[发明专利]使用牺牲子鳍状物在硅衬底上形成的高迁移率纳米线鳍状物沟道

权利要求书

1.一种使用牺牲子鳍状物层在硅衬底上形成纳米线沟道的方法，包括：

在形成于STI区域之间的沟槽中从成一角度的第一衬底内部侧壁和第二衬底内部侧壁外延生长含有缺陷的具有鳍状物牺牲材料的子鳍状物缓冲层；

在所述沟槽中从所述鳍状物牺牲材料外延生长第二高度的具有鳍状物沟道材料的鳍状物沟道层；

选择性地蚀刻所述STI区域以去除所述STI区域的高度并且暴露在经蚀刻的STI区域的顶表面上方的能够被蚀刻的所述子鳍状物缓冲层的第一高度；以及

选择性地蚀刻以从所述鳍状物沟道层下方去除所述具有鳍状物牺牲材料的子鳍状物缓冲层的所述第一高度，但是留下所述第二高度的所述具有鳍状物沟道材料的鳍状物沟道层，从而在所述沟槽上方形成纳米线，其中所述纳米线具有所述具有鳍状物沟道材料的鳍状物沟道层。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一高度在20纳米(nm)与50纳米(nm)之间。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第二高度在5纳米(nm)与10纳米(nm)之间，并且所述具有鳍状物沟道材料的鳍状物沟道层包括具有第一鳍状物沟道材料的第一薄鳍状物沟道层、具有第二鳍状物沟道材料的第二鳍状物沟道层、具有所述第一鳍状物沟道材料的第三薄鳍状物沟道层。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，外延生长第二高度的具有鳍状物沟道材料的鳍状物沟道层包括：从所述子鳍状物缓冲层的顶表面外延生长所述鳍状物沟道层；并且其中，选择性地蚀刻以去除所述第一高度留下悬浮于在上部端部处形成的第一结材料区域和第二结材料区域之间的所述鳍状物沟道层的纳米线四栅极沟道。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一衬底内部侧壁和所述第二衬底内部侧壁是(111)晶体指数衬底材料，并且其中，生长所述具有鳍状物牺牲材料的子鳍状物缓冲层包括从(111)晶体指数衬底材料但不从STI材料生长所述具有鳍状物牺牲材料的子鳍状物缓冲层，以减少所述具有鳍状物牺牲材料的子鳍状物缓冲层的顶表面处的缺陷。

6.根据权利要求1所述的方法，还包括：

在外延生长所述具有鳍状物牺牲材料的子鳍状物缓冲层之前形成所述沟槽，其中，形成所述沟槽包括：

在硅衬底的(100)晶体指数硅顶部衬底表面材料上并且围绕所述衬底材料的硅鳍状物形成无定形STI材料层；

穿过硅膜将上部沟槽蚀刻到所述衬底的顶部衬底表面材料，所述上部沟槽限定了第一STI区域和第二STI区域，所述第一STI区域和所述第二STI区域具有STI顶表面以及垂直的第一STI内部侧壁和第二STI内部侧壁，所述STI顶表面以及垂直的第一STI内部侧壁和第二STI内部侧壁具有STI无定形材料；以及

在所述上部沟槽下方蚀刻下部沟槽并将所述下部沟槽蚀刻到所述衬底的顶部衬底表面材料中，其中，所述下部沟槽包括具有衬底材料的第一衬底内部侧壁和第二衬底内部侧壁，所述第一衬底内部侧壁和第二衬底内部侧壁限定了所述下部沟槽并具有成角度的(111)晶体指数衬底材料侧壁。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，形成所述具有鳍状物牺牲材料的子鳍状物缓冲层包括：

从所述第一衬底内部侧壁和第二衬底内部侧壁外延生长具有第一材料的第一缓冲层，所述第一缓冲层延伸穿过所述下部沟槽和所述上部沟槽，并在所述STI区域的顶表面上方延伸所述第一高度。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，选择性地蚀刻以去除所述第一高度包括：选择各向同性湿法蚀刻化学作用来蚀刻所述第一缓冲层的所述第一材料但不蚀刻所述鳍状物沟道层的所述鳍状物沟道材料。

9.根据权利要求7所述的方法，其中：(1)所述第一材料是磷化铟(InP)并且所述鳍状物沟道材料是砷化铟镓(InGaAs)；或者(2)所述第一材料是硅(Si)并且所述鳍状物沟道材料是硅锗(SiGe)；并且还包括栅极电介质层或缓冲材料层，所述栅极电介质层或缓冲材料层形成在所述纳米线的四个暴露的表面上。