專利名稱：全環(huán)柵納米線場效應(yīng)晶體管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體納米線場效應(yīng)晶體管。
背景技術(shù)：
納米線場效應(yīng)晶體管(FET)包括納米線的摻雜的部分，該部分接觸溝道區(qū)域并且充當(dāng)器件的源極區(qū)域和漏極區(qū)域。使用離子注入以摻雜小直徑納米線的之前制造方法可能導(dǎo)致納米線的不期望的非晶化或不期望的結(jié)摻雜分布。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的一個(gè)方面中，提供了一種用于形成納米線場效應(yīng)晶體管(FET)器件的方法，該方法包括在半導(dǎo)體襯底之上形成懸掛的納米線；形成環(huán)繞納米線的一部分的柵極結(jié)構(gòu)；形成與柵極的側(cè)壁相鄰并且環(huán)繞納米線的從柵極延伸的部分的保護(hù)性間隔物；移除納米線的未受間隔物結(jié)構(gòu)保護(hù)的露出部分；以及在納米線的露出截面上外延生長摻雜的半導(dǎo)體材料以形成源極區(qū)域和漏極區(qū)域。在本發(fā)明的另一方面中，提供了一種用于形成納米線場效應(yīng)晶體管(FET)器件的方法，該方法包括在半導(dǎo)體襯底之上形成懸掛的納米線；形成環(huán)繞納米線的一部分的柵極結(jié)構(gòu)；形成與柵極的側(cè)壁相鄰并且環(huán)繞納米線的從柵極延伸的部分的保護(hù)性間隔物；移除納米線的露出部分以及納米線的部分以形成由柵極結(jié)構(gòu)包圍的納米線以及間隔物壁限定的腔；以及在腔中在納米線的露出截面上外延生長摻雜的半導(dǎo)體材料。在本發(fā)明的又一方面中，納米線場效應(yīng)晶體管(FET)器件包括溝道區(qū)域，包括具有從溝道區(qū)域延伸的第一遠(yuǎn)端和從溝道區(qū)域延伸的第二遠(yuǎn)端的硅部分，該硅部分由布置成圓周地環(huán)繞該硅部分的柵極結(jié)構(gòu)部分地包圍；源極區(qū)域，包括接觸硅部分的第一遠(yuǎn)端的第一摻雜的外延硅納米線延伸；以及漏極區(qū)域，包括接觸硅部分的第二遠(yuǎn)端的第二摻雜的外延娃納米線延伸。在本發(fā)明的又一方面中，納米線場效應(yīng)晶體管(FET)器件包括溝道區(qū)域，包括具有第一遠(yuǎn)端和第二遠(yuǎn)端的硅部分，該硅部分由布置成圓周地環(huán)繞該硅部分的柵極結(jié)構(gòu)包圍；第一腔，由硅部分的第一遠(yuǎn)端和柵極結(jié)構(gòu)的內(nèi)徑限定；第二腔，由硅部分的第二遠(yuǎn)端和柵極結(jié)構(gòu)的內(nèi)徑限定；源極區(qū)域，包括接觸在第一腔中硅部分的第一遠(yuǎn)端的第一摻雜的外延硅納米線延伸；以及漏極區(qū)域，包括接觸在第二腔中硅部分的第二遠(yuǎn)端的第二摻雜的外延娃納米線延伸。通過本發(fā)明的技術(shù)實(shí)現(xiàn)附加的特征和優(yōu)勢(shì)。在此詳細(xì)描述本發(fā)明的其他一些實(shí)施例和方面，并且這些實(shí)施例和方面被認(rèn)為是要求保護(hù)的本發(fā)明的一部分。為了更好地理解具有優(yōu)勢(shì)和特征的本發(fā)明，參見說明書和附圖。


在說明書末尾的權(quán)利要求書中具體指出和清楚限定被視為本發(fā)明的主題。通過下面結(jié)合所附附圖的具體描述，本發(fā)明的前述和其他特征以及優(yōu)勢(shì)將變得明顯，在附圖中圖I至圖13B示出了用于形成場效應(yīng)晶體管(FET)器件的示例性方法。圖14A至圖15B不出了用于形成場效應(yīng)晶體管(FET)器件的備選不例性方法。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在參見圖1，在布置在硅襯底100上的掩埋氧化物(BOX)層104上限定絕緣體上硅(SOI)部分102。SOI部分102包括SOI襯墊區(qū)域106、SOI襯墊區(qū)域108和納米線部分109。可以通過使用光刻并且之后通過諸如例如反應(yīng)離子蝕刻(RIE)之類的蝕刻工藝來圖案化SOI部分102。圖2示出了在各向同性蝕刻工藝之后所得的BOX層104和SOI部分102。BOX層104在未被SOI部分102覆蓋的區(qū)域中凹陷。各向同性蝕刻導(dǎo)致BOX層104的位于SOI部分102之下的部分的側(cè)向蝕刻。側(cè)向蝕刻使得納米線109懸掛在BOX層104之上。側(cè)向蝕刻形成了在BOX層104中的底切202和在SOI區(qū)域106和108的邊緣處的懸置部分201。例如可以使用稀釋的氫氟酸(DHF)執(zhí)行BOX層104的各向同性蝕刻。100 I的DHF在室溫下每分鐘蝕刻約2nm至3nm的BOX層104。在各向同性蝕刻之后，納米線部分109被平滑以形成橢圓形形狀(而在一些情形下，為圓柱形形狀)的納米線110，該納米線110由SOI襯墊區(qū)域106和SOI襯墊區(qū)域108懸掛在BOX層104之上。例如可以通過在氫氣中對(duì)納米線109的退火來執(zhí)行納米線的平滑。示例退火溫度的范圍可以為600°C至900°C，而氫氣壓強(qiáng)近似為600托至7托。圖3示出了在減小納米線110的直徑的氧化工藝之后的納米線110。例如可以通過納米線Iio的氧化之后對(duì)生長的氧化物的蝕刻來執(zhí)行納米線110的直徑的減小?？梢灾貜?fù)氧化和蝕刻工藝以實(shí)現(xiàn)期望的納米線110的直徑。一旦納米線110的直徑已減小，則在納米線110的溝道區(qū)域之上形成柵極(下文描述)。如下文進(jìn)一步詳細(xì)描述的那樣，圖4A示出了環(huán)繞納米線110形成并且由多晶硅層(覆蓋層)404覆蓋的柵極402。在多晶硅層404之上沉積諸如例如氮化硅(Si3N4)之類的硬掩模層406。可以通過以下步驟來形成多晶硅層404和硬掩模層406 :在BOX層104和SOI部分102之上沉積多晶硅材料、在多晶硅材料之上沉積硬掩模材料并且通過RIE刻蝕來形成如圖4A所示的多晶硅層404和硬掩模層406?？梢酝ㄟ^產(chǎn)生柵極402的直立側(cè)壁的定向蝕刻來執(zhí)行柵極402的蝕刻。在定向蝕刻之后，多晶硅404保留在納米線110之下和在由柵極402包封的區(qū)域之外?？梢詧?zhí)行各向同性蝕刻以移除納米線110之下的多晶硅404。圖4B示出了示例性備選布置的立體圖，其包括形成在SOI襯墊區(qū)域106和108之間的納米線110上的多個(gè)柵極402?？梢允褂门c上述用于制造單行柵極402線的方法類似的方法來執(zhí)行圖4B中所示的布置的制造，并且示出了可以如何使用本文所述的方法在SOI襯墊區(qū)域106和108之間的納米線上形成任何數(shù)量的器件。圖5示出了沿(圖4A的)線A-A的柵極402的截面圖。通過環(huán)繞納米線110的 溝道部分沉積諸如氧化硅(SiO2)之類的第一柵極電介質(zhì)層502形成柵極402。環(huán)繞第一柵極電介質(zhì)層502形成諸如例如氧化鉿(HfO2)之類的第二柵極電介質(zhì)504。環(huán)繞第二柵極電介質(zhì)層504形成諸如例如氮化鈦(TaN)之類的金屬層506。金屬層506由(圖4A的)多晶硅層404包圍。使用諸如硼(p型)或磷(n型)之類的雜質(zhì)摻雜多晶硅層404使得多晶硅層404導(dǎo)電。圖6A和圖6B示出了沿多晶硅層404的相對(duì)側(cè)形成的間隔物部分604。通過沉積諸如氮化硅之類的毯式電介質(zhì)膜并且使用RIE從所有的水平表面處蝕刻電介質(zhì)膜來形成間隔物。環(huán)繞納米線110的從多晶硅層404延伸的部分形成間隔物壁604，并且間隔物壁604包圍納米線110的一部分。圖6A和圖6B包括在納米線110之下以及在(圖2的)底切區(qū)域202中形成的間隔物部分602。圖7A示出了(圖6A的)截面圖。圖7B示出了圖6B的示例性備選布置的類似截面圖。圖8A和圖8B示出了在 移除(圖7A中所示的)納米線110的露出部分與SOI襯墊區(qū)域106和108的選擇性RIE工藝之后所得結(jié)構(gòu)的截面圖。選擇性RIE工藝的示例包括基于HBr化學(xué)反應(yīng)的RIE，該RIE在蝕刻硅的同時(shí)選擇性地減少對(duì)諸如氧化硅和氮化硅之類的電介質(zhì)的蝕刻。納米線110的由間隔物壁604包圍的部分未被蝕刻，并且具有由間隔物壁604限定的露出的截面。圖9A和圖9B示出了在選擇性外延娃生長以形成外延納米線延伸902 (納米線延伸)之后所得結(jié)構(gòu)的截面圖。從納米線110的由間隔物壁604包圍的露出的截面部分外延生長納米線延伸902。通過外延生長例如可以為n型或p型摻雜的原位摻雜的硅(Si)或鍺硅(SiGe)來形成納米線延伸902。原位摻雜的外延工藝形成納米線FET的源極區(qū)域和漏極區(qū)域。例如，可以使用化學(xué)氣相沉積(CVD)反應(yīng)器來執(zhí)行外延生長。用于硅外延的前驅(qū)物包括SiCl4、與HCl結(jié)合的SiH4。使用氯允許僅在露出的硅表面上選擇性沉積硅。用于SiGe的前驅(qū)物可以是GeH4，其可以在沒有HCl的情形下獲得沉積選擇性。用于摻雜劑的前驅(qū)物可以包括用于n型摻雜的PH3或AsH3和用于p型摻雜的B2H6。針對(duì)純硅沉積，沉積溫度范圍可以從550°C到1000°C，而針對(duì)純Ge沉積可以低至300°C。圖IOA至圖IlB示出了用于制造在同一芯片上制造有N-FET和P-FET的互補(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)的示例方法。由于N-FET和P-FET具有不同摻雜劑類型的納米線延伸，因此單獨(dú)地生長N-FET器件和P-FET器件。參見圖10A，示出了 N-FET器件和P-FET器件。N-FET由外延阻擋掩模1001覆蓋，該掩模1001阻擋從納米線110的露出的截面部分生長。外延阻擋掩模1001例如可以是被圖案化以覆蓋N-FET器件的沉積的氧化膜。使納米線110的P-FET截面部分露出，從而允許使用與上述的工藝類似的選擇性外延生長硅沉積工藝形成P+摻雜的納米線延伸902P。圖IOB示出了與針對(duì)多個(gè)N-FET器件和P-FET器件的圖IOA中描述的類似工藝。參見圖IlA和圖11B，在生長(圖IOA和圖IOB中的)p+摻雜的納米線延伸902P之后，移除外延阻擋掩模1001，并且沉積且圖案化第二外延阻擋掩模1101以覆蓋P-FET和P+摻雜的納米線延伸902P。使用利用n型原位摻雜的選擇性外延來形成n+摻雜的納米線延伸902N。一旦形成了 n+摻雜的納米線延伸902N，則可以移除第二外延阻擋掩模1101。可以選擇形成P-FET和N-FET納米線延伸902的順序以最小化在生長第二納米線延伸期間在第一生長的延伸中的摻雜劑的擴(kuò)散。因此，可以在形成P+摻雜的納米線延伸902P之前形成n+摻雜的納米線延伸902N的外延。由于可以在單獨(dú)的處理步驟中執(zhí)行納米線延伸902的形成，因此延伸的組成可以不同。例如，針對(duì)P-FET器件可以形成SiGe納米線延伸，而針對(duì)N-FET器件可以形成純硅納米線延伸。
圖12A和圖12B示出了在(在上述的納米線延伸902生長之后執(zhí)行的)熱工藝之后所得結(jié)構(gòu)的示例，該熱工藝將摻雜的離子從納米線延伸902擴(kuò)散進(jìn)入納米線110的由間隔物壁604和柵極404包圍以與器件重疊的區(qū)域1202中。外延納米線延伸902在生長時(shí)均勻地?fù)诫s，從而在離子從外延納米線延伸902擴(kuò)散進(jìn)入?yún)^(qū)域1202中之后在納米線110的區(qū)域1202中形成均勻摻雜的分布。對(duì)于(在上面的圖IOA至圖IlB中描述的)CMOS器件而言，可以執(zhí)行類似的熱工藝。當(dāng)n型摻雜劑和p型摻雜劑擴(kuò)散特性類似時(shí)，針對(duì)PFET器件和NFET器件將得到納米線110的類似摻雜區(qū)域。當(dāng)n型摻雜劑和p型摻雜劑擴(kuò)散特性不相類似時(shí)，n型摻雜劑和p型摻雜劑的滲透將在納米線110中形成不相類似的區(qū)域1202?？梢栽诳焖贌嵬嘶?RTA)室中執(zhí)行熱工藝。例如可以如下條件下執(zhí)行熱工藝退火溫度在900°C至1100°C之間、在隊(duì)氣體環(huán)境中維持0至10秒。退火溫度速率的范圍例如可以在50 0C /秒至300 0C /秒之間。
圖13A和圖13B示出了在納米線延伸902上和在多晶硅層404之上形成硅化物1302的硅化之后的所得結(jié)構(gòu)。硅化物形成金屬的示例包括Ni、Pt、Co以及諸如NiPt之類的合金。當(dāng)使用Ni時(shí)，因其低阻率而形成NiSi相。例如，形成溫度包括400°C至600°C。一旦執(zhí)行了硅化工藝，則可以形成覆蓋層和用于連接性的過孔(未示出)。圖14A至圖15B示出了用于形成納米線FET的備選示例性方法。該備選示例性方法類似于上面在圖I至圖13B中描述的方法。然而，當(dāng)蝕刻納米線110以移除納米線110的露出部分時(shí)，蝕刻工藝移除了納米線110的由間隔物壁604和柵極404包圍的一部分，以使納米線110凹陷到柵極402中，并且形成由柵極402、納米線110和間隔物壁604限定的腔1402。圖14A和圖14B示出了所得結(jié)構(gòu)的截面圖。形成腔1402的側(cè)向蝕刻工藝可以基于時(shí)間。間隔物604的寬度變化可以導(dǎo)致凹陷的納米線110的邊緣的位置變化。在腔1402中的蝕刻速率取決于腔的尺寸，其中較窄孔對(duì)應(yīng)于較慢的蝕刻速率。因此，納米線尺寸的變化將導(dǎo)致腔1402的深度變化?？梢酝ㄟ^在形成(圖6A和圖6B中的)間隔物604之前使用離子(例如硅離子、鍺離子和甚至不導(dǎo)致非晶化的諸如硼之類的摻雜劑)轟擊納米線110的露出端部來減小上述變化。納米線Iio的被轟擊部分的蝕刻速率比納米線110的由柵極材料402保護(hù)的未露出部分的蝕刻速率快若干倍。因此，當(dāng)蝕刻時(shí)，腔1402變成與柵極402的側(cè)壁自對(duì)準(zhǔn)。如果在提升的溫度下執(zhí)行間隔物604的沉積，則沉積工藝可以使露出的納米線110部分(已被離子轟擊的部分)退火并且增加露出的納米線110部分的抗蝕刻性。對(duì)于硅納米線110而言，可以在較低溫度(例如低于500°C )下形成間隔物604以避免使納米線110的經(jīng)轟擊的部分退火。如果使用其他材料形成所用的納米線110，則間隔物604的形成溫度可以較高。適合間隔物604的高溫沉積的備選包括在沉積間隔物604之后，使用損害納米線110的由間隔物604包封的部分的離子能以傾斜的角度向襯底100執(zhí)行離子注入。參見圖15A和圖15B，其示出了具有通過與上面在圖9A和圖9B中描述的工藝類似的原位摻雜的外延硅生長工藝形成的納米線延伸1502的所得結(jié)構(gòu)的截面圖。外延硅生長在(圖14A和圖14B的)腔1402中從柵極402中露出的納米線110開始以形成納米線延伸1502。一旦形成了納米線延伸1502，就可以通過例如激光或閃速退火工藝活化摻雜。激光或閃速退火可以降低離子向柵極402的溝道區(qū)域1501中的擴(kuò)散，并且導(dǎo)致在納米線延伸1502中的高均勻濃度摻雜以及在納米線110中的突變結(jié)。一旦離子被活化，則可以執(zhí)行與上面在圖13A和圖13B 中描述的工藝類似的硅化，并且可以形成覆蓋層和用于連接性的過孔(未示出)。本文所使用的術(shù)語僅出于描述特定實(shí)施例的目的，并且并非旨在限制本發(fā)明。如本文所用，除非上下文另有清楚指示，否則單數(shù)形式“一”、“一個(gè)”和“一種”旨在還包括復(fù)數(shù)形式。還將理解，術(shù)語“包括”和/或“包含”在說明書中使用時(shí)指定所陳述的特征、整體、步驟、操作、元件和/或部件的存在，但是不排除一個(gè)或多個(gè)其他特征、整體、步驟、操作、元件、部件和/或其群組的存在和添加。下面權(quán)利要求書中的所有功能元素加裝置或步驟的對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)、材料、動(dòng)作和等同物旨在包括用于與在權(quán)利要求書中具體限定的其他元素組合地執(zhí)行功能的任何結(jié)構(gòu)、材料或動(dòng)作。已出于說明和描述的目的展示了本發(fā)明的說明書，但是其并非旨在窮盡本發(fā)明或?qū)⒈景l(fā)明限制為所公開的形式。在不偏離本發(fā)明的范圍和精神的情形下，許多修改和變化對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員將是顯而易見的。為了最好地說明本發(fā)明的原理和實(shí)際應(yīng)用以及使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解本發(fā)明具有適配于所構(gòu)思的特定用途的各種修改的各種實(shí)施例而選擇和描述了實(shí)施例。本文描繪的圖僅是一個(gè)示例?？梢源嬖趯?duì)本文描述的這些圖或步驟(或操作)的許多變化，而不偏離本發(fā)明。例如，可以以不同順序執(zhí)行步驟或可以添加、刪除或修改步驟。所有這些變化被視為是要求保護(hù)的本發(fā)明的一部分。雖然已經(jīng)描述了本發(fā)明的一些優(yōu)選實(shí)施例，但是將理解，在當(dāng)前和未來本領(lǐng)域技術(shù)人員可以做出落入下文權(quán)利要求書范圍的各種改進(jìn)和增強(qiáng)。這些權(quán)利要求應(yīng)該被解釋為維持首先描述的本發(fā)明的適當(dāng)保護(hù)。
權(quán)利要求
1.一種用于形成納米線場效應(yīng)晶體管(FET)器件的方法，所述方法包括 在半導(dǎo)體襯底之上形成懸掛的納米線； 形成環(huán)繞所述納米線的第一部分的第一柵極結(jié)構(gòu)； 形成與所述第一柵極結(jié)構(gòu)的側(cè)壁相鄰并且環(huán)繞所述納米線的從所述第一柵極結(jié)構(gòu)延伸的部分的第一保護(hù)性間隔物； 移除所述納米線的未受所述第一間隔物保護(hù)的露出部分；以及在所述納米線的露出的截面上外延生長摻雜的半導(dǎo)體材料以形成第一源極區(qū)域和第一漏極區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中所述方法還包括 形成環(huán)繞所述納米線的第二部分的第二柵極結(jié)構(gòu)； 形成與所述第二柵極結(jié)構(gòu)的側(cè)壁相鄰并且環(huán)繞所述納米線的從所述第二柵極結(jié)構(gòu)延伸的部分的第二保護(hù)性間隔物； 移除所述納米線的未受所述第二間隔物保護(hù)的露出部分； 在所述納米線的露出截面上外延生長摻雜的半導(dǎo)體材料以形成所述第一源極區(qū)域和所述第一漏極區(qū)域之前，在所述第二柵極結(jié)構(gòu)和所述第二保護(hù)性間隔物之上沉積第一保護(hù)性掩模； 移除所述第一保護(hù)性掩模； 在所述第一柵極結(jié)構(gòu)、所述第一保護(hù)性間隔物、所述第一源極區(qū)域和所述第一漏極區(qū)域之上沉積第二保護(hù)性掩模；以及 在所述第二柵極結(jié)構(gòu)的所述納米線的露出截面上外延生長摻雜的半導(dǎo)體材料以形成第二源極區(qū)域和第二漏極區(qū)域。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述第一源極區(qū)域和所述第一漏極區(qū)域的外延生長的摻雜的半導(dǎo)體材料是P型摻雜的材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述第二源極區(qū)域和所述第二漏極區(qū)域的所述外延生長的摻雜的半導(dǎo)體材料是n型摻雜的材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中所述第一柵極結(jié)構(gòu)包括布置在所述納米線的溝道部分上的氧化硅層、布置在所述氧化硅層上的電介質(zhì)層以及布置在所述電介質(zhì)層上的金屬層。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中所述第一柵極結(jié)構(gòu)被形成在包圍所述納米線的柵極部分的圓周層中。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中所述第一保護(hù)性間隔物包括氮化物材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中所述方法還包括加熱所述器件以將摻雜劑從所述摻雜的半導(dǎo)體材料向所述納米線的部分中擴(kuò)散。
9.一種用于納米線場效應(yīng)晶體管(FET)器件的方法，所述方法包括 在半導(dǎo)體襯底之上形成懸掛的納米線； 形成環(huán)繞所述納米線的一部分的柵極結(jié)構(gòu)； 形成與所述柵極結(jié)構(gòu)的側(cè)壁相鄰并且環(huán)繞所述納米線的從所述柵極結(jié)構(gòu)延伸的部分的保護(hù)性間隔物； 移除所述納米線的露出部分以形成由被所述柵極結(jié)構(gòu)包圍的所述納米線和所述間隔物限定的腔；以及 在所述腔中從所述納米線的露出截面外延生長摻雜的半導(dǎo)體材料。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述方法還包括 在形成與所述柵極的側(cè)壁相鄰并且環(huán)繞所述納米線的從所述柵極延伸的部分的保護(hù)性間隔物之前，使用離子對(duì)所述納米線的露出部分進(jìn)行注入。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述方法還包括 在形成與所述柵極的側(cè)壁相鄰并且環(huán)繞所述納米線的從所述柵極延伸的部分的保護(hù)性間隔物之前，使用離子對(duì)所述納米線的露出部分進(jìn)行注入以增加所述納米線的所述露出部分的蝕刻速率性質(zhì)。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中在低于500°C的溫度下形成與所述柵極側(cè)壁相鄰并且環(huán)繞納米線的從所述柵極延伸的部分的所述保護(hù)性間隔物。
13.根據(jù)權(quán)利要求9或權(quán)利要求I所述的方法，其中所述外延生長的摻雜的半導(dǎo)體材料是n型摻雜的材料。
14.根據(jù)權(quán)利要求9或權(quán)利要求I所述的方法，其中所述外延生長的摻雜的半導(dǎo)體材料是P型摻雜的材料。
15.根據(jù)權(quán)利要求9或權(quán)利要求I所述的方法，其中所述外延生長的摻雜的半導(dǎo)體材料是娃。
16.根據(jù)權(quán)利要求9或權(quán)利要求I所述的方法，其中所述外延生長的摻雜的半導(dǎo)體材料是SiGe合金。
17.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述柵極結(jié)構(gòu)包括布置在所述納米線的溝道部分上的氧化硅層、布置在所述氧化硅層上的電介質(zhì)層和布置在所述電介質(zhì)層上的金屬層。
18.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述柵極結(jié)構(gòu)被形成在包圍所述納米線的柵極部分的圓周層中。
19.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述保護(hù)性間隔物包括氮化物材料。
20.根據(jù)權(quán)利要求9或權(quán)利要求I所述的方法，其中所述外延生長的摻雜的半導(dǎo)體材料是原位摻雜的材料。
21.根據(jù)權(quán)利要求9或權(quán)利要求I所述的方法，其中所述外延生長的摻雜的半導(dǎo)體材料被均勻摻雜。
22.—種納米線場效應(yīng)晶體管(FET)器件，包括 溝道區(qū)域，包括具有從所述溝道區(qū)域延伸的第一遠(yuǎn)端和從所述溝道區(qū)域延伸的第二遠(yuǎn)端的硅部分，所述硅部分由布置成圓周地環(huán)繞所述硅部分的柵極結(jié)構(gòu)部分地包圍； 源極區(qū)域，包括接觸所述硅部分的所述第一遠(yuǎn)端的第一摻雜的外延硅納米線延伸；以及 漏極區(qū)域，包括接觸所述硅部分的所述第二遠(yuǎn)端的第二摻雜的外延硅納米線延伸。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的器件，其中使用離子均勻地?fù)诫s所述第一外延硅納米線延伸和所述第二外延娃納米線延伸。
24.根據(jù)權(quán)利要求22的器件，其中使用從所述第一外延硅納米線延伸擴(kuò)散的離子摻雜所述硅部分的第一遠(yuǎn)端的部分，并且使用從所述第二外延硅納米線延伸擴(kuò)散的離子摻雜所述娃部分的第二遠(yuǎn)端的部分。
25.根據(jù)權(quán)利要求22的器件，其中所述硅部分為橢圓形形狀。
26.根據(jù)權(quán)利要求22的器件，其中所述硅部分為圓柱形形狀。
27.—種納米線場效應(yīng)晶體管(FET)器件，包括 溝道區(qū)域，包括具有第一遠(yuǎn)端和第二遠(yuǎn)端的硅部分，所述硅部分由布置成圓周地環(huán)繞所述硅部分的柵極結(jié)構(gòu)包圍； 第一腔，由所述硅部分的第一遠(yuǎn)端和所述柵極結(jié)構(gòu)的內(nèi)徑限定； 第二腔，由所述硅部分的第二遠(yuǎn)端和所述柵極結(jié)構(gòu)的內(nèi)徑限定； 源極區(qū)域，包括從在所述第一腔中所述硅部分的第一遠(yuǎn)端外延延伸的第一摻雜的外延娃納米線延伸；以及 漏極區(qū)域，包括從在所述第二腔中所述硅部分的第二遠(yuǎn)端外延延伸的第二摻雜外延硅納米線延伸。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的器件，其中所述第一外延硅納米線延伸填充所述第一腔，而所述第二外延硅納米線延伸填充所述第二腔。
29.根據(jù)權(quán)利要求27所述的器件，其中所述第一外延硅納米線和所述第二外延硅納米線被均勻摻雜。
全文摘要
一種用于形成納米線場效應(yīng)晶體管(FET)器件的方法，該方法包括在半導(dǎo)體襯底(100)之上形成懸掛的納米線(110)；形成環(huán)繞納米線的一部分的柵極結(jié)構(gòu)；形成與柵極的側(cè)壁相鄰并且環(huán)繞納米線的從柵極延伸的部分的保護(hù)性間隔物(604)；移除納米線的未受間隔物結(jié)構(gòu)保護(hù)的露出部分；以及在納米線的露出截面上外延生長摻雜的半導(dǎo)體材料(902)以形成源極區(qū)域和漏極區(qū)域。
文檔編號(hào)H01L29/775GK102640271SQ201080054985
公開日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2010年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月4日
發(fā)明者G·科亨, J·常, J·斯萊特, S·邦薩倫蒂普 申請(qǐng)人:國際商業(yè)機(jī)器公司