[0054]如果納米線1035的長(zhǎng)度過小，會(huì)增加納米線1035的制作難度；如果納米線1035的長(zhǎng)度過大，則會(huì)增加溝道區(qū)的電阻。因此，可選的，所述納米線1035的長(zhǎng)度在10?10nm的范圍內(nèi)。
[0055]結(jié)合參考圖12至圖13，圖13為圖12沿EE’剖線的示意圖，執(zhí)行步驟S6，在納米線1035上形成圍柵結(jié)構(gòu)105。
[0056]形成圍柵結(jié)構(gòu)105的步驟包括:在納米線1035表面形成氧化鍺1051。所述氧化鍺1051包覆納米線1035的表面?？梢酝ㄟ^化學(xué)氣相沉積的方式形成所述氧化鍺1051。
[0057]在其他實(shí)施例中，還可以在納米線1035表面形成高K介質(zhì)層，作為柵極介質(zhì)層。具體地，所述高K介質(zhì)層的材料可以是氧化鉿或氧化鋯等材料。
[0058]需要說明的是，在形成氧化鍺1051的過程中，還包括在所述源極部1031和漏極部1032朝向所述通道106的側(cè)面上形成絕緣層，用于分別實(shí)現(xiàn)源極部1031和后續(xù)形成的柵極絕緣，漏極部1032和后續(xù)形成的柵極。
[0059]在源極部1031、漏極部1032以及剩余介質(zhì)層101圍成的區(qū)域中填充金屬材料，使所述金屬材料與所述第一半導(dǎo)體層101表面齊平，以形成金屬柵極1052。
[0060]具體地，所述金屬材料可以是氮化鈦等材料，可以通過物理氣相沉積、原子層沉積或者氣相外延生長(zhǎng)的方式形成所述金屬材料。
[0061]在填充金屬材料之后，還包括對(duì)所述金屬材料進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨工藝，使金屬柵極1052與所述第一半導(dǎo)體層101表面齊平。
[0062]繼續(xù)參考圖12和13，對(duì)所述源極部1031和漏極部1032進(jìn)行源漏離子摻雜，以形成源極和漏極，進(jìn)而形成無(wú)結(jié)(junct1nless)晶體管。
[0063]本實(shí)施例形成的晶體管為P型晶體管，源漏摻雜保證源極的勢(shì)能高于漏極的勢(shì)倉(cāng)泛。
[0064]可選地，所述晶體管的制造方法還包括在源極和漏極上形成金屬硅化物層，以及在所述金屬硅化物層上形成連接插塞的步驟，與現(xiàn)有技術(shù)相同，在此不再贅述。
[0065]需要說明的是，在形成金屬硅化物層的步驟之后，形成連接插塞的步驟之前，所述制造方還可以包括形成層間介質(zhì)層的步驟，所述層間介質(zhì)層可以填充位于晶體管之間的、形成于所述第一半導(dǎo)體層之間的溝槽(圖未示)，以形成隔離結(jié)構(gòu)。
[0066]還需要說明的是，在上述實(shí)施例中，圍柵結(jié)構(gòu)包括高K介質(zhì)層和金屬柵極，但是本發(fā)明對(duì)圍柵結(jié)構(gòu)的材料不作限制，在其他實(shí)施例中，所述圍柵結(jié)構(gòu)還可以包括其他材料的柵極介質(zhì)層和多晶娃柵極。
[0067]相應(yīng)地，本發(fā)明還提供一種晶體管，請(qǐng)參考圖14和圖15，示出了本發(fā)明晶體管一實(shí)施例的示意圖、沿圖14中FF’剖線的示意圖。此處以P型晶體管為例進(jìn)行說明。不應(yīng)以此限制本發(fā)明，本發(fā)明晶體管還可以是N型晶體管。
[0068]所述晶體管包括:
[0069]基底，本實(shí)施例中所述基底包括硅層100’、位于所述硅層100’上的介質(zhì)層101’、位于所述介質(zhì)層101’上的鍺硅層102’。
[0070]具體地，所述硅層100’可以是體硅或絕緣體上硅。
[0071]所述介質(zhì)層101’的材料為氧化硅。
[0072]所述鍺硅層102’和介質(zhì)層101’之間形成有凹槽，位于所述凹槽兩側(cè)的所述鍺硅層102’中摻雜有P型摻雜離子，用作晶體管的源極1031’和漏極1032’。本實(shí)施例中，所述晶體管為P型無(wú)結(jié)晶體管，源極1031’的勢(shì)能低于漏極1032’的勢(shì)能。
[0073]如果鍺硅層102’的厚度過小，也就是說晶體管源極1031’和漏極1032’的尺寸過小，容易影響晶體管的性能，如果鍺硅層102’的厚度過大，則容易影響晶體管的尺寸。所述鍺硅層102’的厚度在10?10nm的范圍內(nèi)。
[0074]納米線1035’位于所述源極1031’和漏極1032’之間，且與所述源極1031’和漏極1032’相接觸。本實(shí)施例中所述納米線1035’為鍺納米線，用作晶體管的溝道區(qū)，鍺納米線可以提高晶體管溝道區(qū)載流子的遷移率。并且本實(shí)施例中所述納米線1035’呈圓柱形結(jié)構(gòu)，因此納米線1035’用作溝道時(shí)一方面可以減小漏電流，另一方面也可以提高載流子的遷移率。
[0075]如果納米線1035’的直徑過小會(huì)影響溝道區(qū)載流子的遷移率；如果納米線1035’的直徑過大則會(huì)影響晶體管的尺寸。因此，可選的，所述納米線1035’的直徑在5?50nm的范圍內(nèi)。
[0076]如果納米線1035’的長(zhǎng)度過小，會(huì)增加納米線1035’的制作難度；如果納米線1035’的長(zhǎng)度過大，則會(huì)增加溝道區(qū)的電阻。因此，可選的，所述納米線1035’的長(zhǎng)度在10?10nm的范圍內(nèi)。
[0077]本實(shí)施例晶體管還包括:填充于所述凹槽且覆蓋所述納米線1035’的圍柵結(jié)構(gòu)。
[0078]具體地，所述圍柵結(jié)構(gòu)包括形成于所述納米線1035’表面的氧化鍺1036’，以及位于所述凹槽中的金屬柵極105’。例如:所述金屬柵極105’的材料為氮化鈦。
[0079]在其他實(shí)施例中，所述圍柵結(jié)構(gòu)還可以包括:形成于所述納米線1035’表面的高K介質(zhì)層，以及位于所述凹槽中的金屬柵極105’。例如:所述高K介質(zhì)層的材料為氧化鉿或氧化鋯。
[0080]雖然本發(fā)明披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動(dòng)與修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種晶體管的制造方法，其特征在于，包括: 提供基底，所述基底包括第二半導(dǎo)體層以及依次位于所述第二半導(dǎo)體層上的介質(zhì)層、第一半導(dǎo)體層； 圖形化所述第一半導(dǎo)體層，形成源極部、漏極部以及位于所述源極部和漏極部之間的鰭； 去除位于所述鰭下方的部分介質(zhì)層，使所述鰭懸空于剩余介質(zhì)層上； 對(duì)所述鰭執(zhí)行氧化處理并去除氧化層的步驟兩次以上，以形成納米線； 在所述納米線上形成圍柵結(jié)構(gòu)； 對(duì)所述納米線兩端的源極部、漏極部進(jìn)行摻雜，以形成源極和漏極。
2.如權(quán)利要求1所述晶體管的制造方法，其特征在于，所述第一半導(dǎo)體層的材料為鍺硅，所述第二半導(dǎo)體層的材料為硅；對(duì)所述鰭執(zhí)行至少兩次氧化和去除氧化層的步驟，以形成鍺納米線。
3.如權(quán)利要求2所述的晶體管的制造方法，其特征在于，對(duì)所述鰭進(jìn)行氧化處理的步驟包括:在所述鰭的表面形成氧化硅材料的氧化層； 去除所述氧化層的步驟包括:采用稀釋的氫氟酸或緩沖氧化層刻蝕去除所述氧化層，以減少所述鰭中硅的含量。
4.如權(quán)利要求2所述晶體管的制造方法，其特征在于，圖形化所述第一半導(dǎo)體層的步驟包括:圖形化所述第一半導(dǎo)體層，以形成兩個(gè)相互平行第一條狀圖案和位于兩個(gè)第一條狀圖案之間、與所述第一條狀圖案相垂直的第二條狀圖案；所述第一條狀圖案用作所述源極部、漏極部；所述第二條狀圖案用作所述鰭。
5.如權(quán)利要求2所述晶體管的制造方法，其特征在于，所述介質(zhì)層為氧化硅層；去除位于所述鰭下方的部分介質(zhì)層步驟包括:采用稀釋的氫氟酸或緩沖蝕刻液去除部分介質(zhì)層。
6.如權(quán)利要求2所述晶體管的制造方法，其特征在于，所述第一半導(dǎo)體層的厚度在10?10nm的范圍內(nèi)。
7.如權(quán)利要求2所述晶體管的制造方法，其特征在于，所述第一半導(dǎo)體層中鍺的質(zhì)量百分比在15?85%的范圍內(nèi)。
8.如權(quán)利要求1所述晶體管的制造方法，其特征在于，所述納米線為圓柱形結(jié)構(gòu)，所述納米線橫截面的直徑在5?50nm的范圍內(nèi)。
9.如權(quán)利要求1所述晶體管的制造方法，其特征在于，所述納米線的長(zhǎng)度在10?10nm的范圍內(nèi)。
10.如權(quán)利要求1所述晶體管的制造方法，其特征在于，對(duì)所述鰭執(zhí)行氧化處理和去除氧化層的步驟之后，形成納米線之前，還包括:對(duì)所述鰭進(jìn)行退火處理。
11.如權(quán)利要求10所述晶體管的制造方法，其特征在于，所述退火處理的步驟包括:在氫氣、氦氣或氣氣的環(huán)境中進(jìn)行退火，退火的溫度在800?1000°C的范圍內(nèi)。
12.如權(quán)利要求2所述晶體管的制造方法，其特征在于，形成圍柵結(jié)構(gòu)的步驟 包括: 在納米線表面形成氧化鍺； 在源極部、漏極部以及剩余介質(zhì)層圍成的區(qū)域中填充金屬材料，并使所述金屬材料與所述第一半導(dǎo)體層表面齊平，以形成金屬柵極。
13.如權(quán)利要求1或2所述晶體管的制造方法，其特征在于，形成圍柵結(jié)構(gòu)的步驟包括: 在納米線表面形成高K介質(zhì)層； 在源極部、漏極部以及剩余介質(zhì)層圍成的區(qū)域中填充金屬材料，并使所述金屬材料與所述第一半導(dǎo)體層表面齊平，以形成金屬柵極。
14.一種晶體管，其特征在于，包括: 基底，所述基底包括硅層以及依次位于所述硅層上的介質(zhì)層、鍺硅層； 所述鍺硅層和部分介質(zhì)層之間形成有凹槽，位于所述凹槽兩側(cè)的所述鍺硅層分別用作源極或漏極； 位于所述源極和漏極之間與所述源極和漏極相接觸的鍺納米線，用作晶體管的溝道區(qū)； 填充于所述凹槽且覆蓋所述納米線的圍柵結(jié)構(gòu)。
15.如權(quán)利要求14所述晶體管，其特征在于，所述圍柵結(jié)構(gòu)包括形成于所述鍺納米線表面的氧化鍺，以及位于所述凹槽中的金屬柵極。
16.如權(quán)利要求14所述晶體管，其特征在于，所述圍柵結(jié)構(gòu)包括形成于所述鍺納米線表面的高K介質(zhì)層，以及位于所述凹槽中的金屬柵極。
17.如權(quán)利要求14所述晶體管，其特征在于，所述鍺納米線為圓柱形結(jié)構(gòu)，所述鍺納米線橫截面的直徑在5?50nm的范圍內(nèi)。
18.如權(quán)利要求14所述晶體管，其特征在于，所述鍺納米線的長(zhǎng)度在10?10nm的范圍內(nèi)。
19.如權(quán)利要求14所述晶體管，其特征在于，所述鍺硅層的厚度在10?10nm的范圍內(nèi)。
20.如權(quán)利要求14所述晶體管，其特征在于，所述晶體管為P型無(wú)結(jié)晶體管，源極的勢(shì)能高于漏極的勢(shì)能。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種晶體管及其制造方法，所述制造方法包括：圖形化第一半導(dǎo)體層，形成源極部、漏極部以及位于所述源極部和漏極部之間的鰭；去除部分介質(zhì)層，使所述鰭懸空于剩余介質(zhì)層上；對(duì)所述鰭執(zhí)行氧化處理并去除氧化層的步驟兩次以上，以形成納米線；在所述納米線上形成圍柵結(jié)構(gòu)。所述晶體管包括：基底，所述基底包括硅層以及依次位于所述硅層上的介質(zhì)層、鍺硅層；所述鍺硅層和部分介質(zhì)層中形成有凹槽，位于所述凹槽兩側(cè)的所述第一半導(dǎo)體層分別用作源極或漏極；位于所述源極和漏極之間與所述源極和漏極相接觸的鍺納米線；填充于所述凹槽且覆蓋所述納米線的圍柵結(jié)構(gòu)。本發(fā)明能提高晶體管溝道區(qū)的載流子遷移率，進(jìn)而優(yōu)化晶體管的性能。
【IPC分類】B82Y10-00, H01L21-335, H01L29-775
【公開號(hào)】CN104752200
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310738997
【發(fā)明人】肖德元
【申請(qǐng)人】中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司
【公開日】2015年7月1日
【申請(qǐng)日】2013年12月27日