[发明专利]一种竖直结构锗沟道场效应晶体管器件的制造方法

权利要求书

1.一种竖直结构锗沟道场效应晶体管器件的制造方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

（1）在衬底上依次沉积锗薄膜和镍薄膜，并通过退火形成镍锗合金薄膜作为器件的源极；

（2）在源极上依次沉积第一绝缘层薄膜、氮化铪薄膜和第二绝缘层薄膜；

（3）刻蚀第一绝缘层薄膜、氮化铪薄膜和第二绝缘层薄膜形成沟道孔洞，并氧化沟道孔洞内壁的氮化铪生成氧氮化铪或氧化铪，作为器件的栅绝缘层；

（4）在沟道孔洞中沉积非晶锗，并通过退火使锗结晶形成器件的沟道；

（5）在沟道上方沉积镍薄膜并退火形成镍锗合金作为器件的漏极，最终形成竖直结构锗沟道场效应晶体管器件。

2.根据权利要求1所述的竖直结构锗沟道场效应晶体管器件的制造方法，其特征在于，所述衬底材料包含但不限于硅、硅表面沉积氧化硅、石英、蓝宝石；所述第一绝缘层和第二绝缘层的材料包含但不限于氧化硅、氮化硅、氧化铝和氧化铪。

3.根据权利要求1所述的竖直结构锗沟道场效应晶体管器件的制造方法，其特征在于，所述步骤（1）中，沉积锗薄膜和镍薄膜的方法为热蒸镀或溅射；退火的方法为热退火、闪光灯退火或激光退火；所述步骤（2）中，沉积第一绝缘层和第二绝缘层的方法为原子层沉积；沉积氮化铪薄膜的方法为原子层沉积或溅射。

4.根据权利要求1所述的竖直结构锗沟道场效应晶体管器件的制造方法，其特征在于，所述步骤（3）中，刻蚀第一绝缘层、氮化铪薄膜和第二绝缘层形成沟道孔洞的方法为反应离子刻蚀。

5.根据权利要求1所述的竖直结构锗沟道场效应晶体管器件的制造方法，其特征在于，所述步骤（3）中，氧化沟道孔洞内壁的氮化铪的方法为热氧化或臭氧氧化。

6.根据权利要求1所述的竖直结构锗沟道场效应晶体管器件的制造方法，其特征在于，所述步骤（4）中，在沟道孔洞中沉积非晶锗的方法为热蒸镀、溅射或化学气相沉积；退火使锗结晶的方法为热退火、闪光灯退火或激光退火。

7.根据权利要求1所述的竖直结构锗沟道场效应晶体管器件的制造方法，其特征在于，所述步骤（5）中，沉积镍薄膜的方法为热蒸镀或溅射；退火的方法为热退火、闪光灯退火或激光退火。

8.根据权利要求1所述的竖直结构锗沟道场效应晶体管器件的制造方法，其特征在于，所述步骤（2）中氮化铪薄膜的厚度为20至500纳米，第一绝缘层和第二绝缘层的厚度均为5至10纳米；所述步骤（3）中栅绝缘层的厚度为2至20纳米。

9.根据权利要求1所述的竖直结构锗沟道场效应晶体管器件的制造方法，其特征在于，所述步骤（3）中沟道孔洞为圆柱形，其直径为10至25纳米。

10.根据权利要求1所述的竖直结构锗沟道场效应晶体管器件的制造方法，其特征在于，所述步骤（5）中，漏极的下表面不高于第二绝缘层的上表面。