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納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管及其形成方法與流程

文檔序號(hào):12612383閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管的形成方法,其特征在于,包括:

提供半導(dǎo)體襯底,所述半導(dǎo)體襯底上形成有若干懸空的納米線;

形成包圍所述納米線偽柵極結(jié)構(gòu);

形成覆蓋所述半導(dǎo)體襯底和偽柵極結(jié)構(gòu)的介質(zhì)層,所述介質(zhì)層的表面與偽柵極結(jié)構(gòu)的表面齊平;

去除所述偽柵極結(jié)構(gòu),形成暴露出納米線表面的凹槽;

回刻蝕去除位于凹槽內(nèi)的部分厚度的納米線;

在所述去除部分厚度后的納米線表面上外延生長形成半導(dǎo)體溝道層;

在所述半導(dǎo)體溝道層的表面上形成高K柵介質(zhì)層;

在所述高K柵介質(zhì)層上形成金屬柵電極,所述金屬柵電極包圍納米線。

2.如權(quán)利要求1所述的納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管的形成方法,其特征在于,所述納米線的材料為SiGe、SiC、Ge、GeSn或Ⅲ-Ⅴ化合物。

3.如權(quán)利要求1或2所述的納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管的形成方法,其特征在于,所述去除部分厚度的納米線采用各向同性的干法刻蝕工藝。

4.如權(quán)利要求3所述的納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管的形成方法,其特征在于,所述各向同性的干法刻蝕工藝采用的刻蝕氣體為HCl和CF4,所述HCl的流量為5slm~500slm,CF4的流量為5slm~500slm,腔室壓力為5torr~500torr,腔室溫度為25~1000攝氏度。

5.如權(quán)利要求4所述的納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管的形成方法,其特征在于,所述納米線被去除的厚度為1~20nm。

6.如權(quán)利要求1所述的納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管的形成方法,其特征在于,所述半導(dǎo)體溝道層的材料為Si、SiB、SiGe、SiC、Ge、GeSn、SiP、SiGeB、SiCP或Ⅲ-Ⅴ化合物。

7.如權(quán)利要求6所述的納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管的形成方法,其特征在于,所述半導(dǎo)體溝道層的形成工藝為選擇性外延工藝。

8.如權(quán)利要求7所述的納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管的形成方法,所述半導(dǎo)體溝道層的材料為SiGe,選擇性外延工藝采用的源氣體為SiH4和GeH4,SiH4的流量為5sccm~500sccm,GeH4的流量5sccm~500sccm,選擇性氣體為HCl,HCl流量為10~500slm,腔室壓力為5~50torr,腔室溫度為500~1000攝氏度,反應(yīng)時(shí)間為30~3000S。

9.如權(quán)利要求8所述的納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管的形成方法,其特征在于,所述半導(dǎo)體溝道層的厚度等于納米線被回刻蝕去除的厚度。

10.如權(quán)利要求9所述的納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管的形成方法,其特征在于,所述半導(dǎo)體溝道層的厚度為1~20nm。

11.如權(quán)利要求1所述的納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管的形成方法,其特征在于,在形成偽柵極結(jié)構(gòu)后,還包括:在所述偽柵極結(jié)構(gòu)的側(cè)壁表面形成側(cè)墻。

12.如權(quán)利要求1所述的納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管的形成方法,其特征在于,還包括:在偽柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底上形成源區(qū)和漏區(qū),所述源區(qū)和漏區(qū)分別與納米線的兩端相連。

13.如權(quán)利要求12所述的納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管的形成方法,其特征在于,所述偽柵極結(jié)構(gòu)的材料與納米線的材料不相同。

14.如權(quán)利要求13所述的納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管的形成方法,其特征在于,所述偽柵極結(jié)構(gòu)的材料為多晶硅、無定形硅或無形碳。

15.一種納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管,其特征在于,包括:

半導(dǎo)體襯底,所述半導(dǎo)體襯底上形成有若干懸空的納米線;

位于納米線表面的半導(dǎo)體溝道層;

在所述半導(dǎo)體溝道層的表面上的高K柵介質(zhì)層;

位于高K柵介質(zhì)層上的金屬柵電極,所述金屬柵電極包圍納米線。

16.如權(quán)利要求15所述的納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管,其特征在于,所述半導(dǎo)體溝道層的材料為Si、SiB、SiGe、SiC、Ge、GeSn、SiP、SiGeB、SiCP或Ⅲ-Ⅴ化合物。

17.如權(quán)利要求16所述的納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管,其特征在于,所述半導(dǎo)體溝道層的厚度為1~20nm。

18.如權(quán)利要求15所述的納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管,其特征在于,還包括:位于柵電極兩側(cè)的側(cè)墻;位于側(cè)墻兩側(cè)與納米線連接源區(qū)和漏區(qū)。

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