[发明专利]纳米线场效应晶体管及其形成方法

权利要求书

1.一种形成纳米线场效应晶体管的方法，其特征在于，包括：

提供SOI衬底，所述SOI衬底包括第一半导体衬底、位于所述第一半导体衬底上的埋层、位于所述埋层上的第二半导体衬底；

图形化所述第二半导体衬底形成源极区域、漏极区域以及纳米线；

去除所述纳米线下方部分厚度的埋层，以形成凹槽，使纳米线悬置于凹槽中；

在图形化后的第二半导体衬底和剩余埋层围成的区域的侧面形成侧墙；

在所述源极区域侧面的侧墙和漏极区域侧面的侧墙之间形成栅极结构，所述栅极结构包括栅极和位于所述栅极和纳米线之间的栅介质层，在纳米线延伸方向上栅极和侧墙的宽度之和等于所述纳米线的长度；

对所述源极区域和漏极区域进行离子掺杂，形成源极和漏极。

2.如权利要求1所述的形成纳米线场效应晶体管的方法，其特征在于，图形化所述第二半导体衬底形成源极区域、漏极区域以及纳米线，去除所述纳米线下方部分厚度的埋层包括：

在所述第二半导体衬底上形成图形化的掩膜层，定义出源极区域、漏极区域以及纳米线的位置；

以所述图形化的掩膜层为掩膜，刻蚀所述第二半导体衬底形成源极区域、漏极区域和纳米线并刻蚀去除所述纳米线下方部分厚度的埋层；

去除位于所述纳米线上的图形化的掩膜层；

所述侧墙也位于所述图形化的掩膜层的侧面。

3.如权利要求2所述的形成纳米线场效应晶体管的方法，其特征在于，在所述第二半导体衬底上形成图形化的掩膜层，定义出源极区域、漏极区域以及纳米线的位置包括：

在所述第二半导体衬底上形成硬掩膜层；

图形化所述硬掩膜层，定义出纳米线的位置；

形成介质层，覆盖所述图形化的硬掩膜层和所述第二半导体衬底；

图形化所述介质层，定义出源极区域和漏极区域的位置。

4.如权利要求3所述的形成纳米线场效应晶体管的方法，其特征在于，所述硬掩膜层为氮化硅层。

5.如权利要求3所述的形成纳米线场效应晶体管的方法，其特征在于，所述介质层为氧化硅层。

6.如权利要求2所述的形成纳米线场效应晶体管的方法，其特征在于，去除位于所述纳米线上的图形化的掩膜层之后，形成侧墙之前还包括：在氢气气氛中对所述纳米线进行退火工艺。

7.如权利要求2所述的形成纳米线场效应晶体管的方法，其特征在于，所述侧墙的形成方法包括：

形成介质层，覆盖所述图形化的掩膜层、剩余的埋层；

干法刻蚀所述介质层形成侧墙；

去除所述纳米线下的介质层。

8.如权利要求7所述的形成纳米线场效应晶体管的方法，其特征在于，利用各向同性干法刻蚀或湿法刻蚀去除所述纳米线下的介质层。

9.如权利要求7所述的形成纳米线场效应晶体管的方法，其特征在于，所述介质层为单层结构或叠层结构。

10.如权利要求9所述的形成纳米线场效应晶体管的方法，其特征在于，所述单层结构的介质层为氧化硅层或氮化硅层。

11.如权利要求2所述的形成纳米线场效应晶体管的方法，其特征在于，在形成栅极结构后，对所述源极区域和漏极区域进行离子掺杂之前，还包括：

去除所述源极区域上、漏极区域上图形化的掩膜层。

12.如权利要求11所述的形成纳米线场效应晶体管的方法，其特征在于，利用湿法刻蚀去除所述源极区域上、漏极区域上的图形化的掩膜层。

13.如权利要求2所述的形成纳米线场效应晶体管的方法，其特征在于，形成栅极结构的方法包括：

依次形成栅介质层和导电层，覆盖所述侧墙、源极区域和漏极区域上图形化的掩膜层、剩余的埋层以及纳米线；

对所述导电层和栅介质层进行平坦化形成栅极结构，所述栅极结构的顶面与所述侧墙的顶面相平。

14.如权利要求13所述的形成纳米线场效应晶体管的方法，其特征在于，所述平坦化方法为化学机械研磨工艺。

15.如权利要求13所述的形成纳米线场效应晶体管的方法，其特征在于，所述导电层的材料为金属或多晶硅。