[發明專利]一種環繞柵極場效應晶體管及其制備方法

有效

• 申請號: 202110086420.6
• 申請日: 2021-01-21
• 公開（公告）號: CN112908952B
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發明（設計）人: 劉新科;楊嘉穎;利健;宋利軍;賀威
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: H01L23/367
• 分類號: H01L23/367;H01L23/373;H01L21/336;H01L29/78;B82Y10/00;B82Y40/00
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 馬吉蘭

1.一種環繞柵極場效應晶體管，其特征在于，包括：

半導體襯底；

位于所述半導體襯底上的納米線，所述納米線中具有散熱孔，所述散熱孔的延伸方向平行于所述納米線的延伸方向；

位于所述散熱孔內的散熱件，所述散熱件的導熱率大于或等于300W/(m*K)。

2.根據權利要求1所述的環繞柵極場效應晶體管，其特征在于，所述散熱件為絕緣散熱件。

3.根據權利要求1或2所述的環繞柵極場效應晶體管，其特征在于，所述散熱件的材料包括金剛石或氮化鋁陶瓷。

4.根據權利要求1所述的環繞柵極場效應晶體管，其特征在于，所述散熱孔的直徑與所述納米線的直徑的比值為0.33～0.75。

5.根據權利要求4所述的環繞柵極場效應晶體管，其特征在于，所述納米線的直徑為80nm-180nm；所述散熱孔的直徑為60nm-100nm。

6.根據權利要求1所述的環繞柵極場效應晶體管，其特征在于，所述納米線呈環狀結構；所述散熱孔沿著所述納米線的延伸方向貫穿所述納米線。

7.根據權利要求1所述的環繞柵極場效應晶體管，其特征在于，所述環繞柵極場效應晶體管為垂直式環繞柵極場效應晶體管，所述納米線垂直于所述半導體襯底的表面；

或者，所述環繞柵極場效應晶體管為水平式環繞柵極場效應晶體管，所述納米線平行于所述半導體襯底的表面。

8.根據權利要求1所述的環繞柵極場效應晶體管，其特征在于，所述半導體襯底包括SiC基半導體襯底、GaN基半導體襯底或硅基半導體襯底。

9.一種如權利要求 1至8任意一項所述的環繞柵極場效應晶體管的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

提供半導體襯底；

在所述半導體襯底上形成納米線，所述納米線中具有散熱孔，所述散熱孔的延伸方向平行于所述納米線的延伸方向；

在所述散熱孔內形成散熱件。

10.根據權利要求9所述的環繞柵極場效應晶體管的制備方法，其特征在于，所述納米線的制備方法包括：在所述半導體襯底上形成初始納米線；對所述初始納米線進行刻蝕，使得初始納米線形成所述納米線。

11.根據權利要求10所述的環繞柵極場效應晶體管的制備方法，其特征在于，對所述初始納米線進行刻蝕之前，還包括：在所述初始納米線的側壁和部分頂面上形成阻擋層，所述阻擋層中具有開口，所述開口暴露出初始納米線的部分頂面；以所述阻擋層為掩膜對所述初始納米線進行刻蝕；以所述阻擋層為掩膜對所述初始納米線進行刻蝕之后，去除所述阻擋層。

12.根據權利要求11所述的環繞柵極場效應晶體管的制備方法，其特征在于，以所述阻擋層為掩膜對所述初始納米線進行刻蝕的工藝包括各向異性刻蝕工藝。

13.根據權利要求12所述的環繞柵極場效應晶體管的制備方法，其特征在于，所述各向異性刻蝕工藝的參數包括：采用的刻蝕氣體包括Cl₂和SiCl₄。

14.根據權利要求9所述的環繞柵極場效應晶體管的制備方法，其特征在于，在所述散熱孔內形成散熱件的工藝包括：金屬有機化合物化學氣相沉積工藝。