[发明专利]双层隔离混合晶向应变纳米线MOSFET

权利要求书

1.一种双层隔离混合晶向应变纳米线MOSFET，包括依次形成在半导体衬底上的第一MOSFET、隔离介质层和第二MOSFET，所述第一MOSFET包括第一源极区、第一漏极区、分别设置在第一源极区和第一漏极区下并与第一源极区和第一漏极区连接的第一源极衬垫和第一漏极衬垫、第一栅极区、横向贯穿于所述第一栅极区并设置在所述第一源极区与所述第一漏极区之间的第一半导体纳米线和环包设置在所述第一半导体纳米线外侧并介于第一半导体纳米线与第一栅极区之间的第一栅氧化层，所述第二MOSFET包括第二源极区、第二漏极区、分别设置在第二源极区和第二漏极区下并与第二源极区和第二漏极区连接的第二源极衬垫和第二漏极衬垫、第二栅极区、横向贯穿于所述第二栅极区并设置在所述第二源极区与所述第二漏极区之间的第二半导体纳米线和环包设置在所述第二半导体纳米线外侧并介于所述第二半导体纳米线与所述第二栅极区之间的第二栅氧化层，其特征在于，所述第一源极衬垫和第一漏极衬垫、第二源极衬垫和第二漏极衬垫为锗硅层，所述第一源极区和第一漏极区生长锗硅层，所述第二源极区和第二漏极区生长碳硅层。

2.如权利要求1所述的纳米线MOSFET，其特征在于，还包括埋氧层、第一绝缘介质层和第二绝缘介质层，所述埋氧层设置在所述第一MOSFET与所述半导体衬底之间；所述第一绝缘介质层设置在所述第一MOSFET的第一源极区、第一漏极区和第一栅极区之间；所述第二绝缘介质层设置在所述第二MOSFET的第二源极区、第二漏极区和第二栅极区之间。

3.如权利要求2所述的纳米线MOSFET，其特征在于，还包括第三绝缘介质层和第四绝缘介质层，所述第三绝缘介质层设置在介于所述隔离介质层与所述埋氧层之间并位于所述第一MOSFET一侧且与所述第一源极区、第一漏极区以及第一栅极区相连；所述第四绝缘介质层与所述第三绝缘介质层呈面向设置并与所述第二源极区、第二漏极区以及第二栅极区连接。

4.如权利要求3所述的纳米线MOSFET，其特征在于，还包括第一导电层和第二导电层，所述第一导电层设置在所述隔离介质层与所述第一源极区、第一漏极区和第一栅极区之间；所述第二导电层设置在第二源极区、第二漏极区和第二栅极区之异于所述隔离介质层一侧。

5.如权利要求4所述的纳米线MOSFET，其特征在于，所述第一MOSFET通过第四绝缘介质层将电极从第一导电层引出，分别形成第一源极、第一漏极和第一栅极。

6.如权利要求4所述的纳米线MOSFET，其特征在于，所述第二MOSFET通过位于第二源极区、第二漏极区和第二栅极区上的第二导电层将电极引出，分别形成第二源极、第二漏极和第二栅极。

7.如权利要求4所述的纳米线MOSFET，其特征在于，所述第一MOSFET为PMOSFET，并通过以下步骤形成：

步骤1，在硅衬底上依次形成埋氧层、锗硅层、硅层；并在硅层中定义出硅纳米线场效应晶体管区域；

步骤2，刻蚀去除所述晶体管区域的硅纳米线区域下的锗硅层，在锗硅层中形成空洞层；

步骤3，在硅纳米线区域中制备硅纳米线；

步骤4，沉积第一绝缘介质层并在所述晶体管区域的栅极区域刻蚀沉积制备第一栅极区；

步骤5，刻蚀所述晶体管区域的第一源极区域和第一漏极区域直至露出锗硅层，并选择性外延生长锗硅层；

步骤6，进行自对准金属半导体合金工艺。

8.如权利要求7所述的纳米线MOSFET，其特征在于，所述第二MOSFET采用上层硅层与第一MOSFET通过低温键合工艺形成。

9.如权利要求7所述的纳米线MOSFET，其特征在于，所述第二MOSFET为NMOSFET，并通过在定义出的硅纳米线场效应晶体管区域的源漏极区域选择性外延生长碳硅层形成。

10.如权利要求1所述的纳米线MOSFET，其特征在于，所述第一半导体纳米线与所述第二半导体纳米线在空间上叠置，并具有圆形、横向跑道形或者纵向跑道型的截面结构。

11.如权利要求1所述的纳米线MOSFET，其特征在于，所述隔离介质层为二氧化硅层或者具有微孔结构的含碳低K二氧化硅层。