[發(fā)明專利]場效應(yīng)晶體管及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510667042.5
• 申請日: 2015-10-15
• 公開（公告）號: CN106601804B
• 公開（公告）日: 2018-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 肖德元;張汝京
• 申請（專利權(quán)）人: 上海新昇半導(dǎo)體科技有限公司
• 主分類號: H01L29/778
• 分類號: H01L29/778;H01L29/423;H01L29/66
• 代理公司: 上海思微知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31237
• 代理人: 金華

1.一種場效應(yīng)晶體管的制備方法，其特征在于，包括：

提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底表面具有溝槽以及懸空于所述溝槽上方的鍺納米線；

形成依次包圍在所述鍺納米線四周的第一III-V化合物層和第二III-V化合物層；

在所述第二III-V化合物層中形成凹槽，所述凹槽暴露所述第一III-V化合物層；

在所述凹槽中依次形成勢壘層、柵介質(zhì)層以及柵電極，所述勢壘層的禁帶寬度比所述第一III-V化合物層的禁帶寬度寬；

在所述柵電極兩側(cè)的所述第二III-V化合物層上形成側(cè)墻；

對所述第二III-V化合物層進(jìn)行N型離子注入，分別形成源區(qū)和漏區(qū)。

2.如權(quán)利要求1所述的場效應(yīng)晶體管的制備方法，其特征在于，在所述半導(dǎo)體襯底表面形成所述鍺納米線的步驟包括：

形成一鍺硅合金層，所述鍺硅合金層覆蓋所述半導(dǎo)體襯底；

形成淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)，所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)將所述鍺硅合金層分割開；

去除部分所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)，暴露部分所述鍺硅合金層的側(cè)壁；

進(jìn)行選擇性外延，形成多邊形結(jié)構(gòu)的鍺硅合金層；

進(jìn)行熱氧化，多邊形結(jié)構(gòu)的鍺硅合金層形成氧化硅層以及包裹在所述氧化硅層中的鍺納米線；

去除所述氧化硅層，形成所述溝槽以及懸空在所述溝槽中的所述鍺納米線；

在氫氣中對所述鍺納米線進(jìn)行熱退火；

在所述溝槽中形成一氧化硅層。

3.如權(quán)利要求2所述的場效應(yīng)晶體管的制備方法，其特征在于，所述鍺納米線為P型摻雜，所述鍺納米線的截面為圓形，直徑為10nm～100nm。

4.如權(quán)利要求1所述的場效應(yīng)晶體管的制備方法，其特征在于，采用金屬有機(jī)化合物化學(xué)氣相沉積、原子層沉積或分子束外延形成所述第一III-V化合物層，所述第一III-V化合物層的材料為N型InGaAs，厚度為10nm～100nm。

5.如權(quán)利要求1所述的場效應(yīng)晶體管的制備方法，其特征在于，采用金屬有機(jī)化合物化學(xué)氣相沉積、原子層沉積或分子束外延形成所述第二III-V化合物層，所述第二III-V化合物層為In0.25Ga0.75As。

6.如權(quán)利要求1所述的場效應(yīng)晶體管的制備方法，其特征在于，采用電感耦合等離子體刻蝕所述第二III-V化合物層，形成所述凹槽。

7.如權(quán)利要求1所述的場效應(yīng)晶體管的制備方法，其特征在于，采用金屬有機(jī)化合物化學(xué)氣相沉積、原子層沉積或分子束外延形成所述勢壘層，所述勢壘層為Si摻雜的InP，Si的摻雜濃度為1.0×1018cm-3～1.5×1018cm-3，所述勢壘層的厚度為50nm～100nm。

8.如權(quán)利要求1所述的場效應(yīng)晶體管的制備方法，其特征在于，采用金屬有機(jī)化合物化學(xué)氣相沉積、原子層沉積或等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積形成所述柵介質(zhì)層，所述柵介質(zhì)層為高k介質(zhì)層，所述柵介質(zhì)層的材料為Al2O3或TiSiOx，厚度為1nm～5nm。

9.如權(quán)利要求1所述的場效應(yīng)晶體管的制備方法，其特征在于，采用物理氣相沉積、金屬有機(jī)化合物化學(xué)氣相沉積、原子層沉積或分子束外延形成所述柵電極，所述柵電極為TiN、NiAu或CrAu中的一種。

10.如權(quán)利要求1所述的場效應(yīng)晶體管的制備方法，其特征在于，所述場效應(yīng)晶體管的制備方法還包括：在所述源區(qū)上形成源電極，在所述漏區(qū)上形成漏電極。

11.如權(quán)利要求10所述的場效應(yīng)晶體管的制備方法，其特征在于，所述源電極和所述漏電極為TiN、NiAu或CrAu中的一種。