[发明专利]基于SOI的三维阵列式硅纳米线场效应晶体管制备方法

权利要求书

1.一种基于SOI的三维阵列式硅纳米线场效应晶体管制备方法，其特征在于，包括：

提供SOI衬底，所述SOI衬底由下到上依次为硅衬层、绝缘体层和顶层硅；

对所述SOI衬底表面进行处理，将所述SOI衬底顶层硅转化为初始锗硅层；

在所述SOI衬底上交替形成硅层和后续锗硅层，所述初始锗硅层和所述后续锗硅层共同构成为锗硅层；

对所述锗硅层和硅层刻蚀处理，形成鳍形有源区，所述鳍形有源区为三维阵列式，剩余的区域作为源漏区；

在所述鳍形有源区内形成硅纳米线，所述硅纳米线三维阵列式堆叠；

在所述硅纳米线、SOI衬底以及源漏区表面形成栅极氧化层；

在所述源漏区之间的SOI衬底上形成栅极；

在所述源漏区和所述栅极之间形成隔离介质层。

2.如权利要求1所述的基于SOI的三维阵列式硅纳米线场效应晶体管制备方法，其特征在于，对所述SOI衬底表面进行处理，将所述SOI衬底顶层转化为初始锗硅层的具体操作为：

在所述SOI衬底表面沉积一锗层；

对所述锗层氧化处理，所述锗层中锗氧化浓缩与所述SOI衬底顶层的硅形成初始锗硅层，所述初始锗硅层上层表面为SiO₂层；

湿法去除所述SiO₂层。

3.如权利要求1所述的基于SOI的三维阵列式硅纳米线场效应晶体管制备方法，其特征在于，所述硅层至少为一层，所述锗硅层比所述硅层多一层。

4.如权利要求1所述的基于SOI的三维阵列式硅纳米线场效应晶体管制备方法，其特征在于，对所述锗硅层和硅层刻蚀处理之后，对所述源漏区之间的区域进行离子注入。

5.如权利要求1所述的基于SOI的三维阵列式硅纳米线场效应晶体管制备方法，其特征在于，所述源漏区之间的SOI衬底上形成栅极之后，对所述源漏区进行离子注入。

6.如权利要求1所述的基于SOI的三维阵列式硅纳米线场效应晶体管制备方法，其特征在于，所述硅纳米线直径在1纳米～1微米之间。

7.如权利要求1所述的基于SOI的三维阵列式硅纳米线场效应晶体管制备方法，其特征在于，所述硅纳米线的截面形状为圆形、横向跑道形或纵向跑道形。

8.如权利要求1所述的基于SOI的三维阵列式硅纳米线场效应晶体管制备方法，其特征在于，在所述硅纳米线、SOI衬底以及源漏区上形成栅极氧化层之前，还包括：

对所述硅纳米线进行热氧化；

蚀刻掉所述热氧化形成的二氧化硅。

9.如权利要求1所述的基于SOI的三维阵列式硅纳米线场效应晶体管制备方法，其特征在于，所述栅极氧化层的材料为二氧化硅、氮氧化硅或高k介质。

10.如权利要求9所述的基于SOI的三维阵列式硅纳米线场效应晶体管制备方法，其特征在于，所述高k介质为HfO₂、Al₂O₃、ZrO₂中的一种或其任意组合。

11.如权利要求1所述的基于SOI的三维阵列式硅纳米线场效应晶体管制备方法，其特征在于，栅极的材料为多晶硅、无定形硅、金属中的一种或其任意组合。

12.如权利要求1所述的基于SOI的三维阵列式硅纳米线场效应晶体管制备方法，其特征在于，所述隔离介质层的材料为二氧化硅。

13.如权利要求1所述的基于SOI的三维阵列式硅纳米线场效应晶体管制备方法，其特征在于，所述刻蚀采用次常压化学气相刻蚀法。

14.如权利要求13所述的基于SOI的三维阵列式硅纳米线场效应晶体管制备方法，其特征在于，所述次常压化学气相刻蚀法采用氢气和氯化氢混合气体，其中氢气和氯化氢混合气体的温度在600℃～800℃之间，其中氯化氢的分压大于300Torr。