[发明专利]双层SOI混合晶向后栅型反型模式SiNWFET的制备方法

权利要求书

1.一种双层SOI混合晶向后栅型反型模式SiNWFET的制备方法，其特征在于，包括以下顺序步骤：

步骤1：在SOI顶层先后形成SiGe层、Si层和SiGe层和SOI硅片上的沟道区N型离子注入： 

步骤2：对器件进行光刻工艺，刻蚀形成鳍形有源区，去除鳍形有源区中的SiGe层，形成SiNWFET沟道的硅纳米线； 

步骤3：在器件上沉积无定形碳层； 

步骤4：对下层PMOS进行源漏区离子注入和退火， 

步骤5：在SiNWFET沟道的硅纳米线上方的无定形碳层上进行光刻和选择性刻蚀形成栅极沟槽，所述栅极沟槽中暴露出硅纳米线；

步骤6：在对器件进行栅极氧化层工艺，在SiNW和衬底及源漏区域表面形成SiO₂或SiON或者高k介质层，或者它们的混合层；再在栅极氧化层淀积栅极材料，对器件进行金属、半导体合金工艺处理形成下层SiNW反型模式PMOSFET结构，进行灰化工艺去除无定形碳层，在原无定形碳层的位置淀积隔离介质层，并同时淀积ILD层；

步骤7：在ILD层表面，Si键合片和下面已制备有(110)/<110> SiNW PMOSFET的支撑片低温键合处理，使得ILD层上形成一(100)表面晶向Si层；

步骤8：在上步骤形成的Si层上重复进行上述步骤1至6所述的步骤，形成上层SiNW反型模式NMOSFET结构，所述Si层选用P型离子进行沟道的离子掺杂；

步骤9：通过后道金属互连工艺引出下层PMOSFET和上层NMOSFET各端口。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1中包括在顶层硅表面外延一层(110)表面晶向SiGe或Ge层，采用锗氧化浓缩法对晶圆进行氧化处理形成SiGe层，去除SiGe层上的SiO₂层露出SiGe层。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述去除鳍形有源区中的SiGe层采用次常压化学汽相法，用600~800℃的H₂和HCl混合气体进行选择性刻蚀，其中HCl的分压大于300torr。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述SiNWFET沟道的硅纳米线的截面形状为圆形、横向跑道型或纵向跑道型。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述栅极氧化层工艺采用原子层淀积技术。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述高k介质层为HfO₂、Al₂O₃、ZrO₂或其混合物材质。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述栅极材料选用多晶硅、无定形硅、金属氧化物或其组合物，所述金属氧化物为铝或钛或钽的金属氧化物。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤8中个各步骤在低温环境下进行。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述隔离介质层和ILD层为SiO₂层或微孔结构的含碳低k二氧化硅层。