[发明专利]混合材料反型模式全包围栅CMOS场效应晶体管

权利要求书

1.一种混合材料反型模式全包围栅CMOS场效应晶体管，其包括：底层半导体衬底、具有第一沟道的PMOS区域、具有第二沟道的NMOS区域及一个栅区域，其特征在于：

所述NMOS区域位于所述PMOS区域上方或者所述PMOS区域位于所述NMOS区域上方；

所述第一沟道及第二沟道的横截面均为跑道形，所述跑道形由左右两端的半圆，及中部的与左右两端半圆过渡连接的矩形共同构成，且所述第一沟道及第二沟道具有不同的半导体材料，所述第一沟道为n型Ge材料，所述第二沟道为p型Si材料；

所述栅区域将所述第一沟道及第二沟道的表面完全包围；

在所述PMOS区域与NMOS区域之间，除栅区域以外，设有第一埋层氧化层；

在所述PMOS区域与所述底层半导体衬底之间或NMOS区域与所述底层半导体衬底之间，除栅区域以外，设有第二埋层氧化层。

2.根据权利要求1所述混合材料反型模式全包围栅CMOS场效应晶体管，其特征在于：所述PMOS区域和NMOS区域还包括分别位于其沟道两端的源区及漏区。

3.根据权利要求2所述混合材料反型模式全包围栅CMOS场效应晶体管，其特征在于：所述PMOS区域的源区及漏区为重掺杂的p型Ge材料或GeSi材料；所述NMOS区域的源区及漏区为重掺杂的n型Si材料或SiC材料。

4.根据权利要求1或3所述混合材料反型模式全包围栅CMOS场效应晶体管，其特征在于：所述PMOS区域中的Ge材料为(111)晶向的Ge；所述NMOS区域中的Si材料为(100)晶向的Si。

5.根据权利要求1所述混合材料反型模式全包围栅CMOS场效应晶体管，其特征在于：所述第一沟道及第二沟道的长度L均为10-50nm，其横截面左右两端半圆的直径d均为10-80nm，中部矩形的宽度w均为10-200nm。

6.根据权利要求1所述混合材料反型模式全包围栅CMOS场效应晶体管，其特征在于：所述栅区域包括：将所述第一沟道及第二沟道的表面完全包围的栅介质层以及将所述栅介质层完全包围的栅材料层。

7.根据权利要求6所述混合材料反型模式全包围栅CMOS场效应晶体管，其特征在于：所述的栅介质层的材料为二氧化硅、氮氧硅化合物、碳氧硅化合物或铪基的高介电常数材料中的一种。

8.根据权利要求6所述混合材料反型模式全包围栅CMOS场效应晶体管，其特征在于：所述的栅材料层选自钛、镍、钽、钨、氮化钽、氮化钨、氮化钛、硅化钛、硅化钨或硅化镍中的一种或其组合。

9.根据权利要求1所述混合材料反型模式全包围栅CMOS场效应晶体管，其特征在于：所述底层半导体衬底的材料为Si。

10.根据权利要求1所述混合材料反型模式全包围栅CMOS场效应晶体管，其特征在于：所述第一埋层氧化层或第二埋层氧化层的厚度均为10-200nm。

11.根据权利要求1所述混合材料反型模式全包围栅CMOS场效应晶体管，其特征在于：所述第一埋层氧化层或第二埋层氧化层的材料均为二氧化硅。

12.根据权利要求6所述混合材料反型模式全包围栅CMOS场效应晶体管，其特征在于：在所述第一沟道表面与所述栅介质层之间还设有Si钝化层。

13.根据权利要求12所述混合材料反型模式全包围栅CMOS场效应晶体管，其特征在于：所述Si钝化层的厚度为0.5-1.5nm。