[发明专利]鳍式场效应晶体管及其形成方法

权利要求书

1.一种鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，包括：

提供半导体衬底；

在所述半导体衬底上形成鳍部，所述鳍部的侧壁与半导体衬底表面之间具有第一倾斜角；

在所述半导体衬底表面形成隔离层，所述隔离层的表面低于鳍部的顶部表面并覆盖部分鳍部的侧壁表面，高于隔离层的部分鳍部作为第一部分鳍部，被隔离层覆盖的部分鳍部作为第二部分鳍部；

对第一部分鳍部的侧壁进行刻蚀，使第一部分鳍部的侧壁与半导体衬底表面之间具有第二倾斜角，所述第二倾斜角小于第一倾斜角，所述第二倾斜角的范围为50°～70°，提高后续在第一部分鳍部侧壁表面上形成的含碳半导体层的沉积质量，且减小所述含碳半导体层表面的自由能；

在具有第二倾斜角的第一部分鳍部侧壁表面形成含碳半导体层；

在所述含碳半导体层表面形成石墨烯层；

在所述隔离层表面形成横跨所述鳍部的栅极结构，所述栅极结构覆盖部分第一部分鳍部侧壁上的石墨烯层及部分第一部分鳍部顶部。

2.根据权利要求1所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，所述第一倾斜角的范围为80°～90°。

3.根据权利要求1所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，所述含碳半导体层的材料为SiC。

4.根据权利要求3所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，形成所述石墨烯层的方法包括：对所述含碳半导体层进行退火，使所述含碳半导体层表面部分厚度内的硅原子逸出，剩余碳原子形成石墨烯层，所述退火在真空或Ar氛围下进行，压强为10mbar～900mbar，温度为1500℃～2000℃，时间为10min～20min。

5.根据权利要求1所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，对第一部分鳍部的侧壁进行刻蚀的方法包括：在鳍部的顶部表面形成掩膜层，所述掩膜层的宽度小于鳍部的顶部宽度，所述掩膜层两侧暴露出部分鳍部顶部；以所述掩膜层为掩膜，刻蚀所述第一部分鳍部，使所述第一部分鳍部的侧壁倾斜度减小。

6.根据权利要求1所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，所述石墨烯层为单层或者双层的石墨烯结构。

7.根据权利要求1所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，还包括：在形成所述石墨烯层之后，对所述石墨烯层进行表面修复处理，去除所述石墨稀层的缺陷。

8.根据权利要求7所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，所述表面修复处理的方法包括：将所述石墨烯层浸没于氢氟酸溶液中，然后取出，用去离子水清洗，所述氢氟酸溶液的质量浓度为0.5％～2％，浸没时间为10s～30s。

9.根据权利要求1或7所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，还包括：对所述石墨烯层进行氢化处理。

10.根据权利要求9所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，所述氢化处理的方法包括：在H₂氛围下进行退火，退火温度为600℃～1000℃，时间为30min～200min。

11.根据权利要求1所述的鳍式场效应晶体管的形成方法，其特征在于，所述栅极结构包括栅介质层和位于栅介质层表面的栅极，所述栅介质层的材料为氧化铝。