[发明专利]一种环栅场效应晶体管及其制备方法

权利要求书

1.一种环栅场效应晶体管的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、在衬底上形成键合金属层、第一栅介质层、第一界面控制层、沟道层、第二界面控制层、源漏层和一半导体材料层，具体包括：

步骤1-1、在单晶衬底上形成隔离层和一第一键合金属层；

步骤1-2、在半导体材料层上依次形成一源漏层、一第二界面控制层、一沟道层、一第一界面控制层、一第一栅介质层、一第一栅金属层和一第二键合金属层；

步骤1-3、倒置步骤1-2中结构于所述第一键合金属层上，键合所述第一键合金属层和第二键合金属层形成所述键合金属层；

步骤2、刻蚀去除所述半导体材料层，并在沟道区纵向方向刻蚀形成一凸字形结构，凸出部分刻蚀至所述第二界面控制层，凸出部分的两侧刻蚀至所述第一栅介质层；

步骤3、在所述沟道区凸出部分的两侧壁生长一第三界面控制层，且在间隔源区和漏区一定距离的凸出部分的上表面自下而上形成一第二栅介质层和一第二栅金属层，并延伸至所述第三界面控制层的侧壁和凸出部分两侧平台的上表面；

步骤4、在所述源漏层上表面靠外侧部分形成一源漏金属层，完成所述环栅场效应晶体管的制备。

2.如权利要求1所述的环栅场效应晶体管的制备方法，其特征在于，所述衬底为硅、锗、砷化镓、磷化镓、氮化镓、氧化铝、磷化铟或碳化硅；所述隔离层为硅基、铝基、锆基、铪基、钆基、镓基、镧基、钽基、铍基、钛基、钇基氧化物中的任意组合叠层；所述键合金属层为金、铜、铟、钛、铂、铬、锗和镍的任意组合叠层。

3.如权利要求1所述的环栅场效应晶体管的制备方法，其特征在于，所述第一栅金属层和第二栅金属层为氮化钛、氮化钽、钨、金、铜、铟、钛、铂、铬、锗和镍的任意组合叠层；所述第一界面控制层、第二界面控制层和第三界面控制层为砷化镓、砷化铟、磷化铟、氮化镓、锑化铟或锑化镓的任意组合；所述第一栅介质层和第二栅介质层为氧化铝、氧化铪、氧化锆、氧化钆、氧化镓、氧化镧、氧化钽和氧化钇的任意组合叠层；所述半导体源漏层为高掺杂的III-V族半导体材料；所述源漏金属层为低电阻的金属；所述沟道层为砷化镓、砷化铟、磷化铟、氮化镓、锑化铟和锑化镓的任意组合。

4.如权利要求1所述的环栅场效应晶体管的制备方法，其特征在于，所述隔离层的形成方法为原子层沉积、等离子增强化学气相沉积、磁控溅射、分子束外延、金属有机化学气相沉积、干法氧化和湿法氧化中的一种或多种；所述键合金属层的形成方法为磁控溅射和电子束蒸发的一种或其组合；所述第一栅介质层和第二栅介质层的形成方法为原子层沉积。

5.如权利要求1所述的环栅场效应晶体管的制备方法，其特征在于，所述第一栅金属层和第二栅金属层的形成方法为磁控溅射、电子束蒸发或原子层沉积；所述第一界面控制层、第二界面控制层和第三界面控制层的形成方法为分子束外延或金属有机化学气相沉积；所述源漏金属层的形成方法为磁控溅射、电子束蒸发或原子层沉积。

6.如权利要求1所述的环栅场效应晶体管的制备方法，其特征在于，键合所述第一键合金属层和第二键合金属层的方式为金属-金属键合。

7.如权利要求1所述的环栅场效应晶体管的制备方法，其特征在于，所述步骤2中刻蚀去除所述半导体材料层的方法为干法刻蚀或湿法腐蚀；刻蚀形成沟道区纵向方向凸字形结构的方法为光刻或干法刻蚀。

8.如权利要求1所述的环栅场效应晶体管，其特征在于，所述第一界面控制层的材料的禁带宽度大于所述沟道层材料的禁带宽度。

9.一种环栅场效应晶体管，采用如权利要求1-8中任一项所述的环栅场效应晶体管的制备方法制备得到。