1.低功耗双层阻挡接触式双向异或非门集成电路,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)的上方为半导体薄膜区a(7)、半导体薄膜区b(8)、半导体薄膜区c(9)、可互换内嵌浮动电极a(3)、可互换内嵌浮动电极b(4)、可互换电极a(1)、可互换电极b(2);半导体薄膜区a(7)、半导体薄膜区b(8)、半导体薄膜区c(9)、可互换内嵌浮动电极a(3)、可互换内嵌浮动电极b(4)的上方和侧面,可互换电极a(1)、可互换电极b(2)内侧部分区域的上方和侧面为栅电极绝缘层(10);栅电极绝缘层(10)上方和侧面为栅电极a(5)、栅电极b(6)以及绝缘介质层(13);
半导体薄膜区a(7)、半导体薄膜区b(8)和半导体薄膜区c(9)为半导体材料,可互换内嵌浮动电极a(3)和可互换内嵌浮动电极b(4)为金属、合金或金属硅化物,分别位于半导体薄膜区c(9)的左右两侧,并分别与半导体薄膜区c(9)的左右两侧表面形成具有肖特基势垒的阻挡型接触;半导体薄膜区a(7)和半导体薄膜区b(8)分别位于可互换内嵌浮动电极a(3)和可互换内嵌浮动电极b(4)的外侧,并与可互换内嵌浮动电极a(3)和可互换内嵌浮动电极b(4)的外侧表面形成具有肖特基势垒的阻挡型接触;可互换电极a(1)和可互换电极b(2)为金属、合金或金属硅化物,分别位于半导体薄膜区a(7)和半导体薄膜区b(8)的外侧,并与半导体薄膜区a(7)和半导体薄膜区b(8)的外侧表面形成具有肖特基势垒的阻挡型接触;栅电极绝缘层(10)为绝缘介质材料;栅电极a(5)为金属、合金或多晶硅材料,栅电极a(5)位于半导体薄膜区c(9)两侧的上方和侧面所对应的栅电极绝缘层(10)的上表面和侧表面,并通过绝缘介质层(13)与栅电极b(6)、可互换电极a(1)、可互换电极b(2)彼此绝缘隔离;栅电极b(6)为金属、合金或多晶硅材料,栅电极b(6)位于半导体薄膜区c(9)中央的上方和侧面以及半导体薄膜区a(7)和半导体薄膜区b(8)的上方和侧面所对应的栅电极绝缘层(10)的上表面和侧表面,并通过绝缘介质层(13)与栅电极a(5)、可互换电极a(1)、可互换电极b(2)彼此绝缘隔离。
2.根据权利要求1所述低功耗双层阻挡接触式双向异或非门集成电路,其特征在于:该电路具有左右对称结构,可互换电极a(1)和可互换电极b(2)可彼此互换。
3.一种根据权利要求1所述低功耗双层阻挡接触式双向异或非门集成电路的使用方法,其特征在于:当可互换电极a(1)和可互换电极b(2)之间施加电势差时,通过对栅电极a(5)和栅电极b(6)同时施加反向电压,即栅电极a(5)和栅电极b(6)同时处于“0”状态,利用半导体薄膜区a(7)、半导体薄膜区b(8)以及半导体薄膜区c(9)的左右两侧在高电场强度的作用下所产生的隧道效应,使得带正电的载流子“空穴”从可互换电极a(1)和可互换电极b(2)之中处于电势较高的一端,流向可互换电极a(1)和可互换电极b(2)之中处于电势较低的一端,使低功耗双层阻挡接触式双向异或非门集成电路处于导通状态,即“1”状态,当可互换电极a(1)和可互换电极b(2)之间施加电势差时,通过对栅电极a(5)和栅电极b(6)同时施加正向电压,即栅电极a(5)和栅电极b(6)同时处于“1”状态,利用半导体薄膜区a(7)、半导体薄膜区b(8)以及半导体薄膜区c(9)的左右两侧在高电场强度的作用下所产生的隧道效应,使得带负电的载流子“电子”从可互换电极a(1)和可互换电极b(2)之中处于电势较低的一端,流向可互换电极a(1)和可互换电极b(2)之中处于电势较高的一端,使低功耗双层阻挡接触式双向异或非门集成电路处于导通状态,即“1”状态,当可互换电极a(1)和可互换电极b(2)之间施加电势差时,通过对栅电极a(5)和栅电极b(6)同时施加彼此相反的电压,即栅电极a(5)和栅电极b(6)一个处于“0”状态,一个处于“1”状态,并利用栅电极a(5)和栅电极b(6)当中处于高电压,即处于“1”状态的一个,阻挡半导体薄膜区a(7)、半导体薄膜区b(8)以及半导体薄膜区c(9)的左右两侧在高电场强度的作用下所由隧道效应所产生的带正电的载流子“空穴”流动,同时利用栅电极a(5)和栅电极b(6)当中处于低电压,即处于“0”状态的一个,阻挡半导体薄膜区a(7)、半导体薄膜区b(8)以及半导体薄膜区c(9)的左右两侧在高电场强度的作用下所由隧道效应所产生的带负电的载流子“电子”流动,使低功耗双层阻挡接触式双向异或非门集成电路处于关断状态,即“0”状态,通过以上操作实现低功耗双层阻挡接触式双向异或非门集成电路的异或非逻辑功能。
4.一种根据权利要求1所述低功耗双层阻挡接触式双向异或非门集成电路的制造方法,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SOI晶圆的衬底绝缘层(11),SOI晶圆的衬底绝缘层(11)的上表面为半导体薄膜,通过光刻、刻蚀和淀积工艺,形成可互换内嵌浮动电极a(3)、可互换内嵌浮动电极b(4),初步形成可互换电极a(1)、可互换电极b(2)的部分区域;
步骤二:通过刻蚀工艺,刻蚀掉步骤一中半导体薄膜的上下左右部分区域至露出SOI晶圆的衬底绝缘层(11),形成半导体薄膜区a(7)、半导体薄膜区b(8)和半导体薄膜区c(9);
步骤三:通过淀积工艺,在可互换电极a(1)、可互换电极b(2)、可互换内嵌浮动电极a(3)、可互换内嵌浮动电极b(4)、半导体薄膜区a(7)、半导体薄膜区b(8)和半导体薄膜区c(9)的上方和侧面形成绝缘介质层后平坦化处理,初步形成栅电极绝缘层(10);
步骤四:通过刻蚀工艺,刻蚀掉步骤三所初步形成的栅电极绝缘层(10)上方和下方的部分区域,进一步形成栅电极绝缘层(10);
步骤五:通过淀积工艺,在步骤四所形成的栅电极绝缘层(10)上方淀积绝缘介质后平坦化处理至露出栅电极绝缘层(10)上表面,初步形成绝缘介质层(13);
步骤六:通过光刻、刻蚀工艺,刻蚀掉栅电极绝缘层(10)两侧的部分区域至露出SOI晶圆的衬底绝缘层(11),刻蚀掉绝缘介质层(13)上下两侧的部分区域至露出SOI晶圆的衬底绝缘层(11),上下两侧被刻蚀掉的部分分别呈正时针旋转90度和逆时针旋转90度的字母“E”形特征,其中字母“E”的上下两横分别与半导体薄膜区a(7)、半导体薄膜区b(8)相对应,其中字母“E”的中间一横与半导体薄膜区c(9)的中央区域相对应,被刻蚀掉的区域为形成栅电极b(6)的部分区域预留空间;同步刻蚀掉绝缘介质层(13)上下两侧与半导体薄膜区c(9)的左右两侧所对应的部分区域至露出SOI晶圆的衬底绝缘层(11),为栅电极a(5)的部分区域预留空间;
步骤七:通过淀积工艺,在步骤六所形成的结构的上方淀积金属、合金或金属硅化物并平坦化至露出栅电极绝缘层(10),初步形成位于栅电极绝缘层(10)上下两侧并具有字母“E”形特征的栅电极b(6)和栅电极a(5)的部分区域,并进一步形成可互换电极a(1)、可互换电极b(2);
步骤八:通过淀积工艺淀积绝缘介质,并通过光刻、刻蚀工艺,露出步骤七所形成的具有字母“E”形特征的栅电极b(6)的字母“E”的三个“横”所对应的区域的上表面以及与三个“横”相对应的栅电极绝缘层(10)的部分区域的上表面,同时露出步骤七所形成的栅电极a(5)的部分区域以及与栅电极a(5)的部分区域所对应的栅电极绝缘层(10)的部分区域的上表面,同时露出步骤七所形成的可互换电极a(1)、可互换电极b(2)的部分区域的上表面,并再次通过淀积工艺淀积金属、合金或金属硅化物后平坦化处理至露出绝缘介质层(13),进一步形成可互换电极a(1)、可互换电极b(2)、栅电极a(5)、栅电极b(6)和绝缘介质层(13);
步骤九:通过淀积工艺淀积绝缘介质,并通过光刻、刻蚀工艺,露出步骤八所形成的栅电极a(5)和可互换电极a(1)、可互换电极b(2)的上表面,并通过淀积工艺淀积金属、合金或金属硅化物后平坦化处理至露出绝缘介质层(13),进一步形成可互换电极a(1)、可互换电极b(2)、栅电极a(5)和绝缘介质层(13);
步骤十:通过淀积工艺淀积绝缘介质,并通过光刻、刻蚀工艺,露出步骤九所形成的栅电极a(5)两侧的中央区域的上表面以及两侧中央区域所对应的绝缘介质层(13)的部分区域,同时露出可互换电极a(1)、可互换电极b(2)的上表面,并通过淀积工艺淀积金属、合金或金属硅化物后平坦化处理至露出绝缘介质层(13),进一步形成可互换电极a(1)、可互换电极b(2)、栅电极a(5)和绝缘介质层(13);
步骤十一:通过淀积工艺淀积绝缘介质,并通过光刻、刻蚀工艺,露出步骤十所形成的可互换电极a(1)、可互换电极b(2)的上表面,并通过淀积工艺淀积金属、合金或金属硅化物后平坦化处理至露出绝缘介质层(13),进一步形成可互换电极a(1)和可互换电极b(2)。