[发明专利]悬浮纳米线场效应晶体管及其形成方法

权利要求书

1.一种形成悬浮纳米线场效应晶体管的方法，其特征在于，包括：

提供衬底，所述衬底上形成有栅极；

在所述栅极周围形成第一侧墙和第二侧墙，所述第一侧墙位于第二侧墙和所述栅极之间，且所述第二侧墙的材料为金属；

形成源极和漏极，在垂直所述栅极延伸方向所述源极和漏极横跨所述栅极、第一侧墙、第二侧墙；

在所述第二侧墙裸露在外的表面形成石墨烯层；

去除源极和漏极之间的第二侧墙部分，使源极和漏极之间的石墨烯层部分呈悬浮状态，且所述源极和漏极之间的石墨烯层部分作为纳米沟道。

2.如权利要求1所述的形成悬浮纳米线场效应晶体管的方法，其特征在于，所述金属为镍。

3.如权利要求1所述的形成悬浮纳米线场效应晶体管的方法，其特征在于，在所述栅极周围形成第一侧墙和第二侧墙的方法包括：

形成介质层，覆盖所述栅极和衬底；

在所述介质层上形成金属层；

对所述金属层和介质层进行干法刻蚀形成第一侧墙和第二侧墙。

4.如权利要求3所述的形成悬浮纳米线场效应晶体管的方法，其特征在于，所述介质层为单层结构或叠层结构。

5.如权利要求3所述的形成悬浮纳米线场效应晶体管的方法，其特征在于，所述介质层为氧化硅层和氮化硅层的叠层结构，所述氮化硅层位于所述氧化硅层上。

6.如权利要求3所述的形成悬浮纳米线场效应晶体管的方法，其特征在于，形成金属层的方法为物理气相沉积或化学气相沉积。

7.如权利要求1所述的形成悬浮纳米线场效应晶体管的方法，其特征在于，形成源极和漏极、石墨烯层的方法包括：

在所述第二侧墙裸露在外的表面形成石墨烯层；

形成多晶硅层，覆盖所述衬底、栅极、第一侧墙、第二侧墙和石墨烯层；

图形化所述多晶硅层，形成源极区域和漏极区域；

对所述源极区域和漏极区域进行离子掺杂，形成源极和漏极。

8.如权利要求1所述的形成悬浮纳米线场效应晶体管的方法，其特征在于，形成源极和漏极、石墨烯层的方法包括：

形成多晶硅层，覆盖所述衬底、栅极、第一侧墙和第二侧墙；

图形化所述多晶硅层，形成源极区域和漏极区域；

对所述源极区域和漏极区域进行离子掺杂，形成源极和漏极；

形成源极和漏极之后，在所述第二侧墙裸露在外的表面上形成石墨烯层。

9.如权利要求7或8所述的形成悬浮纳米线场效应晶体管的方法，其特征在于，图形化所述多晶硅层的方法为光刻、刻蚀。

10.如权利要求1所述的形成悬浮纳米线场效应晶体管的方法，其特征在于，形成石墨烯层的方法包括：

在所述衬底所在的腔室内通入CH₄和H₂的混合气体；

通入所述混合气体后，用激光扫描第二侧墙裸露在外的表面。

11.如权利要求10所述的形成悬浮纳米线场效应晶体管的方法，其特征在于，所述腔室内的压强范围为450torr～550torr。

12.如权利要求10所述的形成悬浮纳米线场效应晶体管的方法，其特征在于，所述CH₄气体的流量为H₂气体流量的两倍。

13.如权利要求10所述的形成悬浮纳米线场效应晶体管的方法，其特征在于，所述CH₄气体的流量为8sccm～12sccm；所述H₂气体流量为4sccm～6sccm。

14.如权利要求10所述的形成悬浮纳米线场效应晶体管的方法，其特征在于，所述激光的波长范围为450nm～600nm。

15.如权利要求10所述的形成悬浮纳米线场效应晶体管的方法，其特征在于，所述激光的扫描速度为40～60um/s。

16.如权利要求1所述的形成悬浮纳米线场效应晶体管的方法，其特征在于，所述栅极为多晶硅栅极。

17.如权利要求1所述的形成悬浮纳米线场效应晶体管的方法，其特征在于，去除第二侧墙的方法为湿法刻蚀。