CN107808904B - 双括号形栅控双向开关隧穿晶体管及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种双括号形栅控双向开关隧穿晶体管及其制造方法，本发明所述器件具有括号栅极和左右对称的结构特征，具有较强的栅极控制能力并且可以通过调节源漏可互换电极电压控制第二类杂质重掺杂源漏可互换区作为源区或漏区，改变隧穿电流方向。本发明具有低静态功耗和反向泄漏电流、较强的栅极控制能力、低亚阈值摆幅和可实现双向开关功能的优点。对比于普通MOSFETs型器件，利用隧穿效应实现更优秀的开关特性；对比于普通的隧穿场效应晶体管，本发明具有普通的隧穿场效应晶体管所不具备的源漏可互换的双向对称开关特性，因此适合推广应用。
Description
技术领域
本发明涉及超大规模集成电路制造领域，具体涉及一种适用于低功耗集成电路制造的具有低泄漏电流的双括号形栅控双向开关隧穿晶体管及其制造方法。
背景技术
集成电路的基本单元MOSFETs根据摩尔定律的要求，尺寸会变得越来越小，随之而来的不仅仅是在制造工艺上的难度加深，各种不良效应也越发的凸显。如今集成电路设计所采用的MOSFETs型器件由于其工作时自身产生电流的物理机制的限制，其亚阈值摆幅不能低于60mV/dec。而普通隧穿场效应晶体管作为开关型器件使用时，利用载流子在半导体能带之间发生隧穿效应作为电流的导通机制，其亚阈值摆幅要明显优于MOSFETs型器件的60mv/dec极限。然而，普通隧穿场效应晶体管源区和漏区采用不同导电类型的杂质，这种非对称结构特征导致其无法在功能上完全取代具有对称结构特征的MOSFETs型器件。以N型隧穿场效应晶体管为例，如果将其源极和漏极互换，即漏极为低电位，源极为高电位，则隧穿场效应晶体管将始终处于导通状态，导通电流的大小不再能够依靠栅电极而得到良好控制和调节，这使得整个隧穿场效应晶体管的开关特性失效。
发明内容
发明目的：
为了有效结合和利用MOSFETs型器件源极、漏极可互换和普通隧穿场效应晶体管低亚阈值摆幅摆幅的优点，解决MOSFETs型器件亚阈值摆幅无法降低和普通隧穿场效应晶体管只能作为单向开关的不足，本发明提出一种双括号形栅控双向开关隧穿晶体管及其制造方法。该晶体管具有逻辑功能与当前基于MOSFETs集成电路完全兼容的优势特点，源漏两端结构的对称性使其可以通过对源极和漏极的电压互换实现源漏双向对称开关的功能，即具有源漏电极可互换的双向开关特性、此外还具有正反向电流比高、低亚阈值摆幅、高正向导通电流等工作特性。
技术方案：
本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种双括号形栅控双向开关隧穿晶体管，包含SOI晶圆的硅衬底，其特征在于：SOI晶圆的硅衬底上方为SOI晶圆的衬底绝缘层，SOI晶圆的衬底绝缘层的上方为单晶硅薄膜、第一类杂质重掺杂区、源漏可互换本征区a、源漏可互换本征区b、第二类杂质重掺杂源漏可互换区a、第二类杂质重掺杂源漏可互换区b、栅电极绝缘层、括号栅电极和绝缘介质阻挡层的部分区域；其中，第一类杂质重掺杂区位于单晶硅薄膜的中间部分，第二类杂质重掺杂源漏可互换区a和第二类杂质重掺杂源漏可互换区b分别位于第一类杂质重掺杂区两侧单晶硅薄膜的中央部分，第二类杂质重掺杂源漏可互换区a和第二类杂质重掺杂源漏可互换区b的底部表面与SOI晶圆的衬底绝缘层的上表面相互接触；源漏可互换本征区a和源漏可互换本征区b分别位于位于单晶硅薄膜左右两侧未被进行有意掺杂工艺的外侧区域，分别对第二类杂质重掺杂源漏可互换区a和第二类杂质重掺杂源漏可互换区b的前后侧和外侧形成三面包裹；
栅电极绝缘层为绝缘体材料，呈矩形围绕在单晶硅薄膜四周，与单晶硅薄膜和第一类杂质重掺杂区的外侧壁相互接触，前后两侧的栅电极绝缘层的中间区域外侧表面与绝缘介质阻挡层相互接触，栅电极绝缘层的外侧表面的其余部分与栅电极相互接触；
栅电极由金属材料或多晶硅材料构成，与栅电极绝缘层的前后两侧表面的左右两侧部分以及左右两侧表面相互接触，即栅电极与栅电极绝缘层的四周外侧表面的除了位于前后两侧表面的中间区域的与绝缘介质阻挡层相互接触的外侧表面之外的部分相互接触，栅电极俯视观看形成一对双括号形状，对栅电极绝缘层的左右两端形成三面包裹；栅电极绝缘层在栅电极和单晶硅薄膜之间形成绝缘阻挡；栅电极仅对源漏可互换本征区a和源漏可互换本征区b有明显场效应控制作用，而对单晶硅薄膜的其它区域和位于单晶硅薄膜中央部分的第一类杂质重掺杂区无明显控制作用；单晶硅薄膜、第一类杂质重掺杂区、源漏可互换本征区a、源漏可互换本征区b、第二类杂质重掺杂源漏可互换区a和第二类杂质重掺杂源漏可互换区b共同拼成一个矩形结构；单晶硅薄膜、第一类杂质重掺杂区、源漏可互换本征区a、源漏可互换本征区b、栅电极绝缘层、括号栅电极以及衬底绝缘层上的部分绝缘介质阻挡层的上表面为绝缘介质阻挡层的其余部分，源漏可互换电极a位于第二类杂质重掺杂源漏可互换区a的上方，并与之形成良好的欧姆接触；源漏可互换电极b位于第二类杂质重掺杂源漏可互换区b的上方，并与之形成良好的欧姆接触；源漏可互换电极a和源漏可互换电极b的外侧表面分别与绝缘介质阻挡层相接触，并通过绝缘介质阻挡层的阻挡作用彼此绝缘；整个晶体管结构的位于第一类杂质重掺杂区两侧的部分彼此呈对称结构，能够在源漏可互换电极a和源漏可互换电极b对称互换的情况下实现同样的输出特性。
一种所述双括号形栅控双向开关隧穿晶体管的制造方法，其特征在于：
其制造步骤如下：
步骤一：提供一个SOI晶圆，最下方为SOI晶圆的硅衬底，硅衬底的上面是衬底绝缘层，衬底绝缘层的上表面为单晶硅薄膜，通过离子注入或扩散工艺，对SOI晶圆上方的单晶硅薄膜的中间区域掺杂，初步形成第一类杂质重掺杂区；
步骤二：通过光刻、刻蚀工艺除去部分单晶硅薄膜和第一类杂质重掺杂区，在SOI晶圆上进一步形成单晶硅薄膜和第一类杂质重掺杂区；
步骤三：通过氧化或淀积、刻蚀工艺，在单晶硅薄膜和第一类杂质重掺杂区的外侧形成栅电极绝缘层；
步骤四：通过淀积工艺，在步骤三中形成的结构上方淀积绝缘介质，平坦化表面后，通过刻蚀工艺，只保留栅电极绝缘层前后两侧的中间部分外侧的绝缘介质，初步形成绝缘介质阻挡层；
步骤五：通过淀积工艺，在剩余衬底绝缘层的上表面，紧贴栅电极绝缘层，淀积金属或多晶硅，平坦化表面后形成栅电极；
步骤六：通过离子注入工艺，对左右两侧的单晶硅薄膜的中间区域进行掺杂，形成第二类杂质重掺杂源漏可互换区a和第二类杂质重掺杂源漏可互换区b；
步骤七：通过氧化或淀积工艺，在步骤六所形成的结构的上表面形成绝缘介质，平坦化表面后再通过光刻、刻蚀工艺，对第二类杂质重掺杂源漏可互换区a和第二类杂质重掺杂源漏可互换区b的上方进行刻蚀，并形成通孔，露出第二类杂质重掺杂源漏可互换区a和第二类杂质重掺杂源漏可互换区b的上表面以最终形成绝缘介质阻挡层的其余部分，再向形成的通孔中注入金属至通孔被完全填充，平坦化表面后形成源漏可互换电极a和源漏可互换电极b
优点及效果：
本发明具有如下优点及有益效果：
1.源漏对称可互换的双向开关特性：
本发明所述器件为一种双括号形栅控双向开关隧穿晶体管，在单晶硅薄膜1靠近栅电极绝缘层7两侧的部分分别具有彼此独立的隧穿结构，由于器件具有左右对称结构，在栅电极8的控制作用下，单晶硅薄膜1两侧上方在与栅电极绝缘层7接触的表面附近同时发生隧穿，通过调节源漏可互换电极a 9和源漏可互换电极b 10的电压控制第二类杂质重掺杂源漏可互换区a 5和第二类杂质重掺杂源漏可互换区b 6作为源区或漏区，因此可改变隧穿电流方向，实现本发明的源漏对称可互换的双向开关特性。
2.低亚阈值摆幅：
由于本发明是基于隧穿场效应晶体管的隧穿机制，并采用对称双括号栅结构，由于位于源、漏一侧括号栅电极在三个方向上分别对源漏可互换本征区a 3和源漏可互换本征区b 4形成三面包裹，具有优秀的栅电极控制能力，在栅电极8的控制作用下，使得能带在相同的栅电压下更容易发生弯曲，获取更大的电场强度，使得隧穿效率增大，相较于MOSFETs型器件和普通的隧穿场效应晶体管，可获得更低的亚阈值摆幅。
3.低静态功耗、低反向泄漏电流和高正反向电流比：
当第二类杂质重掺杂源漏可互换区a 5、第二类杂质重掺杂源漏可互换区b 6之间存在电势差时，且当栅电极8处于亚阈值或反偏状态，由于第一类杂质重掺杂区2分别与第二类杂质重掺杂源漏可互换区a 5、第二类杂质重掺杂源漏可互换区b 6具有相反杂质类型，因此第一类杂质重掺杂区2必然与第二类杂质重掺杂源漏可互换区a 5或第二类杂质重掺杂源漏可互换区b 6的其中之一处于反偏状态，且第一类杂质重掺杂区2必然与第二类杂质重掺杂源漏可互换区a 5或第二类杂质重掺杂源漏可互换区b 6之间存在部分单晶硅薄膜1，因此器件具有较好的抑制由于场强过强所导致的隧穿电流显著增大的能力。换句话说，第一类杂质重掺杂区2由于不受栅电极8的控制，可以有效阻断第二类杂质重掺杂源漏可互换区a 5或第二类杂质重掺杂源漏可互换区b 6之间的多数载流子的导通。因此本发明具有低静态功耗、低反向泄漏电流和高正反向电流比的优点。
附图说明
图1为本发明双括号形栅控双向开关隧穿晶体管的俯视图；
图2为本发明双括号形栅控双向开关隧穿晶体管的沿虚线A的剖面图；
图3为本发明双括号形栅控双向开关隧穿晶体管的沿虚线B的剖面图；
图4为步骤一的俯视图；
图5为步骤一的沿虚线A的剖面图；
图6为步骤一的沿虚线B的剖面图；
图7为步骤二的俯视图；
图8为步骤二的沿虚线A的剖面图；
图9为步骤二的沿虚线B的剖面图；
图10为步骤三的俯视图；
图11为步骤三的沿虚线A的剖面图；
图12为步骤三的沿虚线B的剖面图；
图13为步骤四的俯视图；
图14为步骤四的沿虚线A的剖面图；
图15为步骤四的沿虚线B的剖面图；
图16为步骤五的俯视图；
图17为步骤五的沿虚线A的剖面图；
图18为步骤五的沿虚线B的剖面图；
图19为步骤六的俯视图；
图20为步骤六的沿虚线A的剖面图；
图21为步骤六的沿虚线B的剖面图；
图22为步骤六的沿虚线C的剖面图；
图23为步骤七的俯视图；
图24为步骤七的沿虚线A的剖面图；
图25为步骤七的沿虚线B的剖面图。
附图标记说明：
1、单晶硅薄膜；2、第一类杂质重掺杂区；3、源漏可互换本征区a；4、源漏可互换本征区b；5、第二类杂质重掺杂源漏可互换区a；6、第二类杂质重掺杂源漏可互换区b；7、栅电极绝缘层；8、栅电极；9、源漏可互换电极a；10、源漏可互换电极b；11、衬底绝缘层；12、硅衬底；13、绝缘介质阻挡层。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明：
如图1、图2和图3所示，一种双括号形栅控双向开关隧穿晶体管，包含SOI晶圆的硅衬底12，SOI晶圆的硅衬底12上方为SOI晶圆的衬底绝缘层11，SOI晶圆的衬底绝缘层11的上方为单晶硅薄膜1、第一类杂质重掺杂区2、源漏可互换本征区a 3、源漏可互换本征区b 4、第二类杂质重掺杂源漏可互换区a 5、第二类杂质重掺杂源漏可互换区b 6、栅电极绝缘层7、括号栅电极8和绝缘介质阻挡层13的部分区域；其中，第一类杂质重掺杂区2位于单晶硅薄膜1的中间部分，第二类杂质重掺杂源漏可互换区a 5和第二类杂质重掺杂源漏可互换区b 6分别位于第一类杂质重掺杂区2两侧单晶硅薄膜1的中央部分，第二类杂质重掺杂源漏可互换区a 5和第二类杂质重掺杂源漏可互换区b 6的底部表面与SOI晶圆的衬底绝缘层11的上表面相互接触；
源漏可互换本征区a 3和源漏可互换本征区b 4分别位于位于单晶硅薄膜左右两侧未被进行有意掺杂工艺的外侧区域，分别对第二类杂质重掺杂源漏可互换区a 5和第二类杂质重掺杂源漏可互换区b 6的前后侧和外侧形成三面包裹；
栅电极绝缘层7为绝缘体材料，呈矩形围绕在单晶硅薄膜1四周，与单晶硅薄膜1和第一类杂质重掺杂区2的外侧壁相互接触，前后两侧的栅电极绝缘层7的中间区域外侧表面与绝缘介质阻挡层13相互接触，栅电极绝缘层7的外侧表面的其余部分与栅电极8相互接触；栅电极8由金属材料或多晶硅材料构成，与栅电极绝缘层7的前后两侧表面的左右两侧部分以及左右两侧表面相互接触，即栅电极8与栅电极绝缘层7的四周外侧表面的除了位于前后两侧表面的中间区域的与绝缘介质阻挡层13相互接触的外侧表面之外的部分相互接触，栅电极8俯视观看形成一对双括号形状，对栅电极绝缘层7的左右两端形成三面包裹；栅电极绝缘层7在栅电极8和单晶硅薄膜1之间形成绝缘阻挡；栅电极8仅对源漏可互换本征区a 3和源漏可互换本征区b 4有明显场效应控制作用，而对单晶硅薄膜1的其它区域和位于单晶硅薄膜1中央部分的第一类杂质重掺杂区2无明显控制作用；单晶硅薄膜1、第一类杂质重掺杂区2、源漏可互换本征区a 3、源漏可互换本征区b 4、第二类杂质重掺杂源漏可互换区a 5和第二类杂质重掺杂源漏可互换区b 6共同拼成一个矩形结构；单晶硅薄膜1、第一类杂质重掺杂区2、源漏可互换本征区a 3、源漏可互换本征区b 4、栅电极绝缘层7、括号栅电极8以及衬底绝缘层11上的部分绝缘介质阻挡层13的上表面为绝缘介质阻挡层13的其余部分，源漏可互换电极a 9位于第二类杂质重掺杂源漏可互换区a 5的上方，并与之形成良好的欧姆接触；源漏可互换电极b 10位于第二类杂质重掺杂源漏可互换区b 6的上方，并与之形成良好的欧姆接触；源漏可互换电极a 9和源漏可互换电极b 10的外侧表面分别与绝缘介质阻挡层13相接触，并通过绝缘介质阻挡层13的阻挡作用彼此绝缘。整个晶体管结构的位于第一类杂质重掺杂区2两侧的部分彼此呈对称结构，能够在源漏可互换电极a 9和源漏可互换电极b 10对称互换的情况下实现同样的输出特性。
本发明提供一种双括号形栅控双向开关隧穿晶体管，具有左右对称的结构特征，通过调节源漏可互换电极a 9和源漏可互换电极b 10的电压控制第二类杂质重掺杂源漏可互换区a 5和第二类杂质重掺杂源漏可互换区b 6作为源区或漏区，改变隧穿电流方向，使器件实现双向隧穿导通的源漏对称可互换特性。
以第一类杂质重掺杂区2为N型杂质为例，当第二类杂质重掺杂源漏可互换区a 5、第二类杂质重掺杂源漏可互换区b 6之间存在电势差时，且当栅电极8处于负压反偏状态，受栅电极场效应作用影响，第二类杂质重掺杂源漏可互换区a 5会向源漏可互换本征区a 3提供空穴、第二类杂质重掺杂源漏可互换区b 6会向源漏可互换本征区b 4提供空穴，因此会在源漏可互换本征区a 3和源漏可互换本征区b 4均产生空穴堆积，使得源漏可互换本征区a 3和源漏可互换本征区b 4此时均显现P型状态，所堆积的空穴使得源漏可互换本征区a3和源漏可互换本征区b 4在栅电极8的作用下阻值下降（即源区、漏区均处于低阻状态），但此时由于显现P型特征的源漏可互换本征区a 3与此时为N型的第一类杂质重掺杂区2在漏源电压下形成反偏的PN结结构，且由于第一类杂质重掺杂区2是不受栅电极8控制的，因而不会由于栅电极8电压的改变而改变其导通类型，因此晶体管在反偏状态下，由于存在反偏的PN结结构，晶体管整体呈现高阻阻断状态；随着栅电极8被施加的电压从负电压逐渐上升至平带电压附近，第二类杂质重掺杂源漏可互换区a 5不会向源漏可互换本征区a 3提供大量空穴、第二类杂质重掺杂源漏可互换区b 6不会向源漏可互换本征区b 4提供大量空穴，同时由于此时源漏可互换本征区a 3和源漏可互换本征区b 4内场强较低，能带弯曲程度较小，因此也不会在源漏可互换本征区a 3和源漏可互换本征区b 4的导带和价带之间产生大量隧穿电子空穴对，因此在源漏可互换本征区a 3和源漏可互换本征区b 4内既形不成大量空穴堆积，也形不成大量电子堆积，晶体管的源漏可互换本征区a 3和源漏可互换本征区b4均处于高阻状态（即源区和漏区处于高阻状态），因此整个晶体管不会有明显电流流过，器件此时具有优秀的关断特性和亚阈值特性；随着栅电极8被施加的电压进一步由平带电压上升至正向偏置状态，此时源漏可互换本征区a 3和源漏可互换本征区b 4内受栅电极8场效应作用影响，会出现较大电场强度和较强能带弯曲，因此会发生明显的隧道效应，使得源漏可互换本征区a 3和源漏可互换本征区b 4内形成大量电子空穴对，其中作为源区一端的源漏可互换本征区所产生的空穴会经由该端的第二类杂质重掺杂源漏可互换区排出，所产生的电子会经由第一类杂质重掺杂区2流向作为漏区一端的源漏可互换本征区，与作为漏区一端的源漏可互换本征区内由隧道效应所产生的价带空穴发生复合。而作为漏区一端的源漏可互换本征区内由隧道效应所产生的导带电子会经由作为漏区的第二类杂质重掺杂源漏可互换区，与其价带空穴发生复合，通过上述物理过程形成连续的导通电流。由于隧道效应所产生的电子空穴对浓度会随着栅电极8所被施加电压的上升而逐步上升，当隧道效应所产生的电子空穴对浓度增加到一定程度时，晶体管由亚阈值状态过渡至正向导通状态。
为达到本发明所述的器件功能，本发明提出一种双括号形栅控双向开关隧穿晶体管，其核心结构特征为：
为达到本发明所述的器件功能，本发明提出提出一种双括号形栅控双向开关隧穿晶体管，其核心结构特征为：
本发明所述器件为一种双括号形栅控双向开关隧穿晶体管，双括号栅极的结构，当栅电极8处于正偏状态时，对比于平面结构，位于栅电极拐角区域附近的电场强度会得到加强，导致产生载流子的概率在同等栅电压下增大，使得亚阈值摆幅有所下降、正向导通电流有所增大；本发明所述器件为一种双括号形栅控双向开关隧穿晶体管，第一类杂质重掺杂区2及其上方的绝缘介质阻挡层13部分的两侧呈对称结构。第一类杂质重掺杂区2与第二类杂质重掺杂源漏可互换区a 5、第一类杂质重掺杂区2与第二类杂质重掺杂源漏可互换区b 6分别具有相反杂质类型。当向两侧的栅电极同时施加反向电压时，在单晶硅薄膜1的上方两侧与栅电极绝缘层7接触的表面附近积累了大量与第二类杂质重掺杂区多数载流子类型相同的载流子，这些与第二类杂质重掺杂区多数载流子类型相同的载流子在漏电极电压的作用下流经源漏可互换本征区到达第一类杂质重掺杂区2，并在第一类杂质重掺杂区2与第一类杂质重掺杂区的多数载流子（与导电类型相反）发生复合，由于第一类杂质重掺杂区2为高掺杂浓度区域，足以将来自源漏可互换本征区的这些与第二类杂质重掺杂区多数载流子类型相同的载流子几乎完全复合掉，且由于作为源区一侧的源漏可互换本征区与第一类杂质重掺杂区2之间处于反偏高阻状态，因此此时在源漏方向上不会产生明显的电流产生，这种结构显著降低了隧穿型场效应晶体管的反向泄漏电流，并使得器件可以获得较高的正反向电流比。由于本发明所述器件所具有的对称结构，通过控制源漏可互换电极a 9和源漏可互换电极b 10切换第二类杂质重掺杂源漏可互换区a 5和第二类杂质重掺杂源漏可互换区b 6作为源区或漏区，并不会影响器件的输出特性，因此可以实现如同MOSFETs器件的源漏可互换的双向开关特性。栅电极绝缘层7为用于产生隧穿电流的绝缘材料层。
本发明所提出的一种双括号形栅控双向开关隧穿晶体管的单元在SOI晶圆上的具体制造工艺步骤如下：
步骤一：如图4、图5和图6所示，提供一个SOI晶圆，最下方为SOI晶圆的硅衬底12，硅衬底的上面是衬底绝缘层11，衬底绝缘层11的上表面为单晶硅薄膜1，通过离子注入或扩散工艺，对SOI晶圆上方的单晶硅薄膜1的中间区域掺杂，初步形成第一类杂质重掺杂区2；
步骤二：如图7、图8和图9所示，通过光刻、刻蚀工艺除去部分单晶硅薄膜1和第一类杂质重掺杂区2，在SOI晶圆上进一步形成单晶硅薄膜1和第一类杂质重掺杂区2；
步骤三：如图10、图11和图12所示，通过氧化或淀积、刻蚀工艺，在单晶硅薄膜1和第一类杂质重掺杂区2的外侧形成栅电极绝缘层7；
步骤四：如图13、图14和图15所示，通过淀积工艺，在步骤三中形成的结构上方淀积绝缘介质，平坦化表面后，通过刻蚀工艺，只保留栅电极绝缘层7前后两侧的中间部分外侧的绝缘介质，初步形成绝缘介质阻挡层13；
步骤五：如图16、图17和图18所示，通过淀积工艺，在剩余衬底绝缘层11的上表面，紧贴栅电极绝缘层7，淀积金属或多晶硅，平坦化表面后形成栅电极8；
步骤六：如图19、图20、图21和图22所示，通过离子注入工艺，对左右两侧的单晶硅薄膜1的中间区域进行掺杂，形成第二类杂质重掺杂源漏可互换区a 5和第二类杂质重掺杂源漏可互换区a 6；
步骤七：如图23、图24和图25所示，通过氧化或淀积工艺，在步骤六所形成的结构的上表面形成绝缘介质，平坦化表面后再通过光刻、刻蚀工艺，对第二类杂质重掺杂源漏可互换区a 5和第二类杂质重掺杂源漏可互换区b 6的上方进行刻蚀，并形成通孔，露出第二类杂质重掺杂源漏可互换区a 5和第二类杂质重掺杂源漏可互换区b 6的上表面以最终形成绝缘介质阻挡层13的其余部分，再向形成的通孔中注入金属至通孔被完全填充，平坦化表面后形成源漏可互换电极a 9和源漏可互换电极b 10。
Claims (2)
1.一种双括号形栅控双向开关隧穿晶体管，包含SOI晶圆的硅衬底（12），其特征在于：SOI晶圆的硅衬底（12）上方为SOI晶圆的衬底绝缘层（11），SOI晶圆的衬底绝缘层（11）的上方为单晶硅薄膜（1）、第一类杂质重掺杂区（2）、源漏可互换本征区a（3）、源漏可互换本征区b（4）、第二类杂质重掺杂源漏可互换区a（5）、第二类杂质重掺杂源漏可互换区b（6）、栅电极绝缘层（7）、括号栅电极（8）和绝缘介质阻挡层（13）的部分区域；
其中，第一类杂质重掺杂区（2）位于单晶硅薄膜（1）的中间部分，第二类杂质重掺杂源漏可互换区a（5）和第二类杂质重掺杂源漏可互换区b（6）分别位于第一类杂质重掺杂区（2）两侧单晶硅薄膜（1）的中央部分，第二类杂质重掺杂源漏可互换区a（5）和第二类杂质重掺杂源漏可互换区b（6）的底部表面与SOI晶圆的衬底绝缘层（11）的上表面相互接触；
源漏可互换本征区a（3）和源漏可互换本征区b（4）分别位于单晶硅薄膜（1）左右两侧未被进行有意掺杂工艺的外侧区域，分别对第二类杂质重掺杂源漏可互换区a（5）和第二类杂质重掺杂源漏可互换区b（6）的前后侧和外侧形成三面包裹；
栅电极绝缘层（7）为绝缘体材料，呈矩形围绕在单晶硅薄膜（1）四周，与单晶硅薄膜（1）和第一类杂质重掺杂区（2）的外侧壁相互接触，前后两侧的栅电极绝缘层（7）的中间区域外侧表面与绝缘介质阻挡层（13）相互接触，栅电极绝缘层（7）的外侧表面的其余部分与栅电极（8）相互接触；
栅电极（8）由金属材料或多晶硅材料构成，与栅电极绝缘层（7）的前后两侧表面的左右两侧部分以及左右两侧表面相互接触，即栅电极（8）与栅电极绝缘层（7）的四周外侧表面的除了位于前后两侧表面的中间区域的与绝缘介质阻挡层（13）相互接触的外侧表面之外的部分相互接触，栅电极（8）俯视观看形成一对双括号形状，对栅电极绝缘层（7）的左右两端形成三面包裹；栅电极绝缘层（7）在栅电极（8）和单晶硅薄膜（1）之间形成绝缘阻挡；栅电极（8）仅对源漏可互换本征区a（3）和源漏可互换本征区b（4）有明显场效应控制作用，而对单晶硅薄膜（1）的其它区域和位于单晶硅薄膜（1）中央部分的第一类杂质重掺杂区（2）无明显控制作用；单晶硅薄膜（1）、第一类杂质重掺杂区（2）、源漏可互换本征区a（3）、源漏可互换本征区b（4）、第二类杂质重掺杂源漏可互换区a（5）和第二类杂质重掺杂源漏可互换区b（6）共同拼成一个矩形结构；单晶硅薄膜（1）、第一类杂质重掺杂区（2）、源漏可互换本征区a（3）、源漏可互换本征区b（4）、栅电极绝缘层（7）、括号栅电极（8）以及衬底绝缘层（11）上的部分绝缘介质阻挡层（13）的上表面为绝缘介质阻挡层（13）的其余部分，源漏可互换电极a（9）位于第二类杂质重掺杂源漏可互换区a（5）的上方，并与之形成良好的欧姆接触；源漏可互换电极b（10）位于第二类杂质重掺杂源漏可互换区b（6）的上方，并与之形成良好的欧姆接触；源漏可互换电极a（9）和源漏可互换电极b（10）的外侧表面分别与绝缘介质阻挡层（13）相接触，并通过绝缘介质阻挡层（13）的阻挡作用彼此绝缘；整个晶体管结构的位于第一类杂质重掺杂区（2）两侧的部分彼此呈对称结构，能够在源漏可互换电极a（9）和源漏可互换电极b（10）对称互换的情况下实现同样的输出特性。
2.一种如权利要求1所述双括号形栅控双向开关隧穿晶体管的制造方法，其特征在于：
其制造步骤如下：
步骤一：提供一个SOI晶圆，最下方为SOI晶圆的硅衬底（12），硅衬底的上面是衬底绝缘层（11），衬底绝缘层（11）的上表面为单晶硅薄膜（1），通过离子注入或扩散工艺，对SOI晶圆上方的单晶硅薄膜（1）的中间区域掺杂，初步形成第一类杂质重掺杂区（2）；
步骤二：通过光刻、刻蚀工艺除去部分单晶硅薄膜（1）和第一类杂质重掺杂区（2），在SOI晶圆上进一步形成单晶硅薄膜（1）和第一类杂质重掺杂区（2）；
步骤三：通过氧化或淀积、刻蚀工艺，在单晶硅薄膜（1）和第一类杂质重掺杂区（2）的外侧形成栅电极绝缘层（7）；
步骤四：通过淀积工艺，在步骤三中形成的结构上方淀积绝缘介质，平坦化表面后，通过刻蚀工艺，只保留栅电极绝缘层（7）前后两侧的中间部分外侧的绝缘介质，初步形成绝缘介质阻挡层（13）；
步骤五：通过淀积工艺，在剩余衬底绝缘层（11）的上表面，紧贴栅电极绝缘层（7），淀积金属或多晶硅，平坦化表面后形成栅电极（8）；
步骤六：通过离子注入工艺，对左右两侧的单晶硅薄膜（1）的中间区域进行掺杂，形成第二类杂质重掺杂源漏可互换区a（5）和第二类杂质重掺杂源漏可互换区b（6）；
步骤七：通过氧化或淀积工艺，在步骤六所形成的结构的上表面形成绝缘介质，平坦化表面后再通过光刻、刻蚀工艺，对第二类杂质重掺杂源漏可互换区a（5）和第二类杂质重掺杂源漏可互换区b（6）的上方进行刻蚀，并形成通孔，露出第二类杂质重掺杂源漏可互换区a（5）和第二类杂质重掺杂源漏可互换区b（6）的上表面以最终形成绝缘介质阻挡层（13）的其余部分，再向形成的通孔中注入金属至通孔被完全填充，平坦化表面后形成源漏可互换电极a（9）和源漏可互换电极b（10）。
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