[发明专利]一种堆叠纳米线或片环栅CMOS器件的制备方法

权利要求书

1.一种堆叠纳米线或片环栅CMOS器件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

沿第一方向，在半导体衬底上形成若干鳍状结构；其中，所述鳍状结构包括鳍部，以及位于所述鳍部上交替堆叠的第一材料刻蚀结构和第二材料刻蚀结构，所述半导体衬底包括N阱区和P阱区；

沿第二方向，在若干所述鳍状结构上形成牺牲栅，以及所述牺牲栅两侧的侧墙；并在所述侧墙两侧的鳍状结构上刻蚀并生长源漏延伸层，形成源/漏区；

去除所述牺牲栅；并选择性去除位于栅极区域内的所述N阱区上的第一材料刻蚀结构，以及所述P阱区上的第二材料刻蚀结构；仅保留所述N阱区的第二材料刻蚀结构，以及所述P阱区的第一材料刻蚀结构；

对所述P阱区的第一材料刻蚀结构，以及所述N阱区的第二材料刻蚀结构进行形貌调整处理，形成所述P阱区的第一沟道区，以及所述N阱区的第二沟道区；

对所述第一沟道区和第二沟道区进行钝化处理，形成界面钝化层；

在所述界面钝化层上形成栅极介质层和栅极；

其中，在所述半导体衬底上形成若干所述鳍状结构的步骤包括：

提供半导体衬底；

在所述半导体衬底上形成交替堆叠的第一材料层和第二材料层；所述第一材料层为Si_1-xGe_x，所述第二材料层为Si_1-yGe_y；其中，0≤x≤0.7，0.4≤y≤1；

沿所述第一方向，在所述半导体衬底上形成所述鳍部、第一材料刻蚀结构和第二材料刻蚀结构；

在形成所述鳍状结构后，并在形成牺牲栅前，还包括步骤：

在已形成的结构上沉积浅槽隔离；

对已形成的结构进行低温退火处理；并对所述浅槽隔离依次进行平坦化处理和腐蚀处理，露出所述鳍状结构；

所述形貌调整处理的退火温度为350至750℃，退火时间为15至60min；

在N₂、H₂或N₂和H₂的混合气体中对所述P阱区的第一材料刻蚀结构，以及所述N阱区的第二材料刻蚀结构进行所述形貌调整处理；其中，混合气体中N₂和H₂的体积比为：1:1至100:1。

2.根据权利要求1所述的堆叠纳米线或片环栅CMOS器件的制备方法，其特征在于，在所述半导体衬底上形成交替堆叠的第一材料层和第二材料层前，在所述半导体衬底上形成应变缓冲层，所述应变缓冲层的层厚为0.5至3.5μm；所述应变缓冲层为Si_1-zGe_z；其中，0≤z≤0.8。

3.根据权利要求1所述的堆叠纳米线或片环栅CMOS器件的制备方法，其特征在于，所述第一材料层的层厚为5至25nm；所述第二材料层的层厚为5至25nm。

4.根据权利要求1所述的堆叠纳米线或片环栅CMOS器件的制备方法，其特征在于，采用炉管退火、快速退火或激光退火中的任意一种或几种的组合，对所述已形成的结构进行所述低温退火处理。

5.根据权利要求4所述的堆叠纳米线或片环栅CMOS器件的制备方法，其特征在于，所述炉管退火的退火温度为400至800℃，退火时间为20至60min；

所述快速退火的退火温度为500至850℃，退火时间为10至60s；

所述激光退火的退火温度为950至1150℃，退火时间为2ns至1000ns。

6.根据权利要求1所述的堆叠纳米线或片环栅CMOS器件的制备方法，其特征在于，选择性去除位于所述栅极区域内的所述N阱区上的第一材料刻蚀结构，以及所述P阱区上的第二材料刻蚀结构的步骤包括：

在所述栅极区域内的P阱区上形成第一光刻胶掩膜；

选择性去除位于所述栅极区域内的所述N阱区上的第一材料刻蚀结构；

去除所述第一光刻胶掩膜，并在所述栅极区域内的N阱区上形成第二光刻胶掩膜；

选择性去除位于所述栅极区域内的所述P阱区上的第二材料刻蚀结构；并去除所述第二光刻胶掩膜。