[发明专利]具有锗纳米棒的场效应晶体管及其制造方法

权利要求书

1、一种场效应晶体管，包括：

栅极氧化物层，位于硅基底上；

至少一个Ge纳米棒，埋入在栅极氧化物层中，其中，至少一个Ge纳米棒的两端被暴露；

源电极和漏电极，连接到Ge纳米棒的相对侧；

栅电极，在源电极和漏电极之间位于栅极氧化物层上。

2、根据权利要求1所述的场效应晶体管，其中，至少一个Ge纳米棒包含彼此分开的两个至五个纳米棒。

3、根据权利要求1所述的场效应晶体管，其中，至少一个Ge纳米棒具有大约1nm至大约20nm的直径。

4、根据权利要求1所述的场效应晶体管，其中，沟道区中的至少一个Ge纳米棒具有圆形或者椭圆形的剖面。

5、根据权利要求1所述的场效应晶体管，其中，源电极与至少一个Ge纳米棒形成肖特基势垒结，漏电极与至少一个Ge纳米棒形成肖特基势垒结。

6、根据权利要求5所述的场效应晶体管，其中，源电极和漏电极由从由Pt、Ni、Co、V、Yb和Er组成的组中选择的金属形成。

7、根据权利要求1所述的场效应晶体管，其中，栅极氧化物层是介电常数高于氧化硅的介电常数的介电层。

8、根据权利要求7所述的场效应晶体管，其中，栅极氧化物层由从由Si₃N₄、Ta₂O₅、HfO₂、Zr₂O₅、Al₂O₃、HfO_xN_y、HfSiO和HfSiON组成的组中选择的一种形成。

9、根据权利要求8所述的场效应晶体管，其中，栅电极包括：

第一金属层，由从Ta、TaN和TiN中选择的一种形成；

第二金属层，在第一金属层上由多晶硅形成。

10、一种制造场效应晶体管的方法，所述方法包括：

在硅基底上形成绝缘层和第一硅层；

在第一硅层上顺序形成SiGe层和第二硅层；

在硅基底上通过将第一硅层、第二硅层和SiGe层中的Si氧化来形成氧化硅层，并且由SiGe层形成至少一个Ge纳米棒；

形成接触至少一个Ge纳米棒的相对端的源电极和漏电极；

在源电极和漏电极之间的用于形成沟道区的区域中形成围绕至少一个Ge纳米棒的栅极氧化物层；

在栅极氧化物层上形成栅电极。

11、根据权利要求10所述的方法，其中，在第一硅层上顺序形成SiGe层和第二硅层的步骤被重复两次到五次。

12、根据权利要求10所述的方法，其中，绝缘层由蚀刻速率与氧化硅层的蚀刻速率不同的材料形成。

13、根据权利要求10所述的方法，其中，形成源电极和漏电极的步骤包括：

在用于形成沟道区的区域中形成第一光致抗蚀剂；

通过去除在用于形成源电极和漏电极的区域中的氧化硅层来暴露至少一个Ge纳米棒的两端；

在用于形成源电极和漏电极的区域中沉积逸出功大于Ge的逸出功的金属。

14、根据权利要求10所述的方法，其中，形成栅极氧化物层的步骤包括：

通过去除用于形成沟道区的区域中的氧化硅层来暴露至少一个Ge纳米棒；

利用介电常数高于氧化硅的介电常数的材料形成围绕至少一个Ge纳米棒的栅极氧化物。

15、根据权利要求14所述的方法，还包括：

在形成栅极氧化物层之前，通过在H₂或D₂气氛中对硅基底进行退火，使得沟道区中的至少一个Ge纳米棒的剖面形成为圆形或者椭圆形形状。