[发明专利]场效应晶体管及其制备方法有效
| 申请号： | 201510667042.5 | 申请日： | 2015-10-15 |
| 公开（公告）号： | CN106601804B | 公开（公告）日： | 2018-06-01 |
| 发明（设计）人： | 肖德元;张汝京 | 申请（专利权）人： | 上海新昇半导体科技有限公司 |
| 主分类号： | H01L29/778 | 分类号： | H01L29/778;H01L29/423;H01L29/66 |
| 代理公司： | 上海思微知识产权代理事务所(普通合伙) 31237 | 代理人： | 金华 |
| 地址： | 201306 上海市浦东*** | 国省代码： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 场效应晶体管 化合物层 势垒层 二维电子气 电学性能 纳米线 栅电极 衬底 禁带 制备 半导体 包围 栅介质层 界面处 迁移率 全包围 漏区 源区 | ||
1.一种场效应晶体管的制备方法，其特征在于，包括：
提供半导体衬底，所述半导体衬底表面具有沟槽以及悬空于所述沟槽上方的锗纳米线；
形成依次包围在所述锗纳米线四周的第一III-V化合物层和第二III-V化合物层；
在所述第二III-V化合物层中形成凹槽，所述凹槽暴露所述第一III-V化合物层；
在所述凹槽中依次形成势垒层、栅介质层以及栅电极，所述势垒层的禁带宽度比所述第一III-V化合物层的禁带宽度宽；
在所述栅电极两侧的所述第二III-V化合物层上形成侧墙；
对所述第二III-V化合物层进行N型离子注入，分别形成源区和漏区。
2.如权利要求1所述的场效应晶体管的制备方法，其特征在于，在所述半导体衬底表面形成所述锗纳米线的步骤包括：
形成一锗硅合金层，所述锗硅合金层覆盖所述半导体衬底；
形成浅沟槽隔离结构，所述浅沟槽隔离结构将所述锗硅合金层分割开；
去除部分所述浅沟槽隔离结构，暴露部分所述锗硅合金层的侧壁；
进行选择性外延，形成多边形结构的锗硅合金层；
进行热氧化，多边形结构的锗硅合金层形成氧化硅层以及包裹在所述氧化硅层中的锗纳米线；
去除所述氧化硅层，形成所述沟槽以及悬空在所述沟槽中的所述锗纳米线；
在氢气中对所述锗纳米线进行热退火；
在所述沟槽中形成一氧化硅层。
3.如权利要求2所述的场效应晶体管的制备方法，其特征在于，所述锗纳米线为P型掺杂，所述锗纳米线的截面为圆形，直径为10nm～100nm。
4.如权利要求1所述的场效应晶体管的制备方法，其特征在于，采用金属有机化合物化学气相沉积、原子层沉积或分子束外延形成所述第一III-V化合物层，所述第一III-V化合物层的材料为N型InGaAs，厚度为10nm～100nm。
5.如权利要求1所述的场效应晶体管的制备方法，其特征在于，采用金属有机化合物化学气相沉积、原子层沉积或分子束外延形成所述第二III-V化合物层，所述第二III-V化合物层为In
6.如权利要求1所述的场效应晶体管的制备方法，其特征在于，采用电感耦合等离子体刻蚀所述第二III-V化合物层，形成所述凹槽。
7.如权利要求1所述的场效应晶体管的制备方法，其特征在于，采用金属有机化合物化学气相沉积、原子层沉积或分子束外延形成所述势垒层，所述势垒层为Si掺杂的InP，Si的掺杂浓度为1.0×10
8.如权利要求1所述的场效应晶体管的制备方法，其特征在于，采用金属有机化合物化学气相沉积、原子层沉积或等离子体增强化学气相沉积形成所述栅介质层，所述栅介质层为高k介质层，所述栅介质层的材料为Al
9.如权利要求1所述的场效应晶体管的制备方法，其特征在于，采用物理气相沉积、金属有机化合物化学气相沉积、原子层沉积或分子束外延形成所述栅电极，所述栅电极为TiN、NiAu或CrAu中的一种。
10.如权利要求1所述的场效应晶体管的制备方法，其特征在于，所述场效应晶体管的制备方法还包括：在所述源区上形成源电极，在所述漏区上形成漏电极。
11.如权利要求10所述的场效应晶体管的制备方法，其特征在于，所述源电极和所述漏电极为TiN、NiAu或CrAu中的一种。
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