[發(fā)明專利]一種環(huán)繞柵極場效應(yīng)晶體管及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110258903.X
• 申請日: 2021-03-09
• 公開（公告）號: CN113078208A
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉新科;楊嘉穎;陳勇;王磊;林峰;利健;宋利軍;何文龍;姜全忠;賀威
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳大學(xué)
• 主分類號: H01L29/423
• 分類號: H01L29/423;H01L29/10;H01L29/78;H01L21/336;B82Y10/00;B82Y40/00
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11250
• 代理人: 吳黎

1.一種環(huán)繞柵極場效應(yīng)晶體管，其特征在于，包括：

半導(dǎo)體襯底；

位于所述半導(dǎo)體襯底上的半導(dǎo)體納米線，所述半導(dǎo)體納米線包括溝道區(qū)；

位于所述半導(dǎo)體襯底上的柵介質(zhì)層，所述柵介質(zhì)層環(huán)繞所述溝道區(qū)；

位于所述半導(dǎo)體襯底上的界面層，所述界面層位于所述溝道區(qū)與所述柵介質(zhì)層之間，所述界面層適于阻擋所述柵介質(zhì)層中的氧擴(kuò)散至溝道區(qū)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)繞柵極場效應(yīng)晶體管，其特征在于，所述界面層中的氧含量大于等于0且低于0.1％。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)繞柵極場效應(yīng)晶體管，其特征在于，所述界面層的材料包括氮化鋁；所述柵介質(zhì)層的材料包括氧化鋁。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)繞柵極場效應(yīng)晶體管，其特征在于，所述半導(dǎo)體納米線包括GaN基半導(dǎo)體納米線。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)繞柵極場效應(yīng)晶體管，其特征在于，所述界面層的厚度為2nm-4nm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)繞柵極場效應(yīng)晶體管，其特征在于，所述半導(dǎo)體納米線的直徑為不超過6nm。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)繞柵極場效應(yīng)晶體管，其特征在于，所述環(huán)繞柵極場效應(yīng)晶體管為垂直式環(huán)繞柵極場效應(yīng)晶體管。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的環(huán)繞柵極場效應(yīng)晶體管，其特征在于，所述半導(dǎo)體納米線還包括分別位于所述溝道區(qū)兩側(cè)的源區(qū)和漏區(qū)，所述漏區(qū)、所述溝道區(qū)和所述源區(qū)沿所述半導(dǎo)體納米線的延伸方向排布，所述漏區(qū)位于所述溝道區(qū)和所述半導(dǎo)體襯底之間；

所述環(huán)繞柵極場效應(yīng)晶體管還包括：位于所述半導(dǎo)體襯底上的第一隔離層，所述第一隔離層環(huán)繞所述漏區(qū)；所述柵介質(zhì)層和所述界面層位于所述第一隔離層上。

9.一種如權(quán)利要1至8任一項所述的環(huán)繞柵極場效應(yīng)晶體管的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

提供半導(dǎo)體襯底；

在所述半導(dǎo)體襯底上形成半導(dǎo)體納米線，所述半導(dǎo)體納米線包括溝道區(qū)；

在所述半導(dǎo)體襯底上形成環(huán)繞所述溝道區(qū)的界面層；

形成所述界面層之后，在所述半導(dǎo)體襯底上形成環(huán)繞所述界面層的柵介質(zhì)層；

所述界面層適于阻擋所述柵介質(zhì)層中的氧擴(kuò)散至溝道區(qū)。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的環(huán)繞柵極場效應(yīng)晶體管的制備方法，其特征在于，所述環(huán)繞柵極場效應(yīng)晶體管為垂直式環(huán)繞柵極場效應(yīng)晶體管；所述半導(dǎo)體納米線還包括分別位于所述溝道區(qū)兩側(cè)的源區(qū)和漏區(qū)，所述漏區(qū)、所述溝道區(qū)和所述源區(qū)沿所述半導(dǎo)體納米線的延伸方向排布，所述漏區(qū)位于所述溝道區(qū)和所述半導(dǎo)體襯底之間；

所述環(huán)繞柵極場效應(yīng)晶體管的制備方法還包括：在形成所述界面層和所述柵介質(zhì)層之前，在所述半導(dǎo)體襯底上形成第一隔離層，所述第一隔離層環(huán)繞所述漏區(qū)且暴露出所述溝道區(qū)和源區(qū)。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的環(huán)繞柵極場效應(yīng)晶體管的制備方法，其特征在于，形成所述界面層的步驟包括：形成覆蓋所述第一隔離層以及所述半導(dǎo)體納米線的溝道區(qū)和源區(qū)的表面的初始界面膜；回刻蝕所述初始界面膜直至暴露出第一隔離層的表面、以及源區(qū)的頂部表面和側(cè)壁表面，形成所述界面層。

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的環(huán)繞柵極場效應(yīng)晶體管的制備方法，其特征在于，形成所述初始界面膜的工藝包括等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積工藝或原子層沉積工藝；

回刻蝕所述初始界面膜的工藝包括各向異形等離子體刻蝕工藝。