[发明专利]具有环栅结构的场效应晶体管的制备方法

权利要求书

1.一种具有环栅结构的场效应晶体管的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

1)制备衬底结构，所述衬底结构包括半导体衬底，所述半导体衬底中插入有介质牺牲层；

2)定义器件区域，所述器件区域包括所述介质牺牲层及包覆所述介质牺牲层的半导体层，对所述器件区域进行阱掺杂，并所述器件区域外围形成隔离区；

3)刻蚀所述介质牺牲层上方的半导体层，以形成线型半导体沟道，所述线型半导体沟道两端连接有所述半导体层；

4)采用湿法腐蚀去除所述介质牺牲层以在所述线型半导体沟道下方形成空腔，所述湿法腐蚀自动停止于所述半导体层；

5)形成包围所述线型半导体沟道的栅介质层及栅电极层，以形成栅极结构；

6)在所述线型半导体沟道两端的所述半导体层中形成源区及漏区。

2.根据权利要求1所述的具有环栅结构的场效应晶体管的制备方法，其特征在于：所述介质牺牲层的长度范围介于20纳米～2微米，宽度范围介于20纳米～2微米，厚度范围介于10纳米～300纳米。

3.根据权利要求1所述的具有环栅结构的场效应晶体管的制备方法，其特征在于，步骤1)制备衬底结构包括：

1-1)提供半导体衬底，在所述半导体衬底表面形成介质层；

1-2)刻蚀所述介质层，以形成图形化的介质牺牲层，所述介质牺牲层的周边显露所述半导体衬底；

1-3)基于显露的所述半导体衬底，在所述半导体衬底及所述介质牺牲层上外延半导体层，所述半导体层包覆所述介质牺牲层，以形成所述衬底结构。

4.根据权利要求3所述的具有环栅结构的场效应晶体管的制备方法，其特征在于：还包括重复进行步骤1-1)～步骤1-3)的步骤，以形成介质牺牲层及半导体层交替层叠的多层结构，步骤3)刻蚀所述多层结构，以形成多根堆叠的线型半导体沟道。

5.根据权利要求1所述的具有环栅结构的场效应晶体管的制备方法，其特征在于，步骤1)制备衬底结构包括：

1-1)提供半导体衬底，在所述半导体衬底上形成图形化的掩膜层；

1-2)对所述半导体衬底进行离子注入及退火，以在半导体衬底内部形成介质牺牲层；

1-3)去除所述掩膜层，以形成所述衬底结构。

6.根据权利要求5所述的具有环栅结构的场效应晶体管的制备方法，其特征在于，步骤1-2)注入的离子包括氧离子、氧气、氮离子、氮气、碳离子中的一种或两种以上的混合物，注入剂量介于1e15/cm²～2e17/cm²之间。

7.根据权利要求5所述的具有环栅结构的场效应晶体管的制备方法，其特征在于：步骤1-2)通过不同深度的多次离子注入，以形成介质牺牲层及半导体层交替层叠的多层结构，步骤3)刻蚀所述多层结构，以形成多根堆叠的线型半导体沟道。

8.根据权利要求1所述的具有环栅结构的场效应晶体管的制备方法，其特征在于，步骤1)制备衬底结构包括：

1-1)提供一SOI衬底，所述SOI衬底包括硅衬底、埋氧层及顶硅层；

1-2)通过光刻工艺及刻蚀工艺刻蚀所述顶硅层、埋氧层及硅衬底，以形成显露所述硅衬底的凹槽，所述凹槽间隔所述埋氧层以形成介质牺牲层；

1-3)基于显露的所述硅衬底，在所述凹槽及所述顶硅层上外延半导体层，并对所述半导体层进行抛光，以形成所述衬底结构。

9.根据权利要求1所述的具有环栅结构的场效应晶体管的制备方法，其特征在于，步骤1)制备衬底结构包括：

1-1)提供一多层SOI衬底，所述多层SOI衬底包括硅衬底、多个交替层叠的埋氧层及顶硅层；

1-2)通过光刻工艺及刻蚀工艺刻蚀多个所述顶硅层、多个所述埋氧层及硅衬底，以形成显露所述硅衬底的凹槽，所述凹槽间隔所述埋氧层以形成介质牺牲层；

1-3)基于显露的所述硅衬底，在所述凹槽及所述顶硅层上外延半导体层，并对所述半导体层进行抛光，以形成所述衬底结构。