[发明专利]混合晶向反型模式半导体纳米线MOSFET

权利要求书

1.一种混合晶向反型模式半导体纳米线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、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、第二漏极区以及第二栅极区、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MOSFET为PMOSFET，所述第二MOSFET为NMOSFET，所述第一MOSFET的沟道材料为表面晶向为（110）的硅纳米线，所述第一MOSFET的沟道方向为<110>，所述第二MOSFET的沟道材料为表面晶向为（100）的硅纳米线，所述第二MOSFET的沟道方向为<110>。

2.如权利要求1所述的半导体纳米线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所述的半导体纳米线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所述的半导体纳米线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所述的半导体纳米线MOSFET，其特征在于，所述第一半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所述的半导体纳米线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所述的半导体纳米线MOSFET，其特征在于，所述第一MOSFET通过以下步骤形成：

步骤1，在硅衬底上依次形成埋氧层、第一锗硅层、表面晶向（110）的单晶硅层和第二锗硅层；

步骤2，刻蚀形成鳍形有源区并选择性刻蚀去除鳍形有源区之间的锗硅层，形成源漏区域；

步骤3，采用热氧化工艺对鳍形有源区、硅衬底和源漏区域表面进行氧化，然后湿法工艺去除鳍形有源区及衬底和源漏区域表面的氧化硅，形成第一MOSFET沟道的硅纳米线；

步骤4，形成栅极并进行离子注入工艺。

8.如权利要求5所述的半导体纳米线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1所述的半导体纳米线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。

10.如权利要求1所述的半导体纳米线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。