[发明专利]基于图形化埋层介质层的环栅场效应晶体管的制备方法

权利要求书

1.一种基于图形化埋层介质层的环栅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，所述衬底结构包括依次层叠的半导体衬底、绝缘层及半导体顶层，所述半导体顶层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上层及半导体下层，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上层，以形成第一线型半导体沟道，所述第一线型半导体沟道两端连接有所述半导体顶层；刻蚀所述介牺牲层，以显露所述介质牺牲层下方的半导体下层；刻蚀所述半导体下层，以形成第二线型半导体沟道，所述第二线型半导体沟道两端连接有所述半导体顶层；

4)采用湿法腐蚀去除所述介质牺牲层及所述第二线型半导体沟道下方的部分绝缘层，以在所述第一线型半导体沟道下方及第二线型半导体沟道下方形成空腔；

5)形成包围所述第一线型半导体沟道及第二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)在所述第一线型半导体沟道及第二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所述的基于图形化埋层介质层的环栅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所述的基于图形化埋层介质层的环栅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)提供依次层叠的半导体衬底、绝缘层及半导体顶层，在所述半导体顶层表面形成介质层；

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顶层；

1-3)基于显露的所述半导体顶层，在所述半导体顶层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所述的基于图形化埋层介质层的环栅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所述的基于图形化埋层介质层的环栅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)提供依次层叠的半导体基底、绝缘层及半导体顶层，在所述半导体顶层上形成图形化的掩膜层；

1-2)对所述半导体顶层进行离子注入及退火，以在半导体顶层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所述的基于图形化埋层介质层的环栅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所述的基于图形化埋层介质层的环栅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所述的基于图形化埋层介质层的环栅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)提供半导体基底，所述半导体基底中插入有介质牺牲层；

1-2)对所述半导体基底进行离子注入以形成剥离层；

1-3)提供具有绝缘层的半导体衬底，将所述半导体基底带有所述介质牺牲层的一面与所述半导体衬底带有绝缘层的一面键合，并基于所述剥离层剥离所述半导体基底，以形成所述衬底结构。