[发明专利]具有高质量外延层的纳米线半导体器件及其制造方法

权利要求书

1.一种半导体器件，包括：

衬底；

与衬底相隔开的至少一条纳米线；

至少一个半导体层，分别绕各纳米线外周形成以至少部分环绕相应纳米线，且绕各纳米线形成的各半导体层彼此分离；

在衬底上形成的隔离层，隔离层露出各半导体层；以及

在隔离层上形成的与半导体层相交的栅堆叠，其中栅堆叠包括至少部分环绕各半导体层外周的栅介质层以及栅导体层，其中，

在衬底与隔离层之间还设置有与各纳米线外周的半导体层材料相同的半导体层；

在纳米线长度方向上的至少一侧，纳米线与绕各纳米线外周形成的半导体层没有被锚定到衬底上，呈悬梁结构。

2.根据权利要求1所述的半导体器件，还包括：

至少部分环绕各栅介质层外周的功函数调节层。

3.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，存在多条纳米线，沿大致垂直于衬底表面的方向排列，且各纳米线彼此间隔开大致平行延伸。

4.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，至少部分环绕各纳米线外周的半导体层位于该纳米线与栅堆叠之间。

5.根据权利要求1所述的半导体器件，还包括：支撑部，各纳米线经支撑部而在物理上连接到衬底。

6.根据权利要求5所述的半导体器件，其中，各纳米线除了被支撑部覆盖的表面之外，其余表面均被相应半导体层覆盖。

7.根据权利要求5所述的半导体器件，其中，在纳米线的纵向延伸方向上，纳米线与支撑部相连接的部分的延伸范围小于纳米线的纵向延伸长度。

8.根据权利要求5所述的半导体器件，其中，支撑部包括沿衬底表面延伸的横向延伸部分以及沿大致垂直于衬底表面的方向延伸的竖直延伸部分，其中竖直延伸部分延伸至各纳米线沿大致垂直于衬底表面的竖直侧壁上。

9.根据权利要求8所述的半导体器件，其中，支撑部的竖直延伸部分在各纳米线的相对两侧的竖直侧壁上延伸，从而夹持相应纳米线。

10.根据权利要求8所述的半导体器件，其中，

在衬底上与纳米线相对应的位置处，衬底具有突起，

支撑部的竖直延伸部分中的一部分沿着突起的表面延伸，而另一部分沿着各纳米线的竖直侧壁延伸。

11.根据权利要求5所述的半导体器件，其中，支撑部设于纳米线的两侧端部之一或两端，或设于纳米线的中部。

12.根据权利要求2所述的半导体器件，还包括：在隔离层的表面上依次形成的栅介质层和功函数调节层，其中，栅导体形成于位于隔离层表面上的栅介质层和功函数调节层上。

13.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，纳米线包括Si，半导体层包括Ge、SiGe或III-V族化合物半导体。

14.根据权利要求5所述的半导体器件，其中，支撑部包括氧化物和氮化物的叠层，隔离层包括氧化物。

15.一种半导体器件，包括：

衬底；

与衬底相隔开的至少两条纳米线，其中，各纳米线沿大致垂直于衬底表面的方向排列，且各纳米线彼此间隔开大致平行延伸，其中至少一对相邻的纳米线相对于它们之间的中线在晶体结构上是镜像对称的；

在衬底上形成的隔离层，隔离层露出各纳米线；以及

在隔离层上形成的与纳米线相交的栅堆叠，其中栅堆叠包括至少部分环绕各纳米线外周的栅介质层以及栅导体层；

在衬底与隔离层之间还设置有与纳米线材料相同的半导体层；

在纳米线长度方向上的至少一侧，纳米线与绕各纳米线外周形成的半导体层没有被锚定到衬底上，呈悬梁结构。