[发明专利]三维悬空环栅结构半导体场效应晶体管器件的制备方法

摘要

本发明提供了一种制备三维悬空环栅结构半导体场效应晶体管(MOSFET)器件的方法及其产品，其包括步骤：利用微纳加工技术对半导体材料进行表面处理和制备模型结构；对制备好的三维结构利用微纳加工技术进行栅介质层沉积；悬空环栅电极和悬空漏电极加工；利用聚焦离子束实现三维空间的电极互联。本发明是一种以三维结构为载体，利用各种微纳加工技术制备三维悬空环栅MOSFET的新方法。该方法具有工艺灵活、可控性好、方法新颖等特点，所制备的器件具有各向同性调控源漏之间的场效应，优秀的栅极控制，具有更小的漏端寄生电容，减少漏端电场扩散，提高器件集成密度等特点。

主权项

1.一种三维悬空环栅结构半导体场效应晶体管器件的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：/n(1)对顶层半导体材料进行掺杂或表面处理；/n(2)在步骤(1)得到的样品上利用微纳加工工艺制备出二维模型结构；优选地，所述微纳加工工艺为电子束曝光和/或紫外曝光；/n(3)在步骤(2)得到的样品上利用刻蚀工艺按照模型结构加工出三维母版结构；优选地，所述刻蚀工艺为法刻蚀或干法刻蚀，更优选为反应离子刻蚀和/或电感耦合等离子体反应离子刻蚀；/n(4)在步骤(3)得到的样品上利用微纳加工工艺制备出平面底部源电极；优选地，所述微纳加工工艺为光刻和/或镀膜工艺；更优选地，所述光刻工艺为电子束曝光和/或紫外曝光；所述镀膜工艺为电子束蒸发和/或热蒸发；/n(5)在步骤(4)得到的样品上利用微纳加工工艺包裹栅介质层；优选地，所述微纳加工工艺为原子层沉积或有机金属气相沉积；/n(6)在步骤(5)得到的样品上利用微纳加工工艺制备出平面底部栅、漏电极；优选地，所述微纳加工工艺为所述微纳加工工艺为光刻和/或镀膜工艺；更优选地，所述光刻工艺为电子束曝光和/或紫外曝光；所述镀膜工艺为电子束蒸发和/或热蒸发；/n(7)在步骤(6)得到的样品上利用回刻工艺去除顶部绝缘层；/n(8)在步骤(7)得到的样品上利用二次回刻工艺制备悬空环栅金属电极；/n(9)在步骤(8)得到的样品上利用回刻工艺制备顶部悬空漏电极；/n(10)在步骤(9)得到的样品上利用聚焦离子束诱导沉积出金属纳米线；/n(11)在步骤(10)得到的样品上利用聚焦离子束辐照使所述金属纳米线弯曲并实现平面电极与三维悬空电极互联。/n