[发明专利]硅纳米线晶体管器件可编程阵列及其制备方法

权利要求书

1.一种基于硅纳米线场效应晶体管的六边形可编程阵列，其特征在于，包括纳米线器件、纳米线器件连接区和栅连接区，所述纳米线器件呈圆柱形结构，包括硅纳米线沟道、栅介质层和栅区，栅介质层包裹硅纳米线沟道，栅区包裹栅介质层，其中，硅纳米线沟道、栅介质层和栅区的长度取值一致，范围是5纳米～1微米，纳米线器件以六边形排列构成一编程单元，相邻编程单元之间共用一个公共的纳米线器件，每个编程单元的中间部分为镂空区，纳米线器件连接区为3个纳米线器件之间的连接节点，该纳米线器件连接区与纳米器件的沟道连接，同时作为纳米线器件的源或漏，纳米线器件连接区固定在一个硅支架上，栅连接区为纳米线器件的栅区提供连接，使多根纳米线器件形成共栅结构。

2.如权利要求1所述的基于硅纳米线场效应晶体管的六边形可编程阵列，其特征在于，所述硅纳米线沟道半径取值范围是3纳米～100纳米，硅纳米线沟道的掺杂浓度小于10¹⁵cm^-3，不掺杂或等效为不掺杂。

3.如权利要求1所述的基于硅纳米线场效应晶体管的六边形可编程阵列，其特征在于，所述栅介质层厚度取值范围是0.5纳米～10纳米。

4.如权利要求1所述的基于硅纳米线场效应晶体管的六边形可编程阵列，其特征在于，所述栅区厚度取值范围是10纳米～500纳米。

5.一种制备如权利要求1所述的六边形可编程阵列的方法，具体包括以下步骤：

1)选取掺杂浓度小于10¹⁵cm^-3的硅片，利用硬掩模定义硅片镂空区；

2)去掉1)中硬掩模，进行氧化减薄纳米线硅条，形成悬浮的硅纳米线网络；交错的掩模版形成的纳米线器件连接区较沟道区粗，在氧化减薄这个工艺步骤中，纳米线可以实现悬空，而纳米线器件连接区并没有悬空，它下面存在硅支架同支撑整个网络；

3)湿法腐蚀掉形成的二氧化硅，进行热氧化形成一层致密二氧化硅栅介质；

4)利用另两片硬掩模分别对N型栅和P型栅连接进行定义；

5)淀积材料，制作栅连接区；

6)最后进入常规CMOS后道工序。

6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，利用另一块掩模版定义隔断图形，利用刻蚀技术断开不需要连接的纳米线器件。

7.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤5)中制作栅连接区后，额外增加一块掩模版，对六边形可编程阵列区域进行高浓度掺杂，掺杂浓度为10¹⁸～10²⁰cm^-3，之后快速热退火，将杂质驱入纳米线器件连接区和其他作为互联线用的区域。