[发明专利]Ω形状的纳米线场效应晶体管有效
申请号: | 201080054741.8 | 申请日: | 2010-11-08 |
公开(公告)号: | CN102640270A | 公开(公告)日: | 2012-08-15 |
发明(设计)人: | J·斯莱特;S·邦萨伦蒂普;G·科亨;J·常 | 申请(专利权)人: | 国际商业机器公司 |
主分类号: | H01L21/335 | 分类号: | H01L21/335;H01L29/775 |
代理公司: | 北京市金杜律师事务所 11256 | 代理人: | 酆迅;边海梅 |
地址: | 美国纽*** | 国省代码: | 美国;US |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 形状 纳米 场效应 晶体管 | ||
技术领域
本发明涉及半导体纳米线场效应晶体管。
背景技术
纳米线场效应晶体管(FET)包括纳米线的掺杂的部分,该部分接触沟道区域并且充当器件的源极区域和漏极区域。使用离子注入以掺杂小直径纳米线的之前制造方法可能导致纳米线的不期望的非晶化或不期望的结掺杂分布。
发明内容
在本发明的一个方面中,提供了一种用于形成纳米线场效应晶体管(FET)器件的方法,包括:在半导体衬底上形成纳米线;在纳米线的第一部分上形成第一栅极结构;形成与第一栅极结构的侧壁相邻并且在纳米线的从第一栅极结构延伸的部分之上的第一保护性间隔物;移除纳米线的未受第一间隔物保护的露出部分;以及在纳米线的露出截面上外延生长掺杂的半导体材料以形成第一源极区域和第一漏极区域。
在本发明的另一方面中,一种用于纳米线场效应晶体管(FET)器件的方法,包括:在半导体衬底上形成纳米线;在纳米线的一部分上形成栅极结构;形成与栅极结构的侧壁相邻并且在纳米线的从栅极结构延伸的部分之上的保护性间隔物;移除纳米线的露出部分以形成由被栅极结构包围的纳米线、半导体衬底以及间隔物限定的腔;以及在腔中从纳米线的露出截面外延生长掺杂的半导体材料。
在本发明的又一方面中,纳米线场效应晶体管(FET)器件包括:沟道区域,包括布置在半导体衬底上的、具有从沟道区域延伸的第一远端和从沟道区域延伸的第二远端的硅部分,该硅部分由圆周地布置在该硅部分上的栅极结构部分地包围;源极区域,包括接触硅部分的第一远端的第一掺杂的外延硅纳米线延伸;以及漏极区域,包括接触硅部分的第二远端的第二掺杂的外延硅纳米线延伸。
在本发明的又一方面中,纳米线场效应晶体管(FET)器件包括:布置在半导体衬底上的沟道区域,包括具有第一远端和第二远端的硅部分,该硅部分由圆周地布置在该硅部分上的栅极结构包围;第一腔,由硅部分的第一远端、半导体衬底和栅极结构的内径限定;第二腔,由硅部分的第二远端、半导体衬底和栅极结构的内径限定;源极区域,包括从第一腔中硅部分的第一远端外延延伸的第一掺杂的外延硅纳米线延伸;以及漏极区域,包括从第二腔中硅部分的第二远端外延延伸的第二掺杂的外延硅纳米线延伸。
通过本发明的技术实现附加的特征和优势。在此详细描述本发明的其他一些实施例和方面,并且这些实施例和方面被认为是要求保护的本发明的一部分。为了更好地理解具有优势和特征的本发明,参见说明书和附图。
附图说明
在说明书末尾的权利要求书中具体指出和清楚限定被视为本发明的主题。通过下面结合所附附图的具体描述,本发明的前述和其他特征以及优势将变得明显,在附图中:
图1至图12B示出了用于形成场效应晶体管(FET)器件的示例性方法。
图13A至图14B示出了用于形成场效应晶体管(FET)器件的备选示例性方法。
具体实施方式
现在参见图1,在布置在硅衬底100上的掩埋氧化物(BOX)层104上限定绝缘体上硅(SOI)部分102。SOI部分102包括SOI衬垫区域106、SOI衬垫区域108和纳米线部分109。可以通过使用光刻并且之后通过诸如例如反应离子蚀刻(RIE)之类的蚀刻工艺来图案化SOI部分102。
图2示出了在减小纳米线110的直径的氧化工艺之后布置在BOX层104上的纳米线110。例如可以通过纳米线110的氧化之后对生长的氧化物的蚀刻来执行纳米线110的直径的减小。可以重复氧化和蚀刻工艺以实现期望的纳米线110的直径。一旦纳米线110的直径已减小,则在纳米线110的沟道区域之上形成栅极(下文描述)。
如下文进一步详细描述的那样,图3A示出了在纳米线110上形成并且由多晶硅层(覆盖层)404覆盖的栅极402。在多晶硅层404之上沉积诸如例如氮化硅(Si3N4)之类的硬掩模层406。可以通过以下步骤来形成多晶硅层404和硬掩模层406:在BOX层104和SOI部分102之上沉积多晶硅材料、在多晶硅材料之上沉积硬掩模材料并且通过RIE刻蚀来形成如图3A所示的多晶硅层404和硬掩模层406。可以通过产生栅极402的直立侧壁的定向蚀刻来执行栅极402的蚀刻。
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H01L 半导体器件;其他类目中不包括的电固体器件
H01L21-00 专门适用于制造或处理半导体或固体器件或其部件的方法或设备
H01L21-02 .半导体器件或其部件的制造或处理
H01L21-64 .非专门适用于包含在H01L 31/00至H01L 51/00各组的单个器件所使用的除半导体器件之外的固体器件或其部件的制造或处理
H01L21-66 .在制造或处理过程中的测试或测量
H01L21-67 .专门适用于在制造或处理过程中处理半导体或电固体器件的装置;专门适合于在半导体或电固体器件或部件的制造或处理过程中处理晶片的装置
H01L21-70 .由在一共用基片内或其上形成的多个固态组件或集成电路组成的器件或其部件的制造或处理;集成电路器件或其特殊部件的制造