[发明专利]环栅纳米线场效应晶体管及其制备方法在审

申请号：	201711346508.7	申请日：	2017-12-14
公开（公告）号：	CN108231584A	公开（公告）日：	2018-06-29
发明（设计）人：	张青竹;殷华湘;张兆浩;李俊杰;徐忍忍	申请（专利权）人：	中国科学院微电子研究所
主分类号：	H01L21/335	分类号：	H01L21/335;H01L29/775;H01L29/06
代理公司：	北京康信知识产权代理有限责任公司 11240	代理人：	韩建伟;谢湘宁
地址：	100029 ***	国省代码：	北京;11
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摘要：
搜索关键词：	制备鳍体纳米线结构第二区域纳米线场效应晶体管第一区域源/漏极鳍结构衬底环栅器件可靠性栅堆叠结构寄生电阻氢气氛围顺次连接退火处理漏电流减小外周源漏裸露隔离
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【权利要求书】：

1.一种环栅纳米线场效应晶体管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，在衬底(10)上形成鳍结构(110)；

S2，将所述鳍结构(110)形成与所述衬底(10)隔离的第一鳍体(111)，所述第一鳍体(111)由沿长度方向顺次连接的第一区域、第二区域和第三区域组成；

S3，使所述第一鳍体(111)中的所述第二区域完全裸露，在氢气氛围下对所述第二区域进行退火处理，以将部分所述第一鳍体(111)形成纳米线结构(120)；

S4，绕所述纳米线结构(120)的外周形成栅堆叠结构，

以及，所述制备方法还包括以下步骤：

在所述第一区域和所述第三区域中形成源/漏极，所述源/漏极(20)与所述纳米线结构(120)的两端连接。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1包括以下过程：

S11，在所述衬底(10)上顺序形成第二隔离层(210)、牺牲层(220)和掩膜层(230)；

S12，采用图形化工艺去除部分所述牺牲层(220)和所述掩膜层(230)，以使部分所述第二隔离层(210)表面裸露；

S13，去除剩余的所述掩膜层(230)，并在所述第二隔离层(210)上形成覆盖于所述牺牲层(220)两侧的第一侧墙(240)；

S14，去除剩余的所述牺牲层(220)，并以所述第一侧墙(240)为掩膜去除部分所述第二隔离层(210)和部分所述衬底(10)，与所述第一侧墙(240)对应的部分所述衬底(10)凸起形成所述鳍结构(110)，同时所述鳍结构(110)的两侧形成有相对的凹槽，所述凹槽由所述鳍结构(110)的1/3高度处延伸至2/3高度处。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，形成所述鳍结构(110)的过程包括：

采用各向异性刻蚀工艺去除部分所述第二隔离层(210)和部分所述衬底(10)，以使剩余的所述衬底(10)具有凸起结构；

采用各向同性刻蚀工艺在所述凸起结构的两侧形成所述凹槽；

采用各向异性刻蚀工艺去除位于所述凹槽下方的部分所述衬底(10)，以形成具有所述凹槽的所述鳍结构(110)。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤S1中，在所述衬底(10)上形成所述鳍结构(110)，同时所述鳍结构(110)的两侧形成有相对的凹槽，所述凹槽由所述鳍结构(110)的1/3高度处延伸至2/3高度处，所述步骤S2包括以下过程：

S21，将所述鳍结构(110)氧化，其中所述凹槽对应的所述鳍结构(110)的位置被完全氧化以使所述鳍结构(110)形成独立的所述第一鳍体(111)和第二鳍体(112)，所述第一鳍体(111)位于所述第二鳍体(112)远离所述衬底(10)的一侧；

S22，在所述衬底(10)上沉积绝缘材料，以形成覆盖所述第一鳍体(111)和所述第二鳍体(112)的第一隔离层(30)；

S23，对所述第一隔离层(30)进行平坦化处理，以使所述第一隔离层(30)与所述第一鳍体(111)的上表面齐平。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤S2与所述步骤S3之间，所述制备方法还包括以下步骤：

从所述第一隔离层(30)的表面开始刻蚀去除部分所述第一隔离层(30)，以使部分所述第一鳍体(111)裸露；

在剩余的所述第一隔离层(30)上形成跨部分所述第一鳍体(111)的假栅堆叠，并在所述假栅堆叠的两侧形成跨部分所述第一鳍体(111)的第二侧墙；

去除所述假栅堆叠，位于所述第二侧墙之间的部分所述第一鳍体(111)为所述第二区域。