[发明专利]一种环栅纳米线器件的制造方法

说明书

本发明提供一种环栅纳米线器件的制造方法，现在衬底上形成鳍，该鳍为用于形成纳米线的沟道，而后，在鳍的两侧形成含氧的热反应层与无氧的隔离层交替的层叠层，并进行热退火工艺，此时，使得鳍与其两侧的热反应层中的氧反应形成鳍氧化物层，这样，在垂直于衬底方向上该鳍氧化物层将鳍夹断，而剩余的鳍则为纳米线，进而将纳米线释放并形成栅极，从而形成环栅纳米线器件。该方法中，通过形成含氧的热反应层与无氧的隔离层交替的层叠层，进而通过热退火工艺，使得鳍夹断后形成纳米线，无需新工艺开发以及新设备的引进，其制造难度低，与现有工艺具有良好兼容性，利于实现环栅纳米线器件的量产化。

技术领域

本发明涉及半导体器件及其制造领域，特别涉及一种环栅纳米线器件的制造方法。

背景技术

随着集成电路制造工艺的不断发展，半导体器件特别是场效应晶体管(MOSFET)的关键尺寸不断减小，甚至已经降低至10nm及以下节点，而器件的短沟道效应愈发显著，传统的平面器件已经无法达到器件在性能和集成度方面的要求。

目前，提出了立体器件结构，通过增加栅的数量提栅控能力，使得器件具有更强的驱动电流，从而能够有效抑制短沟道效应。环栅纳米线器件是一种多栅器件，其栅极将纳米线的沟道区完全包围，具有更好的栅控能力和更低的能耗，是面向10nm及以下节点硅基器件最具潜力的解决方案。然而，纳米线结构尤其是堆叠纳米线结构在工艺实现上较为复杂，降低制造难度，与现有工艺有良好的兼容性，是实现环栅纳米线器件能够量产化的关键问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种环栅纳米线器件的制造方法，制造难度低，且与现有工艺具有良好兼容性。

为实现上述目的，本发明有如下技术方案：

一种环栅纳米线器件的制造方法，包括：

提供衬底，所述衬底上形成有鳍以及鳍两端的支撑结构，所述鳍为半导体沟道材料；

在所述鳍两侧依次形成无氧的隔离层与含氧的热反应层交替的层叠层；

进行热退火工艺，以使得鳍与其两侧的热反应层中的氧反应形成鳍氧化物层，在垂直于所述衬底方向上所述鳍氧化物层将所述鳍夹断，剩余的鳍形成纳米线；

去除所述层叠层及鳍氧化物层，以释放所述纳米线；

形成环绕所述纳米线的栅极。

可选地，所述衬底为半导体衬底，通过刻蚀所述半导体衬底形成所述鳍及所述支撑结构。

可选地，所述支撑结构用于形成源漏区。

可选地，在形成层叠层之前，还包括：在所述支撑结构中形成源漏区。

可选地，在形成所述层叠层之前，还包括：

进行热氧化工艺，以使得所述鳍的表面被氧化，并将被氧化的鳍的表面去除。

可选地，所述热反应层为氧化硅，所述隔离层为氮化硅。

可选地，所述热退火工艺在氧气气氛中进行。

可选地，在释放所述纳米线之后，形成环绕所述纳米线的栅极之前，还包括：

进行所述纳米线的修饰工艺。

可选地，形成环绕所述纳米线的栅极，包括：

覆盖所述纳米线以形成介质层；

对所述介质层进行图案化，以暴露部分长度的纳米线；

形成环绕暴露的纳米线的栅极。

可选地，所述栅极包括金属栅极。