[发明专利]分段沟道晶体管及其形成方法

权利要求书

1.一种分段沟道晶体管的形成方法，其特征在于，包括：

提供半导体衬底；

在所述半导体衬底表面形成第一外延层；

在所述第一外延层表面形成第二外延层；

图形化所述第二外延层，形成若干第一开口，暴露出第一外延层的部分表面；

沿第一开口刻蚀所述第一外延层，去除所述第一开口底部的第一外延层以及位于所述第一开口两侧的第二外延层下方的部分第一外延层，形成第二开口，使部分第二外延层悬空，减少第一外延层与第二外延层、半导体衬底之间的接触面积；

在所述第二开口内形成介质层，所述介质层的表面低于第二外延层的表面并且部分第二外延层与半导体衬底之间通过介质层隔离；

形成横跨所述介质层和第二外延层的栅极结构；

在所述栅极结构两侧的第二外延层内形成源极和漏极。

2.根据权利要求1所述的分段沟道晶体管的形成方法，其特征在于，所述第一外延层的材料为SiGe或GaAs，所述第二外延层的材料为Si或Ge。

3.根据权利要求1所述的分段沟道晶体管的形成方法，其特征在于，所述第一外延层的材料和第二外延层的材料之间具有刻蚀选择性，所述第一外延层的材料和半导体衬底的材料之间具有刻蚀选择性。

4.根据权利要求1所述的分段沟道晶体管的形成方法，其特征在于，所述第一开口的宽度为10nm～50nm。

5.根据权利要求1所述的分段沟道晶体管的形成方法，其特征在于，所述第一外延层的厚度为5nm～100nm，所述第二外延层的厚度为5nm～100nm。

6.根据权利要求1所述的分段沟道晶体管的形成方法，其特征在于，所述第二开口的宽度为15nm～300nm。

7.根据权利要求1所述的分段沟道晶体管的形成方法，其特征在于，采用干法刻蚀工艺刻蚀所述第一外延层，形成第二开口。

8.根据权利要求7所述的分段沟道晶体管的形成方法，其特征在于，所述干法刻蚀工艺采用HCl作为刻蚀气体，温度为550℃～670℃，压力为0.08托～3托。

9.根据权利要求1所述的分段沟道晶体管的形成方法，其特征在于，所述介质层的表面低于第二外延层的表面5nm～100nm。

10.根据权利要求1所述的分段沟道晶体管的形成方法，其特征在于，所述介质层的材料为氧化硅或氮氧化硅。

11.根据权利要求1所述的分段沟道晶体管的形成方法，其特征在于，所述第一外延层为重掺杂外延层，所述第一外延层的掺杂浓度为5E15atom/cm³～2E20atom/cm³。

12.根据权利要求11所述的分段沟道晶体管的形成方法，其特征在于，形成所述重掺杂外延层的方法为离子注入或原位掺杂。

13.一种分段沟道晶体管，其特征在于，包括：

半导体衬底；

位于所述半导体衬底表面的第一外延层，所述第一外延层具有第二开口；

位于第一外延层表面的第二外延层，所述第二外延层具有第一开口，所述第一开口宽度小于第二开口，并且第一开口和第二开口连通，部分第二外延层位于第二开口上方；

位于所述第二开口内的介质层，所述介质层的表面低于第二外延层的表面并且部分第二外延层与半导体衬底之间通过介质层隔离；

横跨所述介质层和第二外延层的栅极结构；

在所述栅极结构两侧的第二外延层内的源极和漏极。

14.根据权利要求13所述的分段沟道晶体管，其特征在于，所述第一外延层的材料为SiGe或GaAs，所述第二外延层的材料为Si或Ge。

15.根据权利要求13所述的分段沟道晶体管，其特征在于，所述第一外延层的材料和第二外延层的材料之间具有刻蚀选择性，所述第一外延层的材料和半导体衬底的材料之间具有刻蚀选择性。

16.根据权利要求13所述的分段沟道晶体管，其特征在于，所述第一外延层的厚度为5nm～100nm，所述第二外延层的厚度为5nm～100nm。

17.根据权利要求13所述的分段沟道晶体管，其特征在于，所述第二开口的宽度为15nm～300nm。