[发明专利]一种双硅纳米线围栅场效应晶体管及其制备方法

权利要求书

1、一种双硅纳米线围栅场效应晶体管，基于体硅衬底，沟道是完全相同的剖面结构为圆形的双硅纳米线，双硅纳米线被栅氧和多晶硅栅围绕，形成围栅结构，源和漏都与体硅衬底相连，其特征在于：在沟道的正下方和体硅衬底之间有一层厚的二氧化硅绝缘层，形成沟道在绝缘层上的结构。

2、如权利要求1所述的双硅纳米线围栅场效应晶体管，其特征在于，所述的双硅纳米线的直径≤10nm。

3、如权利要求1所述的双硅纳米线围栅场效应晶体管，其特征在于，所述的源和漏的结深大于双硅纳米线的直径，为30～50nm。

4、如权利要求1所述的双硅纳米线围栅场效应晶体管，其特征在于，所述的沟道正下方和体硅衬底之间的二氧化硅绝缘层，其厚度为200～300nm。

5、一种制备如权利要求1所述的双硅纳米线围栅场效应晶体管的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)在体硅衬底上，淀积二氧化硅和氮化硅，有源区版光刻，刻蚀氮化硅和二氧化硅，形成双层硬掩膜；

2)刻蚀场区的硅，刻蚀的尺寸自对准定义了双硅纳米线的剖面结构的高度H；淀积二氧化硅，刻蚀二氧化硅形成侧墙，以保护沟道；

3)再次刻蚀场区的硅，形成浅槽；各向同性刻蚀硅，使得沟道正下方的硅被刻空；

4)去掉二氧化硅侧墙，湿法腐蚀氮化硅；氮化硅的横向腐蚀尺寸自对准定义了双硅纳米线的剖面结构的宽度W；对于圆形的双硅纳米线，高度H和宽度W相等；

5)淀积二氧化硅，平坦化，形成浅槽隔离；同时形成沟道在绝缘层上的结构，而源和漏仍然与体硅衬底相连；

6)淀积氮化硅层，栅版光刻；栅版与上述步骤4)中氮化硅横向腐蚀的位置的覆盖，自对准定义双硅纳米线的位置；刻蚀两层氮化硅；

7)刻蚀二氧化硅，再刻蚀硅，自对准形成在绝缘层上的双硅纳米线；

8)湿法腐蚀二氧化硅，使得双硅纳米线悬空；采用优化工艺，使得双硅纳米线变圆、减薄，干氧氧化形成栅氧；

9)淀积多晶硅作为栅材料，掺杂并激活，平坦化，形成多晶硅栅，栅氧和多晶硅栅都围绕双硅纳米线，形成围栅结构；

10)去氮化硅，掺杂形成n+源和漏。

6、如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述的步骤1)中，有源区版的沟道区的宽度为50～80nm。

7、如权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，所述的高度H和宽度W都为15～20nm。

8、如权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，所述的步骤3)中，场区的硅的刻蚀尺寸为250～350nm，即为浅槽的深度；各向同性刻蚀硅为30～50nm。

9、如权利要求5或8所述的制备方法，其特征在于，所述的步骤5)中，淀积二氧化硅的厚度为350～500nm。