[发明专利]一种高迁移率沟道双纳米线场效应晶体管及其制备方法

权利要求书

1.一种高迁移率沟道双纳米线场效应晶体管，包括半导体衬底和半导体衬底上悬空的双纳米线，其特征在于，该双纳米线为锗硅材料，纳米线的中部为沟道，沟道被栅介质层和栅电极围绕形成围栅结构，沟道长度小于纳米线长度；源、漏位于沟道两端；纳米线两端的半导体材料与衬底之间有一层氧化硅绝缘层。

2.一种高迁移率沟道双纳米线场效应晶体管的制备方法，包括以下步骤：

1)在半导体衬底上淀积一层氧化硅，在氧化硅上形成单晶锗硅层，定义器件有源区；

2)在单晶锗硅层上淀积硬掩膜，通过光刻定义Fin条图形，刻蚀硬掩膜，露出Fin条两侧的单晶锗硅层表面，然后刻蚀单晶锗硅层至一定深度，去除光刻胶；

3)淀积侧墙材料并干法刻蚀，在单晶锗硅Fin条两侧形成侧墙；

4)继续刻蚀单晶锗硅层和底部的氧化硅，停止在半导体衬底表面；

5)对Fin条进行热氧化，在Fin条中形成一层氧化层，热氧化过程中锗向Fin条顶部和底部扩散，聚集形成两条高锗组分的锗硅纳米线，两条锗硅纳米线被氧化硅包裹；

6)湿法腐蚀硬掩膜、侧墙和热氧化产生的氧化硅，使纳米线悬空；

7)进行多次牺牲氧化及氧化层腐蚀，使纳米线变圆、变细；

8)围绕两条纳米线形成围栅结构，掺杂并退火形成源漏。

3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤1)所述半导体衬底是体硅衬底、体锗衬底或超薄硅膜SOI衬底。

4.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中淀积的氧化硅厚度为10～50nm。

5.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤1)在氧化硅上生长多晶或非晶锗硅层，退火形成单晶锗硅层，单晶锗硅层厚度为5～100nm。

6.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中所述硬掩膜为氧化硅或氮化硅材料，厚度为10～50nm；光刻采用电子束光刻或193nm浸没式光刻技术，Fin条宽度在100nm以下。

7.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤2)刻蚀单晶锗硅层的深度为单晶锗硅层厚度的一半。

8.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤3)中所述侧墙材料为氧化硅或氮化硅。

9.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤5)中热氧化采用湿氧氧化、氢氧合成氧化或等离子体氧化；氧化时间根据刻蚀后Fin条宽度、氧化速率以及所需纳米线中锗组分而定，保证形成一个隔离Fin条顶部与底部的氧化硅层。

10.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中淀积氧化硅，步骤2)中淀积硬掩膜和步骤3)中淀积侧墙材料采用低压化学气相淀积或等离子体增强化学气相沉积。