本開示の第２の態様に係るトンネル電界効果トランジスタにおいて、第１活性領域が延びる方向と制御電極の長さ方向とは平行である形態とすることができ、これによって、第１活性領域と制御電極との重複領域を確実に形成することができる。
【００２４】
更には、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の第１の態様に係るトンネル電界効果トランジスタにおいて、また、以上に説明した各種の好ましい形態を含む本開示の第２の態様に係るトンネル電界効果トランジスタにおいて、必須ではないが、動作の安定性といった観点から、制御電極と第１活性領域との間には絶縁層（便宜上、『第１の絶縁層』と呼ぶ）が形成されていることが好ましいし、第１活性領域と第２活性領域との間には、第２の絶縁層が設けられていることが好ましい。但し、第１活性領域と第２活性領域との間のエネルギーバンドの状態の変化を達成できれば、第１の絶縁層、第２の絶縁層を設けることは不要の場合がある。これらの絶縁層は、自然酸化膜から構成される場合もある。また、弱いファンデルワース力を介した積層といった形態もあり得る。
【００２５】
更には、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の第１の態様に係るトンネル電界効果トランジスタにおいて、また、以上に説明した各種の好ましい形態を含む本開示の第２の態様に係るトンネル電界効果トランジスタにおいて、制御電極、第１活性領域延在部及び第２活性領域延在部のそれぞれに電圧が印加されることによって、第１活性領域と第２活性領域との間をトンネル効果によって電子が移動することで導通状態となる形態とすることができる。具体的には、例えば、制御電極及び第１活性領域延在部にＶdd（＞０ボルト）を印加し、第２活性領域延在部を接地するといった形態を挙げることができる。
【００２６】
以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の第１の態様に係るトンネル電界効果トランジスタ、あるいは、以上に説明した各種の好ましい形態を含む本開示の第２の態様に係るトンネル電界効果トランジスタ（以下、これらのトンネル電界効果トランジスタを総称して、『本開示のトンネル電界効果トランジスタ等』と呼ぶ場合がある）の説明において、第１導電型としての特性を有するとは、具体的には、ｎ型としての挙動を示し、あるいは又、電子供与性を有することを意味し、第２導電型としての特性を有するとは、具体的には、ｐ型としての挙動を示し、あるいは又、電子受容性を有することを意味し、あるいは又、ｐ型の不純物を含有する状態を指すとする。そして、この場合には、本開示のトンネル電界効果トランジスタ等は、ｎチャネル型ＦＥＴに相当する。また、第１活性領域はＦＥＴにおけるドレイン領域に相当し、第２活性領域はＦＥＴにおけるソース領域に相当し、制御電極はＦＥＴにおけるゲート電極に相当する。
【００２７】
但し、これに限定するものではなく、第１導電型としての特性を有するとは、具体的には、ｐ型としての挙動を示し、あるいは又、電子受容性を有することを意味し、第２導電型としての特性を有するとは、具体的には、ｎ型としての挙動を示し、あるいは又、電子供与性を有することを意味し、あるいは又、ｎ型の不純物を含有する状態を指すこととしてもよい。そして、この場合には、本開示のトンネル電界効果トランジスタ等は、ｐチャネル型ＦＥＴに相当する。また、第１活性領域はＦＥＴにおけるドレイン領域に相当し、第２活性領域はＦＥＴにおけるソース領域に相当し、制御電極はＦＥＴにおけるゲート電極に相当する。本開示のトンネル電界効果トランジスタ等をｎチャネル型ＦＥＴに相当するトンネル電界効果トランジスタとする場合と、ｐチャネル型ＦＥＴに相当するトンネル電界効果トランジスタとする場合とでは、制御電極、第１活性領域延在部、第２活性領域延在部に印加する電圧を逆にすればよい。具体的には、例えば、前者のトンネル電界効果トランジスタにおいて正の電圧を印加する場合、後者のトンネル電界効果トランジスタにおいては負の電圧を印加すればよい。
【００２８】
本開示のトンネル電界効果トランジスタ等にあっては、第２活性領域の下方に第２の制御電極を設けてもよい。即ち、所謂ダブルゲート構造を採用してもよい。
【００２９】
２次元材料として、具体的には、遷移金属カルコゲナイド（ＴＭＤＣ：Transition Metal DiChalcogenide）系材料を挙げることができる。ＴＭＤＣは、例えば、ＭＸ2で表され、遷移金属「Ｍ」として、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｃ、Ｒｅを挙げることができるし、カルコゲン元素「Ｘ」として、Ｏ、Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅを挙げることができる。あるいは又、遷移金属であるＣｕとカルコゲン元素であるＳとの化合物であるＣｕＳを挙げることもできるし、Ｇａ、Ｉｎ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ等の非遷移金属とカルコゲン元素との化合物（例えば、ＧａＳ、ＧａＳｅ、ＧａＴｅ、Ｉｎ2Ｓｅ3、ＩｎＳｎＳ2、ＳｎＳｅ2、ＧｅＳｅ、ＳｎＳ2、ＰｂＯ）とすることもできる。あるいは又、本開示のトンネル電界効果トランジスタ等における第１活性領域及び第２活性領域を構成する２次元材料として材料として、黒リン（Black Phosphorus）を挙げることもできる。
【００３０】
より具体的には、第１導電型としての特性を有する２次元材料として、ＭｏＳｅ2、ＭｏＴｅ2、ＷＳｅ2、ＭｏＳ2、ＷＴｅ2、ＺｒＴｅ2及びＨｆＴｅ2から成る群から選択された少なくとも１種類の２次元材料を例示することができ、厚さとして０．６５ｎｍ乃至６．５ｎｍ、好ましくは、０．６５ｎｍ乃至２．６ｎｍを例示することができる。一方、第２導電型としての特性を有する２次元材料として、ＭｏＳ2、ＷＳ2、ＺｒＳ2、ＺｒＳｅ2、ＨｆＳ2、ＨｆＳｅ2、ＮｂＳｅ2及びＲｅＳｅ2から成る群から選択された少なくとも１種類の２次元材料を例示することができ、厚さとして０．６５ｎｍ乃至６．５ｎｍ、好ましくは、０．６５ｎｍ乃至２．６ｎｍを例示することができる。但し、これらに限定するものではない。尚、各種材料のＥC（ｅＶ）、ＥV（ｅＶ）の値を、以下の表に掲げる。
【００３１】
基板を構成する材料    ＥC（ｅＶ）          ＥV（ｅＶ）
シリコン          ５．１７             ４．０５
ゲルマニウム      ４．６６             ４．００
２次元材料
ＭｏＳ2           ５．８６             ４．２７
ＭｏＳｅ2         ５．２３             ３．９０
ＭｏＴｅ2         ４．７６             ３．８３
ＷＳ2             ５．５０             ３．９６
ＷＳｅ2           ４．８７             ３．５４
ＷＴｅ2           ４．４４             ３．６９
ＺｒＳ2           ６．７９             ５．７１
ＺｒＳｅ2         ６．１５             ５．８６
ＺｒＴｅ2         ４．９７             ５．６９
ＨｆＳ2           ６．８３             ５．５９
ＨｆＳｅ2         ６．１７             ５．７２
ＨｆＴｅ2         ４．９１             ５．５３
【００３２】
第１導電型あるいは第２導電型としての特性を付与するために２次元材料にドーピングを行ってもよい。ドーピングの方法して、例えば、ＭＸ2で表されるＴＭＤＣの「Ｍ」や「Ｘ」を不純物で置換する方法、「Ｍ」や「Ｘ」に欠損を生じさせる方法、２次元材料界面に不純物を吸着させる方法を挙げることができ、具体的には、イオン注入法や化学ドーピング法、固相拡散法を挙げることができる。第１導電型（ｎ型）としての特性を付与するためのドーピング材料として、ＮＭＮＨ（nicotinamide mononucleotide-H）、ＮＡＤＨ（nicotinamide adenine dinucleotide-H）、ＮＡＤＰＨ（nicotinamide adenine dinucleotide phosphate-H）、ＰＥＩ（polyethylenimine）、カリウムやリチウム等のアルカリ金属を挙げることができる。第２導電型（ｐ型）としての特性を付与するためのドーピング材料として、ＮＯ2ＢＦ4、ＮＯＢＦ4、ＮＯ2ＳｂＦ6等のイオン性液体；ＨＣｌ、Ｈ2ＰＯ4、ＣＨ3ＣＯＯＨ、Ｈ2ＳＯ4、ＨＮＯ3等の酸類化合物；ジクロロジシアノキノン、オキソン、ジミリストイルホスファチジルイノシトール、トリフルオロメタンスルホンイミド等の有機化合物；ＨＰｔＣｌ4、ＡｕＣｌ3、ＨＡｕＣｌ4、トリフルオロメタンスルホン酸銀、ＡｇＮＯ3、Ｈ2ＰｄＣｌ6、Ｐｄ（ＯＡｃ）2、Ｃｕ（ＣＮ）2等を挙げることができる。
【００３３】
第１活性領域延在部を含む第１活性領域の形成方法として（場合によっては、第２活性領域延在部を含む第２活性領域の形成方法として）、以下の方法を例示することができる。即ち、
［ａ］遷移金属カルコゲナイド系材料の前駆体を、基体（下地層）上に薄膜状に形成した後、加熱処理する方法。
［ｂ］遷移金属酸化物から成る薄膜を基体（下地層）上に形成した後、遷移金属酸化物における遷移金属とカルコゲン元素を含む材料におけるカルコゲンとを反応させる方法。
【００３４】
本開示のトンネル電界効果トランジスタ等において、第２活性領域延在部を含む第２活性領域を２次元材料又はグラフェンから構成する場合、第２活性領域延在部を含む第２活性領域は、例えば、絶縁膜が表面に形成されたシリコン半導体基板上に設ければよい。
【００３５】
グラフェン（graphene）とは、１原子の厚さのｓｐ2結合炭素原子のシート状物質を指し、炭素原子とその結合から作製された蜂の巣のような六角形格子構造を有する。グラフェン膜にｎ型やｐ型の不純物をドーピングするためには、例えば、化学ドーピングを行えばよい。化学ドーピングを行うためには、具体的には、グラフェン膜上にドーパント層を形成すればよい。ドーパント層は、電子受容型（ｐ型）のドーパント層とすることができるし、あるいは又、電子供与型（ｎ型）のドーパント層とすることができる。電子受容型（ｐ型）のドーパント層を構成する材料として、ＡｕＣｌ3、ＨＡｕＣｌ4、ＰｔＣｌ4等の塩化物；ＨＮＯ3、Ｈ2ＳＯ4、ＨＣｌ、ニトロメタン等の酸；ホウ素やアルミニウムといったＩＩＩ族元素；酸素等の電子吸引性分子を挙げることができるし、電子供与型（ｎ型）のドーパント層を構成する材料として、窒素やリンといったＶ族元素の他に、ピリジン系化合物、窒化物、アルカリ金属類、アルキル基を有する芳香族化合物等の電子供与性分子を挙げることができる。
【００３６】
グラフェンは、例えば、以下に説明する製造方法で形成することができる。即ち、ベース材上にグラフェン化触媒を含む膜を成膜する。そして、グラフェン化触媒を含む膜に対して気相炭素供給源を供給すると同時に、気相炭素供給源を熱処理して、グラフェンを生成させる。その後、グラフェンを所定の冷却速度で冷却することで、フィルム状のグラフェンをグラフェン化触媒を含む膜上に形成することができる。グラフェン化触媒として、ＳｉＣ等の炭素化合物の他、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｒｈ、Ｓｉ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｗ、Ｕ、Ｖ、及びＺｒから選択される少なくとも１種類の金属を挙げることができる。また、気相炭素供給源として、例えば、一酸化炭素、メタン、エタン、エチレン、エタノール、アセチレン、プロパン、ブタン、ブタジエン、ペンタン、ペンテン、シクロペンタジエン、ヘキサン、シクロヘキサン、ベンゼン及びトルエンから選択される少なくとも１種類の炭素源を挙げることができる。そして、以上のようにして形成されたフィルム状のグラフェンを、グラフェン化触媒を含む膜から分離することにより、グラフェンを得ることができる。
【００３７】
本開示のトンネル電界効果トランジスタ等において、制御電極を構成する材料として、ポリシリコンやポリサイド、金属シリサイド、金属窒化物（例えば、ＴｉＮ）、アルミニウム（Ａｌ）や金（Ａｕ）等の金属、グラフェンやＩＴＯ等を例示することができ、制御電極の形成方法として、真空蒸着法やスパッタリング法を含む各種の物理的気相成長法（ＰＶＤ法）や、各種の化学的気相成長法（ＣＶＤ法）を例示することができる。
【００３８】
第１活性領域延在部、第２活性領域延在部及び制御電極は電源部に接続されている。第１活性領域延在部には、電源部との接続のための第１電極を設けてもよく、また、第２活性領域延在部には、電源部との接続のための第２電極を設けてもよい。第１電極、第２電極を構成する材料として、不純物がドーピングされたポリシリコン；アルミニウム；タングステン、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｃｕ、ＴｉＷ、ＴｉＮＷ、ＷＳｉ2、ＭｏＳｉ2等の高融点金属や金属シリサイドから成る導電材料を例示することができ、これらの電極の形成方法として、各種のＰＶＤ法、ＣＶＤ法を例示することができる。
【００３９】
第１の絶縁層を構成する材料として、酸化シリコン（ＳｉＯ2）等のＳｉＯX系材料、ＳｉＯＦ系材料あるいはＳｉＮ系材料、ＳｉＯＮ系材料の他、比誘電率ｋ（＝ε／ε0）が概ね４．０以上の所謂高比誘電率材料を挙げることができる。高比誘電率材料として、酸化ハフニウム（ＨｆＯ2）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）、酸化アルミニウム・ハフニウム（ＨｆＡｌＯ2）、酸化シリコン・ハフニウム（ＨｆＳｉＯ）、酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）、酸化イットリウム（Ｙ2Ｏ3）、酸化ランタン（Ｌａ2Ｏ）といった金属酸化物材料や、金属窒化物材料を挙げることができる。あるいは又、ＨｆＳｉＯ、ＨｆＳｉＯＮ、ＺｒＳｉＯ、ＡｌＳｉＯ、ＬａＳｉＯといった金属シリケートから成る絶縁材料を例示することもできる。第１の絶縁層は、１種類の材料から形成されていてもよいし、複数種類の材料から形成されていてもよい。また、第１の絶縁層は、単層構成としてもよいし、複数層構成としてもよい。第１の絶縁層の形成方法として、ＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）法、有機金属化学的気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）を含む各種のＣＶＤ法、真空蒸着法やスパッタリング法を含む各種のＰＶＤ法を例示することができる。第１の絶縁層の厚さとして１ｎｍ乃至１０ｎｍを例示することができる。
【００４０】
第２の絶縁層を構成する材料として、上述した第１の絶縁層を構成する材料や、六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ）を例示することができる。第２の絶縁層の形成方法として、低温酸化法、プラズマＣＶＤ法、ＡＬＤ法を例示することができる。第２の絶縁層の厚さとして１ｎｍ乃至３ｎｍを例示することができる。
【００４１】
低誘電率を有する絶縁材料（Ｌｏｗ−ｋ材料）として、有機ＳＯＧ、フッ素元素を有する絶縁材料（例えば、ＳｉＯＦ）、ポリイミド系樹脂、フッ素系樹脂といった低誘電率絶縁材料（例えば、フルオロカーボン、アモルファス・テトラフルオロエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリアリールエーテル、フッ化アリールエーテル、フッ化ポリイミド、パリレン、ベンゾシクロブテン、アモルファス・カーボン、シクロパーフルオロカーボンポリマー、フッ化フラーレン）、Ｓｉｌｋ（The Dow Chemical Co. の商標であり、塗布型低誘電率層間絶縁膜材料）、Ｆｌａｒｅ（Honeywell Electronic Materials Co. の商標であり、ポリアリルエーテル（ＰＡＥ）系材料）を例示することができる。場合によっては、絶縁領域を空洞から構成することもできる。
【００４２】
第１導電型を有する半導体層を構成する材料として、第１導電型の不純物をドーピングしたポリシリコンを挙げることができる。半導体層には、第２活性領域に印加される電圧とは異なる電圧が印加されるが、具体的には、半導体層には、第２活性領域に印加される電圧よりも高い電圧を印加する。
【００４３】
本開示のトンネル電界効果トランジスタ等によって、例えば、所謂相補型トランジスタを構成することができるし、インバータ回路や、ＮＡＮＤ回路、ＡＮＤ回路、ＮＯＲ回路、ＯＲ回路、ＸＯＲ回路、ＮＯＴ回路といった論理回路を構成することができるし、ＳＲＡＭ回路を構成することもできるが、これらに限定するものではない。
【実施例１】
【００４４】
実施例１は、本開示の第１の態様に係るトンネル電界効果トランジスタに関する。実施例１のトンネル電界効果トランジスタの模式的な一部断面図を図１Ａに示し、制御電極と第１活性領域、第１活性領域延在部の配置関係を模式的に図１Ｂ、図２Ａあるいは図２Ｂに示す。
【００４５】
実施例１のトンネル電界効果トランジスタ１０Ａは、
第１活性領域３０、
第１活性領域３０の下に設けられた第２活性領域５０、
第１活性領域３０の上に設けられた制御電極２０、
第１活性領域３０から延在する第１活性領域延在部４０、及び、
第２活性領域５０から延在する第２活性領域延在部６０、
を備えている。そして、
第１活性領域３０は、第１−Ａ活性領域３１、及び、第１−Ａ活性領域３１と第１活性領域延在部４０との間に少なくとも位置する第１−Ｂ活性領域３２から構成されており、
制御電極２０の正射影像と第１活性領域３０の正射影像とは少なくとも一部分で重なっており、
第１−Ａ活性領域３１の下方には第２活性領域５０が存在し、
第１−Ｂ活性領域３２の下方には第２活性領域５０が存在せず、
第２活性領域５０の正射影像が第１活性領域３０の正射影像と重なる第２活性領域５０の部分の端部５０Ａの総延長をＬ2-Totalとし、
第１活性領域３０から第１活性領域延在部４０へと延びる方向をＸ方向、第２活性領域５０、第１活性領域３０及び制御電極２０の積層方向をＺ方向としたときの、第２活性領域５０の正射影像と重なるＹ方向に沿った第１活性領域３０の長さをＬ1-Yとしたとき、
Ｌ1-Y＜Ｌ2-Total
を満足する。実施例１において、第活性領域３０の正射影像は、制御電極２０の正射影像に含まれる。第１活性領域延在部４０と第２活性領域延在部６０は、制御電極２０を挟んで対向している。尚、図１Ｂ、図２Ａ、図２Ｂ、図４Ａ、図５Ａ、図７Ａ、図８Ａにおいて、第２重複領域（制御電極２０の正射影像と第１−Ｂ活性領域３２の正射影像とが重なっている領域）を明示するために、左上から右下に向かうハッチング線を付した。また、図１Ｂ、図２Ａ、図２Ｂ、図４Ｂ、図５Ｂ、図７Ｂ、図８Ｂ、図９Ｂ、図１０、図１２Ａ、図１２Ｂにおいて、第１重複領域（第１−Ａ活性領域３１の正射影像と第２活性領域５０の正射影像とが重なっている領域）を明示するために、右上から左下に向かうハッチング線を付した。
【００４６】
第２活性領域５０は、絶縁領域８１によって囲まれている。また、絶縁領域８１の上に、第１−Ｂ活性領域３２が形成されている。ここで、絶縁領域８１を構成する絶縁材料は、低誘電率を有する絶縁材料、具体的には、比誘電率３．４〜３．７のＳｉＯＦから成る。絶縁領域８１は、所謂シャロートレンチ（ＳＴＩ）構造を有する。絶縁領域８１は、シリコン半導体基板８０に形成されている。第２活性領域延在部６０も絶縁領域８１によって囲まれている。第２活性領域５０に隣接した絶縁領域８１の部分の上方には、第１活性領域３０及び制御電極２０が存在する。
【００４７】
実施例１のトンネル電界効果トランジスタにおいて、制御電極２０の正射影像と第１活性領域３０の正射影像とは少なくとも一部分が重なっているが、具体的には、制御電極２０の正射影像に第１活性領域３０の正射影像が含まれる。また、制御電極２０の正射影像に第１−Ａ活性領域３１の正射影像が含まれる。更には、第１−Ａ活性領域３１と第１−Ｂ活性領域３２の境界の全ては、制御電極２０の正射影像に含まれる。また、第１−Ａ活性領域３１の正射影像に第２活性領域５０の正射影像が含まれ、あるいは又、第２活性領域５０の正射影像に第１−Ａ活性領域の正射影像３１が含まれる。
【００４８】
ここで、第１−Ｂ活性領域３２は、第１−Ａ活性領域３１と第１活性領域延在部４０との間に少なくとも位置するが、具体的には、図１Ｂに示すように、第１−Ｂ活性領域３２は、第２活性領域５０の３辺（具体的には、第１活性領域延在部に面し、Ｙ方向に延びる１辺、及び、Ｘ方向に延びる２辺）と、第１活性領域の外縁部とによって挟まれる領域に位置する。即ち、第１−Ｂ活性領域３２を制御電極側から眺めたとき、第１−Ｂ活性領域３２の平面形状は「コ」の字型である。第２活性領域５０の正射影像が第１活性領域３０の正射影像と重なる第２活性領域５０の部分の端部５０Ａを図面においては太い破線で示す。以下においても同様である。そして、
Ｌ1-Y＜Ｌ2-Total
を満足している。尚、第２活性領域５０の３辺は如何なる形状とすることもできる。
【００４９】
あるいは又、図２Ａに示すように、第１−Ｂ活性領域３２は、第２活性領域５０の２辺（具体的には、第１活性領域延在部に面し、Ｙ方向に延びる１辺、及び、Ｘ方向に延びる１辺）と、第１活性領域の外縁部とによって挟まれる領域に位置する。即ち、第１−Ｂ活性領域３２を制御電極側から眺めたとき、第１−Ｂ活性領域３２の平面形状は「Ｌ」の字型である。この場合にも、やはり、
Ｌ1-Y＜Ｌ2-Total
を満足している。尚、第２活性領域５０の２辺は如何なる形状とすることもできる。
【００５０】
あるいは又、図２Ｂに示すように、第１−Ｂ活性領域３２は、第２活性領域５０の１辺（具体的には、第１活性領域延在部に面し、Ｙ方向に延びる１辺と、第１活性領域の外縁部とによって挟まれる領域に位置する。ここで、第２活性領域５０の１辺は、例えば、ジグザグ形状を有する。この場合にも、やはり、
Ｌ1-Y＜Ｌ2-Total
を満足している。尚、第２活性領域５０の１辺は、線分でなければよく、如何なる形状とすることもできる。
【００５１】
第１活性領域３０及び第１活性領域延在部４０は、２次元材料又はグラフェン、具体的には、厚さ１ｎｍのＭｏＳ2といった２次元材料から成り、第１導電型としての特性を有する。即ち、ｎ型としての挙動を示し、あるいは又、電子供与性を有する。また、第２活性領域５０及び第２活性領域延在部６０は、シリコン半導体基板８０から構成されており、第２導電型（具体的には、ｐ型）を有する。制御電極２０と第１活性領域３０との間には、厚さ１ｎｍの酸化ハフニウム（ＨｆＯ2）から成る絶縁層（第１の絶縁層２１）が形成されており、第１活性領域３０と第２活性領域５０との間には、厚さ１ｎｍのＨｆＯ2から成る第２の絶縁層２２が設けられている。制御電極２０は、例えば、ＴｉＮから成る。第１活性領域３０が延びる方向と制御電極２０の長さ方向とは平行であり、Ｘ方向に相当する。制御電極２０の長さ方向に直角の方向（制御電極２０の幅方向）は、Ｙ方向に相当する。第２活性領域５０及び第２活性領域延在部６０をシリコン半導体基板８０から構成するので、相補型トランジスタを設ける場合、相補型トランジスタの活性領域を構成する材料の種類は、最大、３種類でよく、相補型トランジスタの活性領域等の構成材料の種類削減を図ることができるし、製造プロセスの簡素化を図ることができる。
【００５２】
そして、制御電極２０、第１活性領域延在部４０及び第２活性領域延在部６０のそれぞれに電圧が印加されることによって、第１活性領域３０と第２活性領域５０との間をトンネル効果によって電子が移動することで、トンネル電界効果トランジスタ１０Ａは導通状態となる。具体的には、例えば、制御電極２０及び第１活性領域延在部４０にＶdd（＞０ボルト）を印加し、第２活性領域延在部６０を接地する。第１活性領域延在部４０には、電源部との接続のために、白金（Ｐｔ）から成る第１電極４１が設けられており、第２活性領域延在部６０には、電源部との接続のために、白金（Ｐｔ）から成る第２電極６１が設けられている。尚、図面においては、第１電極４１及び第２電極６１を概念的に示した。
【００５３】
以下、実施例１のトンネル電界効果トランジスタの製造方法の概略を説明する。
【００５４】
［工程−１００］
先ず、周知の方法に基づき、ｎ型シリコン半導体基板８０に、シャロートレンチ構造を有する絶縁領域８１を形成する。そして、絶縁領域８１によって囲まれたシリコン半導体基板８０の領域の表面を、イオン注入法に基づき、第２導電型（具体的には、ｐ型）とする。こうして、第２活性領域５０及び第２活性領域延在部６０を得ることができる。第２活性領域５０及び第２活性領域延在部６０の下方に位置するシリコン半導体基板８０はｎ型領域である。
【００５５】
［工程−１１０］
次に、シリコン半導体基板８０の表面（具体的には、実施例１においては、シリコン半導体基板８０の表面及び絶縁領域８１の上）に第２の絶縁層２２を形成する。
【００５６】
［工程−１２０］
次いで、第２の絶縁層２２の上に、ＣＶＤ法に基づき２次元材料層を形成した後、所望の形状にパターニングすることで、第１活性領域３０及び第１活性領域延在部４０を得ることができる。
【００５７】
［工程−１３０］
その後、全面に第１の絶縁層２１を形成する。そして、第１の絶縁層２１上に制御電極２０を形成する。こうして、図１Ａに示した構成、構造を有する実施例１のトンネル電界効果トランジスタを得ることができる。
【００５８】
［工程−１４０］
そして、全面に層間絶縁層を形成し、第１活性領域延在部４０及び第２活性領域延在部６０の上に第１電極４１及び第２電極６１を形成すればよい。
【００５９】
制御電極２０と第１活性領域３０との間の寄生容量をＣgdとする。ここで、便宜上、制御電極２０の正射影像に第１活性領域３０の正射影像が含まれる場合を「ケース１」と呼び、制御電極２０の正射影像と第１活性領域３０の正射影像とが一致する場合を「ケース２」と呼び、第１活性領域３０に制御電極２０の正射影像が含まれる場合を「ケース３」と呼ぶ。ケース１にあっては、ケース２よりもＣgdの低減を図ることができる。ケース２及びケース３にあっては、積層構造特開２０１５−０９０９８４号公報に開示された積層構造と同程度のＣgdである。
【００６０】
ところで、第１活性領域３０の正射影像に第２活性領域５０の端部５０Ａが含まれるような構造を有するトンネル電界効果トランジスタにあっては、第１活性領域３０と第２活性領域５０との間を流れるトンネル電流は、専ら、第２活性領域５０の端部５０Ａと第１活性領域３０との間を流れることが知られている（例えば、"A computational study of van der Waals tunnel transistors:fundamental aspects and design challenges", Jiang Cao et al., IEDM15-313 12.5.1-12.5.4 参照）。
【００６１】
このようなトンネル電流が第２活性領域５０の端部５０Ａと第１活性領域３０との間を流れるといった現象は、以下のとおりに説明することができる。即ち、第１重複領域にあっては、制御電極２０、第１の絶縁層２１及び第１活性領域３０によって第１Ａの容量が形成され、第１−Ａ活性領域３１、第２の絶縁層２２及び第２活性領域５０によって第１Ｂの容量が形成される。一方、第２重複領域にあっては、制御電極２０、第１の絶縁層２１及び第１活性領域３０によって第２Ａの容量が形成され、第１−Ｂ活性領域３２、絶縁領域８１及び絶縁領域８１直下のシリコン半導体基板８０のｐ型領域によって第２Ｂの容量が形成される。ここで、第１重複領域における全体の容量（第１Ａの容量及び第１Ｂの容量に基づく容量）よりも、第２重複領域における全体の容量（第２Ａの容量及び第２Ｂの容量に基づく容量）の方が低い値を有する。図１Ａに示した例では、第１Ａの容量と第２Ａの容量は同じ値であり、第１Ｂの容量は第２Ｂの容量より大きく、第２重複領域の第１−Ｂ活性領域３２は制御電極２０と容量的に強く結合している。従って、例えば、制御電極２０、第１活性領域３０及び第２活性領域５０に０ボルトを印加している状態から、第１活性領域延在部４０にＶdd（＞０ボルト）を印加すると、第２重複領域におけるポテンシャルに、若干、変化が生じる。その一方、第１重複領域におけるポテンシャルには変化は生じない。そのため、第１−Ａ活性領域３１と第２活性領域５０の間の状態に変化は生ぜず、トンネル電流は流れない。次いで、制御電極２０にＶdd（＞０ボルト）を印加すると、第２重複領域におけるポテンシャルに更に変化が生じ、同時に、第１重複領域におけるポテンシャルにも変化が生じる。そして、以上の結果として、トンネル電流が流れ始めるが、第２活性領域５０の端部５０Ａの方が第２活性領域５０の中央部よりも先にトンネル電流が流れ始める。そして、第１活性領域３０と第２活性領域５０との間を流れるトンネル電流は、専ら、第２活性領域５０の端部５０Ａと第１活性領域３０との間を流れ続ける。尚、絶縁領域８１を構成する絶縁材料を低誘電率を有する絶縁材料（所謂Ｌｏｗ−ｋ材料）とすることで、第２Ｂの容量を一層小さな値とすることができる。
【００６２】
以上のとおり、図１Ａに示す実施例１のトンネル電界効果トランジスタにあっては、制御電極と第１−Ａ活性領域と第２活性領域とは重なっているので、トンネル電界効果トランジスタの確実なる動作を保証することができる。また、第２重複領域には第２活性領域の正射影像が含まれていない。それ故、第１重複領域における容量と第２重複領域における容量との間に差が生じる結果、第１重複領域におけるポテンシャルと第２重複領域におけるポテンシャルとの間に相違が生じ、第１重複領域と第２重複領域との境界領域に位置する第２活性領域の端部においてトンネル電流が流れ易くなる。しかも、Ｌ1-Y＜Ｌ2-Totalを満足している。それ故、以上の結果として、トンネル電界効果トランジスタの消費電力の低減を図ることができる。
【００６３】
第２活性領域５０及び第２活性領域延在部６０は、ＳＯＩ基板、ゲルマニウム基板、シリコン−ゲルマニウム基板から構成されていてもよい。また、第２活性領域５０及び第２活性領域延在部６０は、２次元材料又はグラフェンから構成されていてもよい。第２活性領域５０及び第２活性領域延在部６０を２次元材料から構成する場合、２次元材料として、例えば、ＷＴｅ2を挙げることができ、この場合には、第１活性領域３０及び第１活性領域延在部４０をＭｏＳ2から構成すればよい。
【実施例２】
【００６４】
実施例２は、実施例１の変形である。実施例２のトンネル電界効果トランジスタの模式的な一部断面図を図３Ａに示し、制御電極と第１活性領域、第１活性領域延在部の配置関係を模式的に図４Ａに示し、制御電極と第２活性領域、第２活性領域延在部の配置関係を模式的に図４Ｂに示す。
【００６５】
実施例２のトンネル電界効果トランジスタ１０Ｂにおいて、第１−Ａ活性領域３１は第１−Ｂ活性領域３２によって囲まれている。そして、第２活性領域延在部６０は、第２活性領域５０と接し、正射影像が第１−Ｂ活性領域３２の正射影像の一部と重なっている第２−Ａ活性領域延在部６２、及び、第２−Ａ活性領域延在部６２から延在する第２−Ｂ活性領域延在部６３から構成されている。即ち、第２−Ａ活性領域延在部６２の上方に、第１−Ｂ活性領域３２の一部の端部が位置している。そして、第２−Ａ活性領域延在部６２と第１活性領域３０との間のＺ方向（垂直方向）の距離Ｈ2-Aは、第２活性領域５０と第１活性領域３０との間のＺ方向（垂直方向）の距離Ｈ2よりも長い。即ち、Ｈ2-A＞Ｈ2を満足する。Ｈ2-A，Ｈ2の値として、限定するものではないが、
Ｈ2-A＝０．２５μｍ
Ｈ2  ＝１ｎｍ
を例示することができる。実施例２において、絶縁領域８１は、シリコン半導体基板８０の上、及び、第２−Ａ活性領域延在部６２の上に形成されている。
【００６６】
また、実施例２のトンネル電界効果トランジスタにおいて、第１重複領域を占める第２活性領域５０の平面形状を矩形としたとき、第２活性領域５０の端部５０Ａの総延長Ｌ2-Totalは（２・Ｌ2-A＋２・Ｌ2-B）である。ここで、
Ｌ2-A：Ｘ方向に沿った辺の長さ
Ｌ2-B：Ｙ方向に沿った辺の長さ
である。即ち、トンネル電界効果トランジスタの駆動に要する駆動電流が第１重複領域において流れる長さ（電流寄与長さ）は、Ｌ2-Totalである。
【００６７】
また、第１重複領域及び第２重複領域の全体の平面形状を矩形としたとき、第１重複領域及び第２重複領域の全体の面積Ｓ1は、（Ｌ1-A×Ｌ1-B）である。ここで、
Ｌ1-A：Ｘ方向に沿った辺の長さ
Ｌ1-B：Ｙ方向に沿った辺の長さ
である。
【００６８】
パラメータ「ＫＰＩ」を、以下のとおり、定義する。尚、Ｓgdは、制御電極２０と第１活性領域３０との間の寄生容量Ｃgdが規定される制御電極２０の正射影像と第１活性領域３０とが重複する面積であり、実施例２のトンネル電界効果トランジスタにあっては、Ｓgd＝Ｓ1である。
【００６９】
ＫＰＩ＝Ｓgd／Ｌ2-Total
【００７０】
そして、半導体集積回路はトランジスタの駆動電流で容量の充放電を行うことが基本動作であるため、ＫＰＩの値が小さいほど、トンネル電界効果トランジスタの性能は高い。従って、Ｓgdの値が一定の場合、Ｌ2-Totalの値が大きいほど、トンネル電界効果トランジスタの性能は高くなる。例えば、制御電極２０の長さ方向に沿った第１重複領域の長さを３０ｎｍとし、制御電極２０の長さ方向に沿った第２重複領域の長さを１０ｎｍとし、
Ｌ1-A＝  ４０ｎｍ
Ｌ1-B＝１２０ｎｍ
Ｌ2-A＝  ２０ｎｍ
Ｌ2-B＝１００ｎｍ
としたとき、
ＫＰＩ1＝（４０×１２０）／（２×２０＋２×１００）
＝２０
となる。もしも、実施例２のトンネル電界効果トランジスタにおいて、第２−Ａ活性領域延在部６２を設けることなく、第２活性領域５０から第２−Ｂ活性領域延在部６３がそのまま延在した構造を想定した場合、
ＫＰＩ2＝（４０×１２０）／（２×３０＋１００）
＝３０
となり、ＫＰＩ1よりも高い値となる。
【００７１】
以上のとおり、図３Ａに示す実施例２のトンネル電界効果トランジスタにあっては、Ｌ2-Totalの値を実施例１よりも大きくすることができるので、実施例１のトンネル電界効果トランジスタよりも実施例２のトンネル電界効果トランジスタは優れた性能を有し、一層の消費電力の低減を図ることができる。
【００７２】
図３Ｂに模式的な一部断面図を示し、制御電極２０と第１活性領域３０、第１活性領域延在部４０の配置関係を模式的に図５Ａに示し、制御電極２０と第２活性領域５０、第２活性領域延在部６０の配置関係を模式的に図５Ｂに示すように、実施例２のトンネル電界効果トランジスタの変形例にあっては、第１−Ｂ活性領域３２の正射影像に制御電極２０の正射影像が含まれる。そして、図３Ａに示したと同様に、第２−Ａ活性領域延在部６２の上方に、第１−Ｂ活性領域３２の一部の端部が位置している。
【実施例３】
【００７３】
実施例３は、実施例２の変形である。実施例３のトンネル電界効果トランジスタ及びその変形例の模式的な一部断面図を、それぞれ、図６Ａ並びに図６Ｂに示す。また、図６Ａに示した実施例３のトンネル電界効果トランジスタにおける制御電極と第１活性領域及び第１活性領域延在部との配置関係を模式的に図７Ａに示し、制御電極と第２活性領域及び第２活性領域延在部との配置関係を模式的に図７Ｂに示す。更には、図６Ｂに示した実施例３のトンネル電界効果トランジスタの変形例における制御電極と第１活性領域及び第１活性領域延在部との配置関係を模式的に図８Ａに示し、制御電極と第２活性領域及び第２活性領域延在部との配置関係を模式的に図８Ｂに示す。図７Ａ及び図８Ａにおいて、第１−Ａ2活性領域３２2を明示するために、右上から左下に向かうハッチング線を付した。
【００７４】
実施例３のトンネル電界効果トランジスタ１０Ｃにおいて、
第１−Ａ活性領域３１は、第１−Ａ1活性領域３１1、及び、第１−Ａ1活性領域３１1を囲む第１−Ａ2活性領域３２2から構成されており、
第１−Ａ2活性領域３１1、第１−Ｂ活性領域３２及び第１活性領域延在部４０は、第１導電型としての特性を有し、
第２活性領域５０は、第２導電型としての特性を有し、
第１−Ａ1活性領域３１1は、第１−Ａ2活性領域３１2よりも低い不純物濃度を有する。ここで第１−Ａ1活性領域は、第１導電型としての特性を有していてもよいし、第２導電型としての特性を有していてもよいし、イントリンシックとしての特性を有していてもよい。第１−Ａ1活性領域の不純物濃度は、第１−Ａ2活性領域の不純物濃度の１０％以下、好ましくは５％以下、より好ましくは１％以下であることが望ましい。あるいは又、第２領域の不純物濃度は、１×１０18ｃｍ-3以下、好ましくは１×１０16ｃｍ-3以下、より好ましく１×１０15ｃｍ-3以下であることが望ましい。
【００７５】
第１−Ａ活性領域３１をこのような構成、構造とすることで、即ち、第１−Ａ1活性領域３１1を、例えば、イントリンシック又は低不純物濃度の第１導電型や第２導電型としての特性を有する領域から構成することにより、第１活性領域３０が空乏化され易くなり、第１電極４１に加わった電圧は第１活性領域３０に伝わらなくなる。その結果、第１活性領域３０に電荷が発生し難くなる。これは、従来の所謂ＦＤ−ＳＯＩ（Ｆｕｌｌｙ  Ｄｅｐｌｅｔｅｄ  ＳＯＩ）トランジスタ動作と同様であり、第１活性領域３０において変化する電荷量は少なくなり、即ち、充放電電荷が少なくなり、その結果、一層の低消費電力を達成することができる。
【００７６】
このようなトンネル電界効果トランジスタを製造するためには、実施例１の［工程−１００］〜［工程−１３０］と同様の工程を実行する。尚、第１活性領域３０のほぼ全領域を、例えば、イントリンシックあるいは低濃度の第１導電型や第２導電型としての特性を有する領域とする。次いで、固相拡散法あるいはイオン注入法により、第１活性領域延在部４０から第１活性領域３０に第１導電型の材料をドーピングする。そして、これによって、第１−Ａ2活性領域３１1、第１−Ｂ活性領域３２及び第１活性領域延在部４０を、第１導電型としての特性を有する領域とし、第１−Ａ1活性領域３１1を、例えば、イントリンシック又は低不純物濃度の第１導電型や第２導電型としての特性を有する領域とすればよい。
【００７７】
実施例１のトンネル電界効果トランジスタにおいて説明した第１重複領域、第２重複領域の構成、構造を、実施例３のトンネル電界効果トランジスタに適用することができることは云うまでもない。
【実施例４】
【００７８】
実施例４も、実施例２の変形である。実施例４のトンネル電界効果トランジスタの模式的な一部断面図、並びに、制御電極と第２活性領域及び第２活性領域延在部との配置関係を模式的に示す図を、図９Ａ並びに図９Ｂに示す。
【００７９】
実施例４のトンネル電界効果トランジスタ１０Ｄにおいて、第２活性領域５０は、凸状の複数の第２活性領域セグメント５０ａから成り、第２活性領域セグメント５０ａと第２活性領域セグメント５０ａとの間の凹部５０ｂは、絶縁材料８２で埋め込まれている。ここで、絶縁材料８２は、絶縁領域８１を構成する絶縁材料と同じ材料から成る。
【００８０】
各第２活性領域セグメント５０ａの平面形状を帯状とすることができる（図９Ｂ参照）。ここで、
Ｌ1-B＝１２０ｎｍ
Ｌ2-B＝１００ｎｍ
とし、帯状の第２活性領域セグメント５０ａの幅をＰ1（ｎｍ）、帯状の第２活性領域セグメント５０ａと帯状の第２活性領域セグメント５０ａの間の隙間（凹部５０ｂの幅）をＱ1（ｎｍ）、帯状の第２活性領域セグメント５０ａの数をｎ1としたときのパラメータＫＰＩの値を求めた結果を、図１８Ａに示す。尚、図１８Ａ中、「Ａ」は、Ｐ1／Ｑ1＝２０ｎｍ／２０ｎｍの結果を示し、「Ｂ」は、Ｐ1／Ｑ1＝２０ｎｍ／１０ｎｍの結果を示し、「Ｃ」は、Ｐ1／Ｑ1＝２０ｎｍ／５ｎｍの結果を示し、「Ｄ」は、Ｐ1／Ｑ1＝３０ｎｍ／１０ｎｍの結果を示し、「Ｅ」は、Ｐ1／Ｑ1＝５０ｎｍ／１０ｎｍの結果を示す。このように、各第２活性領域セグメント５０ａの平面形状を帯状とすることで、第２活性領域５０の端部の総延長Ｌ2-Totalを増加させることができる結果、パラメータＫＰＩの値を小さくすることができ、トンネル電界効果トランジスタの性能を、一層、高くすることができる。
【００８１】
あるいは又、実施例４のトンネル電界効果トランジスタの変形例における制御電極と第２活性領域及び第２活性領域延在部との配置関係を模式的に図１０に示すように、複数の第２活性領域セグメント５０ａが２次元マトリクス状に配列されている構成とすることができる。尚、２次元マトリクス状に配列された複数の第２活性領域セグメント５０ａは、規則正しく配列されていてもよいし、不規則正しく配列されていてもよい。また、配列の方向を、規則正しくしてもよいし、不規則であってもよい。
【００８２】
ここで、
Ｌ1-B＝１２０ｎｍ
Ｌ2-B＝１００ｎｍ
とし、平面形状が正方形の第２活性領域セグメント５０ａの一辺の長さをＰ2（ｎｍ）、第２活性領域セグメント５０ａと第２活性領域セグメント５０ａの間の隙間（凹部５０ｂの幅）をＱ2（ｎｍ）、第２活性領域セグメント５０ａの数をｎ2×ｎ2としたときのパラメータＫＰＩの値を求めた結果を、図１８Ｂに示す。尚、図１８Ｂ中、「Ａ」は、Ｐ2／Ｑ2＝２０ｎｍ／２０ｎｍの結果を示し、「Ｂ」は、Ｐ2／Ｑ2＝２０ｎｍ／１０ｎｍの結果を示し、「Ｃ」は、Ｐ2／Ｑ2＝２０ｎｍ／５ｎｍの結果を示し、「Ｄ」は、Ｐ2／Ｑ2＝３０ｎｍ／１０ｎｍの結果を示し、「Ｅ」は、Ｐ2／Ｑ2＝５０ｎｍ／１０ｎｍの結果を示す。このように、各第２活性領域セグメント５０ａの矩形とすることで、第２活性領域５０の端部の総延長Ｌ2-Totalを増加させることができる結果、パラメータＫＰＩの値を小さくすることができ、トンネル電界効果トランジスタの性能を、一層、高くすることができる。
【００８３】
実施例４のトンネル電界効果トランジスタは、実施例１のトンネル電界効果トランジスタの製造方法における［工程−１００］において、周知の方法に基づき、シリコン半導体基板８０に、シャロートレンチ構造を有する絶縁領域８１を形成するとき、凹部５０ｂを形成すればよい。尚、凸状の複数の第２活性領域セグメント５０ａの形成を、自己組織化リソグラフィ技術（Direct Self-Assembly 技術）に基づき行うこともできる。
【００８４】
ところで、実施例４のトンネル電界効果トランジスタの別の変形例の模式的な一部断面図を図１１に示すように、凹部５０ｂと対向する第１活性領域３０の部分３３は、第１導電型としての特性を有する構成とすることができる。即ち、ｎ型としての挙動を示し、あるいは又、電子供与性を有する。一方、第２活性領域５０は、実施例１と同様に、第２導電型としての特性（具体的には、ｐ型）を有する。更には、第２活性領域セグメント５０ａと対向する第１活性領域３０の部分３４は、第１導電型としての特性を有する第１領域３５、及び、第１領域３５に囲まれ、第１領域３５よりも低い不純物濃度を有する第２領域３６から構成することができる。第２領域３６は、第１導電型としての特性を有していてもよいし、第２導電型としての特性を有していてもよいし、イントリンシックとしての特性を有していてもよい。第２領域３６の不純物濃度は、第１領域３５の不純物濃度の１０％以下、好ましくは５％以下、より好ましく１％以下であることが望ましい。あるいは又、第２領域の不純物濃度は、１×１０18ｃｍ-3以下、好ましくは１×１０16ｃｍ-3以下、より好ましく１×１０15ｃｍ-3以下であることが望ましい。第１活性領域３０をこのような構成、構造とすることで、即ち、第１活性領域３０が、例えば、イントリンシック又は低不純物濃度の第１導電型や第２導電型としての特性を有する領域３６を有することにより、実施例３のトンネル電界効果トランジスタと同様に、第１活性領域３０が空乏化され易くなり、第１電極４１に加わった電圧は第１活性領域３０に伝わらなくなる。その結果、第１活性領域３０に電荷が発生し難くなる。これは、実施例３のトンネル電界効果トランジスタと同様に、従来の所謂ＦＤ−ＳＯＩ（Ｆｕｌｌｙ  Ｄｅｐｌｅｔｅｄ  ＳＯＩ）トランジスタ動作と同様であり、第１活性領域３０において変化する電荷量は少なくなり、即ち、充放電電荷が少なくなり、その結果、一層の低消費電力を達成することができる。
【００８５】
このようなトンネル電界効果トランジスタを製造するためには、実施例１の［工程−１００］〜［工程−１３０］と同様の工程を実行する。尚、第１活性領域３０のほぼ全領域をイントリンシックあるいは低不純物濃度の第１導電型や第２導電型とする。次いで、固相拡散法あるいはイオン注入法により、第１活性領域延在部４０から第１活性領域３０に第１導電型の材料をドーピングする。そして、これによって、第１活性領域３０の部分３３を第１導電型としての特性を有する領域とし、更には、固相拡散法により、第１−Ｂ活性領域３２、第１領域３５を第１導電型としての特性を有する領域とすればよい。
【００８６】
以上に説明した点を除き、実施例４あるいはその変形例のトンネル電界効果トランジスタの構成、構造は、実施例１のトンネル電界効果トランジスタの構成、構造と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。
【００８７】
更には、制御電極と第２活性領域及び第２活性領域延在部との配置関係の変形例を模式的に図１２Ａ及び図１２Ｂに示す。図１２Ａに示す例では、第２活性領域セグメント５０ａは、「Ｌ」字の平面形状を有するもの、及び、矩形の平面形状を有するものの組合せから構成されている。図１２Ｂに示す例では、第２活性領域セグメント５０ａは、主帯状部分５０ａ1と、主帯状部分５０ａ1から延びる枝帯状部分５０ａ2の組合せから構成されている。
【００８８】
実施例１のトンネル電界効果トランジスタにおいて説明した第１重複領域、第２重複領域の構成、構造を、実施例４のトンネル電界効果トランジスタに適用することができることは云うまでもない。
【実施例５】
【００８９】
実施例５は、実施例１〜実施例４の変形である。模式的な一部断面図を図１３Ａあるいは図１３Ｂに示すように、実施例５のトンネル電界効果トランジスタ１０Ｅにおいて、第１−Ｂ活性領域３２の下方には、第１導電型を有する半導体層８３が形成されている。具体的には、第１−Ｂ活性領域３２の直下には絶縁領域８１が位置し、絶縁領域８１とシリコン半導体基板８０との間には第１導電型を有する半導体層８３が形成されている。第２活性領域５０は、実施例１〜実施例４と同様に、第２導電型としての特性を有する。そして、半導体層８３には、第２活性領域５０に印加される電圧とは異なる電圧が、配線８４を介して印加される。具体的には、半導体層８３には、第２活性領域５０に印加される電圧よりも高い電圧が印加される。
【００９０】
実施例５にあっては、このような構成、構造とすることで、前述した第２Ｂの容量を通して第１−Ｂ活性領域３２の電位を制御し、第２活性領域５０の端部５０Ａでトンネル電流が流れるための条件を確実に制御することができる。尚、実施例５における半導体層８３の構成、構造を、他の実施例におけるトンネル電界効果トランジスタに適用することができる。
【００９１】
実施例５のトンネル電界効果トランジスタは、実施例１のトンネル電界効果トランジスタの製造方法における［工程−１００］において、周知の方法に基づき、シリコン半導体基板８０に、シャロートレンチ構造を有する絶縁領域８１を形成するとき、半導体層８３を形成すればよい。
【実施例６】
【００９２】
実施例６は、本開示の第２の態様に係るトンネル電界効果トランジスタに関する。実施例６のトンネル電界効果トランジスタ及びその変形例の模式的な一部断面図を、図１４Ａ及び図１４Ｂに示し、実施例６のトンネル電界効果トランジスタにおける制御電極と第１活性領域、第１活性領域延在部、第２活性領域及び第２活性領域延在部との配置関係を模式的に図１５Ａ及び図１５Ｂに示す。
【００９３】
図１４Ａ及び図１４Ｂに示す実施例６のトンネル電界効果トランジスタ１０Ｆは、
第１活性領域１３０、
第１活性領域１３０の下に設けられた第２活性領域１５０、
第１活性領域１３０の上に設けられた制御電極２０、
第１活性領域１３０から延在する第１活性領域延在部１４０、及び、
第２活性領域１５０から延在する第２活性領域延在部１６０、
を備えており、
制御電極２０の正射影像と第１活性領域１３０の正射影像と第２活性領域１５０の正射影像とが重なっている第１活性領域１３０の部分を第１−ａ活性領域１３１とし、制御電極２０の正射影像と第１活性領域１３０の正射影像とが重なり、且つ、第２活性領域１５０の正射影像とは重なっていない第１活性領域１３０の部分を第１−ｂ活性領域１３２としたとき、
第１−ｂ活性領域１３２は、第１導電型としての特性を有し、第２活性領域１５０は、第１導電型とは異なる第２導電型としての特性を有し、
第１−ｂ活性領域１３２の下及び第１活性領域延在部１４０の下には、絶縁領域８１が形成されており、
第１−ａ活性領域１３１は、第１−ａ1活性領域１３７、及び、第１−ａ1活性領域１３７と第１−ｂ活性領域１３２とによって挟まれ、第１導電型としての特性を有し、第１−ａ1活性領域１３７の不純物濃度よりも高い不純物濃度を有する第１−ａ2活性領域１３８から構成されている。第１活性領域延在部１４０と第２活性領域延在部１６０は、制御電極２０を挟んで対向している。
【００９４】
ここで、第１−ａ1活性領域１３７は、第１導電型としての特性を有していてもよいし、第２導電型としての特性を有していてもよいし、イントリンシックとしての特性を有していてもよい。第１−ａ1活性領域１３７の不純物濃度は、第１−ａ2活性領域１３８の不純物濃度の１０％以下、好ましくは５％以下、より好ましくは１％以下であることが望ましい。あるいは又、第１−ａ1活性領域１３７の不純物濃度は、１×１０18ｃｍ-3以下、好ましくは１×１０16ｃｍ-3以下、より好ましく１×１０15ｃｍ-3以下であることが望ましい。
【００９５】
尚、図１４Ａに示す実施例６のトンネル電界効果トランジスタにおいて、第１活性領域１３０の正射影像は、制御電極２０の正射影像に含まれる。一方、図１４Ｂに示す実施例６のトンネル電界効果トランジスタにおいて、制御電極２０の正射影像は、第１活性領域１３０の正射影像に含まれる。この場合、第２活性領域延在部１６０の上を延在する第１活性領域１３０の延在領域１３９は、第２導電型としての特性を有する。
【００９６】
更には、第２活性領域１５０は、絶縁領域８１によって囲まれている。ここで、絶縁領域８１を構成する絶縁材料は、低誘電率を有する絶縁材料、具体的には、実施例１において説明したと同様の絶縁材料から成る。絶縁領域８１は、所謂シャロートレンチ（ＳＴＩ）構造を有する。第２活性領域延在部１６０も絶縁領域８１によって囲まれている。
【００９７】
更には、第１活性領域１３０及び第１活性領域延在部１４０は、２次元材料又はグラフェン、具体的には、厚さ１ｎｍのＭｏＳ2といった２次元材料から成る。また、第２活性領域１５０及び第２活性領域延在部１６０は、シリコン半導体基板８０から構成されており、第２導電型（具体的には、ｐ型）を有する。制御電極２０と第１活性領域１３０との間には、厚さ１ｎｍの酸化ハフニウム（ＨｆＯ2）から成る絶縁層（第１の絶縁層２１）が形成されており、第１活性領域１３０と第２活性領域１５０との間には、厚さ１ｎｍのＨｆＯ2から成る第２の絶縁層２２が設けられている。制御電極２０は、例えば、ＴｉＮから成る。第１活性領域１３０が延びる方向と制御電極２０の長さ方向とは平行である。尚、第２活性領域１５０及び第２活性領域延在部１６０は、ＳＯＩ基板、ゲルマニウム基板、シリコン−ゲルマニウム基板から構成されていてもよい。また、第２活性領域１５０及び第２活性領域延在部１６０は、実施例１において説明したと同様に、２次元材料又はグラフェンから構成されていてもよい。
【００９８】
そして、制御電極２０、第１活性領域延在部１４０及び第２活性領域延在部１６０のそれぞれに電圧が印加されることによって、第１活性領域１３０と第２活性領域１５０との間をトンネル効果によって電子が移動することで、トンネル電界効果トランジスタ１０Ｆは導通状態となる。具体的には、例えば、制御電極２０及び第１活性領域延在部１４０にＶdd（＞０ボルト）を印加し、第２活性領域延在部１６０を接地する。
【００９９】
以上のとおり、実施例６のトンネル電界効果トランジスタにおいて、第１−ｂ活性領域の下には絶縁領域が形成されているので、第１の態様と同様、第１重複領域と第２重複領域の間に容量が生じて、第２活性領域の端部においてトンネルが流れ易くなる。加えて、第１−ａ活性領域は、イントリンシック又は低不純物濃度の第１導電型や第２導電型としての特性を有する第１−ａ1活性領域、及び、第１導電型としての特性を有する第１−ａ2活性領域から構成されているので、第１−ａ1活性領域が空乏化し易く、寄生容量を減少させることができる。更には、第１−ｂ活性領域は、第１導電型としての特性を有するので、第１−ａ2活性領域、第１−ｂ活性領域、第１活性領域延在部が第１導電型としての特性を有する領域として繋がるといった利点が得られる。
【０１００】
以下、実施例６のトンネル電界効果トランジスタの製造方法の概略を説明する。
【０１０１】
［工程−６００］
先ず、周知の方法に基づき、ｎ型シリコン半導体基板８０に、シャロートレンチ構造を有する絶縁領域８１を形成する。そして、絶縁領域８１によって囲まれたシリコン半導体基板８０の領域の表面を、イオン注入法に基づき、第２導電型（具体的には、ｐ型）とする。こうして、第２活性領域１５０及び第２活性領域延在部１６０を得ることができる。
【０１０２】
［工程−６１０］
次に、シリコン半導体基板８０の表面（具体的には、実施例６においては、シリコン半導体基板８０の表面及び絶縁領域８１の上）に第２の絶縁層２２を形成する。
【０１０３】
［工程−６２０］
次に、第２の絶縁層２２の上に、ＣＶＤ法に基づき２次元材料層を形成した後、２次元材料層にイオン注入を施すことで、第１活性領域１３０（第１−ａ1活性領域１３７、第１−ａ2活性領域１３８）、及び、第１−ｂ活性領域１３２、場合によっては、第１活性領域１３０の延在領域１３９を形成し、次いで、所望の形状にパターニングすることで、第１活性領域１３０及び第１活性領域延在部１４０を得ることができる。
【０１０４】
［工程−６３０］
その後、全面に第１の絶縁層２１を形成する。そして、第１の絶縁層２１上に制御電極２０を形成する。こうして、図１４Ａあるいは図１４Ｂに示した構成、構造を有する実施例６のトンネル電界効果トランジスタを得ることができる。
【０１０５】
［工程−６４０］
その後、全面に層間絶縁層を形成し、第１活性領域延在部１４０及び第２活性領域延在部１６０の上に第１電極４１及び第２電極６１を形成すればよい。
【０１０６】
場合によっては、イントリンシック又は低不純物濃度の第１導電型や第２導電型としての特性を有する第１活性領域１３０を形成しておき、実施例３あるいは実施例４において説明したと同様に、更に、制御電極２０を形成した後、固相拡散法あるいはイオン注入法により、第１−ａ2活性領域１３８及び第１−ｂ活性領域１３２、場合によっては、第１活性領域１３０の延在領域１３９を形成してもよい。
【０１０７】
実施例６のトンネル電界効果トランジスタにあっては、制御電極２０、第１の絶縁層２１及び第１−ａ2活性領域１３８によって第１Ａの容量が形成され、第１−ａ2活性領域１３８、第２の絶縁層２２及び第２活性領域１５０によって第１Ｂの容量が形成される。一方、制御電極２０、第１の絶縁層２１及び第１−ｂ活性領域１３２によって第２Ａの容量が形成され、第１−ｂ活性領域１３２、絶縁領域８１及び絶縁領域８１直下のシリコン半導体基板８０のｐ型領域によって第２Ｂの容量が形成される。ここで、第１−ａ2活性領域１３８を含む領域における全体の容量（第１Ａの容量及び第１Ｂの容量に基づく容量）よりも、第１−ｂ活性領域１３２を含む領域における全体の容量（第２Ａの容量及び第２Ｂの容量に基づく容量）の方が低い値を有する。従って、例えば、制御電極２０、第１活性領域１３０及び第２活性領域１５０に０ボルトを印加している状態から、第１活性領域延在部１４０にＶdd（＞０ボルト）を印加しても、第１−ｂ活性領域１３２を含む領域にあっては第２Ｂの容量が小さく、第２Ａの容量による制御電極との容量結合が強く、ポテンシャルの変化は少ない。その結果、第１−ａ2活性領域１３８を含む領域には変化は生じない。次いで、制御電極２０にＶdd（＞０ボルト）を印加すると、第１−ｂ活性領域１３２を含む領域におけるポテンシャルに更に変化が生じ、同時に、第１−ａ2活性領域１３８を含む領域におけるポテンシャルにも変化が生じる。そして、以上の結果として、トンネル電流が流れ始めるが、第２活性領域１５０の端部１５０Ａの方が第２活性領域１５０の他の部分よりも先にトンネル電流が流れ始める。そして、第１活性領域１３０と第２活性領域１５０との間を流れるトンネル電流は、専ら、第２活性領域１５０の端部１５０Ａと第１活性領域１３０との間を流れ続ける。一方、第１−ａ1活性領域１３７はイントリンシック又は低不純物濃度の第１導電型や第２導電型としての特性を有するが故に、第１−ａ1活性領域１３７を含む領域は空乏化しており、第１活性領域延在部１４０や制御電極２０への電圧の印加によっても余り影響を受けない。従って、第１−ａ1活性領域１３７への電荷充放電が起き難いため、容量が実効的に小さく見え、低消費電力化に貢献することができる。
【０１０８】
以上、本開示のトンネル電界効果トランジスタを好ましい実施例に基づき説明したが、本開示のトンネル電界効果トランジスタはこれらの実施例に限定するものではない。実施例において説明したトンネル電界効果トランジスタの構成、構造、構成材料、製造方法等は例示であり、適宜、変更することができる。実施例においては、専ら、トンネル電界効果トランジスタがｎチャネル型ＦＥＴに相当するとしたが、ｐチャネル型ＦＥＴに相当するとすることもできる。
【０１０９】
場合によっては、第２活性領域５０にバイアス電圧を印加することで、第１活性領域３０と第２活性領域５０との間を流れるトンネル電流の制御を行うことができる。
【０１１０】
また、図１６Ａに、実施例２のトンネル電界効果トランジスタの別の変形例の制御電極と第２活性領域及び第２活性領域延在部との配置関係を模式的に示し、図１６Ｂに、模式的な一部断面図を示すように、制御電極２０を、例えば、３つのセグメントから構成し、これらのセグメントから構成された制御電極２０に対して共通した第１活性領域３０、第１活性領域延在部４０、第２活性領域５０、第２活性領域延在部６０を設けてもよい。あるいは又、図１７に、実施例２のトンネル電界効果トランジスタの更に別の変形例における制御電極と第２活性領域及び第２活性領域延在部との配置関係を模式的に示すように、第１活性領域３０、第１活性領域延在部４０、第２活性領域５０、第２活性領域延在部６０を、例えば、３つのセグメントから構成し、これらのセグメントから構成された第１活性領域３０、第１活性領域延在部４０、第２活性領域５０、第２活性領域延在部６０に対して共通した制御電極２０を設けてもよい。これらの構成を採用し、制御電極又は第１活性領域を複数のトンネル電界効果トランジスタで共有することによって、効率的なレイアウトを達成することができる。
【０１１１】
尚、本開示は、以下のような構成を取ることもできる。
［Ａ０１］《トンネル電界効果トランジスタ：第１の態様》
第１活性領域、
第１活性領域の下に設けられた第２活性領域、
第１活性領域の上に設けられた制御電極、
第１活性領域から延在する第１活性領域延在部、及び、
第２活性領域から延在する第２活性領域延在部、
を備えており、
第１活性領域は、第１−Ａ活性領域、及び、第１−Ａ活性領域と第１活性領域延在部との間に少なくとも位置する第１−Ｂ活性領域から構成されており、
制御電極の正射影像と第１活性領域の正射影像とは少なくとも一部分で重なっており、
第１−Ａ活性領域の下方には第２活性領域が存在し、
第１−Ｂ活性領域の下方には第２活性領域が存在せず、
第２活性領域の正射影像が第１活性領域の正射影像と重なる第２活性領域の部分の端部の総延長をＬ2-Totalとし、
第１活性領域から第１活性領域延在部へと延びる方向をＸ方向、第２活性領域、第１活性領域及び制御電極の積層方向をＺ方向としたときの、第２活性領域の正射影像と重なるＹ方向に沿った第１活性領域の長さをＬ1-Yとしたとき、
Ｌ1-Y＜Ｌ2-Total
を満足するトンネル電界効果トランジスタ。
［Ａ０２］第２活性領域は、絶縁領域によって囲まれており、
絶縁領域の上に、第１−Ｂ活性領域が形成されている［Ａ０１］に記載のトンネル電界効果トランジスタ。
［Ａ０３］絶縁領域を構成する絶縁材料は、低誘電率を有する絶縁材料から成る［Ａ０２］に記載のトンネル電界効果トランジスタ。
［Ａ０４］第１−Ａ活性領域は第１−Ｂ活性領域によって囲まれており、
第２活性領域延在部は、第２活性領域と接し、正射影像が第１−Ｂ活性領域の正射影像の一部と重なっている第２−Ａ活性領域延在部、及び、第２−Ａ活性領域延在部から延在する第２−Ｂ活性領域延在部から構成されており、
第２−Ａ活性領域延在部と第１活性領域との間のＺ方向の距離は、第２活性領域と第１活性領域との間のＺ方向の距離よりも長い［Ａ０１］乃至［Ａ０３］のいずれか１項に記載のトンネル電界効果トランジスタ。
［Ａ０５］第２−Ａ活性領域延在部の上方に、第１−Ｂ活性領域の一部の端部が位置している［Ａ０４］に記載のトンネル電界効果トランジスタ。
［Ａ０６］第１−Ａ活性領域は、第１−Ａ1活性領域、及び、第１−Ａ1活性領域を囲む第１−Ａ2活性領域から構成されており、
第１−Ａ2活性領域、第１−Ｂ活性領域及び第１活性領域延在部は、第１導電型としての特性を有し、
第２活性領域は、第１導電型とは異なる第２導電型としての特性を有し、
第１−Ａ1活性領域は、第１−Ａ2活性領域よりも低い不純物濃度を有する［Ａ０４］又は［Ａ０５］に記載のトンネル電界効果トランジスタ。
［Ａ０７］第２活性領域は、凸状の複数の第２活性領域セグメントから成り、
第２活性領域セグメントと第２活性領域セグメントとの間の凹部は、絶縁材料で埋め込まれている［Ａ０１］乃至［Ａ０５］のいずれか１項に記載のトンネル電界効果トランジスタ。
［Ａ０８］各第２活性領域セグメントの平面形状は帯状である［Ａ０７］に記載のトンネル電界効果トランジスタ。
［Ａ０９］複数の第２活性領域セグメントが２次元マトリクス状に配列されている［Ａ０７］に記載のトンネル電界効果トランジスタ。
［Ａ１０］凹部と対向する第１活性領域の部分は、第１導電型としての特性を有し、
第２活性領域は、第１導電型とは異なる第２導電型としての特性を有し、
第２活性領域セグメントと対向する第１活性領域の部分は、第１導電型としての特性を有する第１領域、及び、第１領域に囲まれ、第１領域よりも低い不純物濃度を有する第２領域から構成されている［Ａ０７］乃至［Ａ０９］のいずれか１項に記載のトンネル電界効果トランジスタ。
［Ａ１１］第１−Ｂ活性領域の下方には、第１導電型を有する半導体層が形成されており、
第２活性領域は、第１導電型とは異なる第２導電型を有する［Ａ０１］乃至［Ａ１０］のいずれか１項に記載のトンネル電界効果トランジスタ。
［Ａ１２］半導体層には、第２活性領域に印加される電圧とは異なる電圧が印加される［Ａ１１］に記載のトンネル電界効果トランジスタ。
［Ａ１３］第１活性領域及び第１活性領域延在部は、２次元材料又はグラフェンから構成されている［Ａ０１］乃至［Ａ１２］のいずれか１項に記載のトンネル電界効果トランジスタ。
［Ａ１４］第２活性領域及び第２活性領域延在部は、シリコン半導体基板、ゲルマニウム基板、又は、シリコン−ゲルマニウム基板から構成されている［Ａ０１］乃至［Ａ１３］のいずれか１項に記載のトンネル電界効果トランジスタ。
［Ａ１５］第２活性領域及び第２活性領域延在部は、２次元材料又はグラフェンから構成されている［Ａ０１］乃至［Ａ１３］のいずれか１項に記載のトンネル電界効果トランジスタ。
［Ａ１６］第１活性領域が延びる方向と制御電極の長さ方向とは平行である［Ａ０１］乃至［Ａ１５］のいずれか１項に記載のトンネル電界効果トランジスタ。
［Ａ１７］制御電極と第１活性領域との間には絶縁層が形成されている［Ａ０１］乃至［Ａ１６］のいずれか１項に記載のトンネル電界効果トランジスタ。
［Ａ１８］第１活性領域と第２活性領域との間には、第２の絶縁層が設けられている［Ａ０１］乃至［Ａ１７］のいずれか１項に記載のトンネル電界効果トランジスタ。
［Ａ１９］制御電極、第１活性領域延在部及び第２活性領域延在部のそれぞれに電圧が印加されることによって、第１活性領域と第２活性領域との間をトンネル効果によって電子が移動することで導通状態となる［Ａ０１］乃至［Ａ１８］のいずれか１項に記載のトンネル電界効果トランジスタ。
［Ｂ０１］《トンネル電界効果トランジスタ：第２の態様》
第１活性領域、
第１活性領域の下に設けられた第２活性領域、
第１活性領域の上に設けられた制御電極、
第１活性領域から延在する第１活性領域延在部、及び、
第２活性領域から延在する第２活性領域延在部、
を備えており、
制御電極の正射影像と第１活性領域の正射影像と第２活性領域の正射影像とが重なっている第１活性領域の部分を第１−ａ活性領域とし、制御電極の正射影像と第１活性領域の正射影像とが重なり、且つ、第２活性領域の正射影像とは重なっていない第１活性領域の部分を第１−ｂ活性領域としたとき、
第１−ｂ活性領域は、第１導電型としての特性を有し、第２活性領域は、第１導電型とは異なる第２導電型としての特性を有し、
第１−ｂ活性領域の下及び第１活性領域延在部の下には、絶縁領域が形成されており、
第１−ａ活性領域は、第１−ａ1活性領域、及び、第１−ａ1活性領域と第１−ｂ活性領域とによって挟まれ、第１導電型としての特性を有し、第１−ａ1活性領域の不純物濃度よりも高い不純物濃度を有する第１−ａ2活性領域から構成されているトンネル電界効果トランジスタ。
［Ｂ０２］第１活性領域及び第１活性領域延在部は、２次元材料又はグラフェンから構成されている［Ｂ０１］に記載のトンネル電界効果トランジスタ。
［Ｂ０３］第２活性領域及び第２活性領域延在部は、シリコン半導体基板、ゲルマニウム基板、又は、シリコン−ゲルマニウム基板から構成されている［Ｂ０１］又は［Ｂ０２］に記載のトンネル電界効果トランジスタ。
［Ｂ０４］第２活性領域及び第２活性領域延在部は、２次元材料又はグラフェンから構成されている［Ｂ０１］又は［Ｂ０２］に記載のトンネル電界効果トランジスタ。
［Ｂ０５］第１活性領域が延びる方向と制御電極の長さ方向とは平行である［Ｂ０１乃至［Ｂ０４］のいずれか１項に記載のトンネル電界効果トランジスタ。
［Ｂ０６］制御電極と第１活性領域との間には絶縁層が形成されている［Ｂ０１］乃至［Ｂ０５］のいずれか１項に記載のトンネル電界効果トランジスタ。
［Ｂ０７］第１活性領域と第２活性領域との間には、第２の絶縁層が設けられている［Ｂ０１］乃至［Ｂ０６］のいずれか１項に記載のトンネル電界効果トランジスタ。
［Ｂ０８］制御電極、第１活性領域延在部及び第２活性領域延在部のそれぞれに電圧が印加されることによって、第１活性領域と第２活性領域との間をトンネル効果によって電子が移動することで導通状態となる［Ｂ０１］乃至［Ｂ０７］のいずれか１項に記載のトンネル電界効果トランジスタ。
【符号の説明】
【０１１２】
１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆ・・・トンネル電界効果トランジスタ、２０・・・制御電極、２１・・・絶縁層（第１の絶縁層）、２２・・・第２の絶縁層、３０，１３０・・・第１活性領域、３１・・・第１−Ａ活性領域、１３１・・・第１−ａ活性領域、１３２・・・第１−ｂ活性領域、３２・・・第１−Ｂ活性領域、３３・・・凹部と対向する第１活性領域の部分、３４・・・第２活性領域セグメントと対向する第１活性領域の部分、３５・・・第１領域、３６・・・第２領域、１３７・・・第１−ａ1活性領域、１３８・・・第１−ａ2活性領域、１３９・・・第１活性領域の延在領域、４０，１４０・・・第１活性領域延在部、４１・・・第１電極、５０，１５０・・・第２活性領域、５０Ａ・・・第２活性領域の端部、５０ａ・・・第２活性領域セグメント、５０ａ1・・・主帯状部分、５０ａ2・・・枝帯状部分、５０ｂ・・・凹部、６０，１６０・・・第２活性領域延在部、６１・・・第２電極、６２・・・第２−Ａ活性領域延在部、６３・・・第２−Ｂ活性領域延在部、８１・・・絶縁領域、８２・・・絶縁材料、８３・・・半導体層、８４・・・配線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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