[發明專利]一種納米管器件及其制造方法

有效

• 申請號: 201911025958.5
• 申請日: 2019-10-25
• 公開（公告）號: CN110729360B
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發明（設計）人: 劉金彪;王桂磊;李俊峰
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: H01L29/786
• 分類號: H01L29/786;H01L29/775;H01L21/336;B82Y40/00;B82Y30/00;B82Y10/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 黨麗

本發明提供一種納米管器件及其制造方法，提供襯底，所述襯底中形成有第一源漏區；在所述第一源漏區上形成環形柱，所述環形柱包括環形溝道區；在所述環形溝道區的內壁以及外壁上依次形成環形的柵介質層以及柵極；在所述環形溝道區上形成第二源漏區。該方法中，通過在納米管的內外兩側壁上均形成柵電極，從而在納米管的縱向內外兩側形成源區?柵極?漏區的納米管器件結構，增加了柵的面積，改善柵控能力，使得器件具有更強的驅動電流，并且其制造難度低，與現有工藝具有良好兼容性，利于實現納米管器件的量產化。

技術領域

本發明涉及半導體器件及其制造領域，特別涉及一種納米管器件及其制造方法。

背景技術

隨著集成電路制造工藝的不斷發展，半導體器件特別是場效應晶體管(MOSFET)的關鍵尺寸不斷減小，甚至已經降低至7nm及以下節點，而器件的短溝道效應愈發顯著，傳統的平面器件已經無法達到器件在性能和集成度方面的要求。

目前，提出了立體器件結構，通過增加柵的數量和溝道面積改善柵控能力，使得器件具有更強的驅動電流，從而能夠有效抑制短溝道效應。納米管器件是一種三維結構的立體器件，其具有更大的溝道面積、更好的柵控能力和更低的能耗，是面向7nm及以下節點器件最具潛力的解決方案。然而，納米管結構在工藝實現上較為復雜，降低制造難度，與現有工藝有良好的兼容性，是實現納米管器件能夠量產化的關鍵問題。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種納米管器件及其制造方法，簡化了納米管器件的制造工藝，且與現有工藝具有良好兼容性。

為實現上述目的，本發明有如下技術方案：

一種納米管器件的制造方法，其特征在于，包括：

提供襯底，所述襯底中形成有第一源漏區；

在所述第一源漏區上形成環形柱，所述環形柱包括環形溝道區；

在所述環形溝道區的內壁以及外壁上依次形成環形的柵介質層以及柵極；

在所述環形溝道區上形成第二源漏區。

可選的，在所述第一源漏區上形成環形柱，包括：

在所述襯底上形成凸柱以及包圍所述凸柱的犧牲溝道區；

進行第一覆蓋層的填充；

去除所述犧牲溝道區，以形成環形開口；

通過外延生長在所述環形開口中依次形成第一源漏延伸區、環形溝道區以及第二源漏延伸區；

去除所述凸柱以及第一覆蓋層。

可選的，在所述襯底上形成凸柱以及包圍所述凸柱的犧牲溝道區，包括：

利用光刻及刻蝕技術，在所述第一源漏區上形成凸柱；

利用側墻工藝，在所述凸柱的側壁上形成包圍所述凸柱的犧牲溝道區。

可選的，在所述環形溝道區的內壁以及外壁上依次形成環形的柵介質層以及柵極，包括：

在所述環形柱的內外表面上形成柵介質層；

在所述環形溝道區之外的襯底上形成介質隔離層，所述介質隔離層的厚度不小于第一源漏延伸區的高度；

在所述環形溝道區的內外壁上形成柵極。

可選的，在所述環形溝道區的內壁以及外壁上依次形成環形的柵介質層以及柵極之后，還包括：

進行第二覆蓋層的填充；

在所述環形溝道區上形成第二源漏區，包括：

通過外延生長，在所述環形溝道區上形成第二源漏區。