[发明专利]一种具有光学栅极的锗沟道场效应晶体管器件及其制造方法

权利要求书

1.一种具有光学栅极的锗沟道场效应晶体管器件的制造方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

(1)在衬底上沉积锗薄膜，并通过掺杂在锗薄膜中形成源漏区域及沟道区域；

(2)在锗薄膜上沉积栅绝缘层，刻蚀沟道区域表面的栅绝缘层，并残留一定厚度；

(3)在栅绝缘层上沉积非晶硅薄膜，刻蚀非晶硅薄膜形成光波导结构作为光学栅极；

(4)在栅绝缘层和非晶硅光学栅极表面沉积保护绝缘层；

(5)刻蚀保护绝缘层形成接触通孔，在接触通孔中沉积接触电极，最终形成具有光学栅极的锗沟道场效应晶体管器件。

2.根据权利要求1所述的具有光学栅极的锗沟道场效应晶体管器件的制造方法，其特征在于，在衬底上沉积的锗薄膜的厚度为3纳米至30纳米；锗薄膜上沉积的栅绝缘层的厚度为100纳米至500纳米；刻蚀沟道区域表面的栅绝缘层后，残留的厚度为10纳米至50纳米；光波导结构的厚度为100纳米至300纳米。

3.根据权利要求1所述的具有光学栅极的锗沟道场效应晶体管器件的制造方法，其特征在于，所述衬底材料包含硅、硅表面沉积氧化硅、石英、蓝宝石；所述栅绝缘层的材料包含氧化硅、氧化铝。

4.根据权利要求1所述的具有光学栅极的锗沟道场效应晶体管器件的制造方法，其特征在于，所述器件的沟道材料为锗，形态为非晶锗、多晶锗或单晶锗。

5.根据权利要求1所述的具有光学栅极的锗沟道场效应晶体管器件的制造方法，其特征在于，所述步骤(1)中，沉积锗薄膜的方法为分子束外延、热蒸镀或溅射，掺杂锗薄膜的方法为离子注入或热扩散。

6.根据权利要求1所述的具有光学栅极的锗沟道场效应晶体管器件的制造方法，其特征在于，所述步骤(2)中，沉积栅绝缘层的方法为化学气相沉积或原子层沉积，刻蚀栅绝缘层的方法为反应离子刻蚀。

7.根据权利要求1所述的具有光学栅极的锗沟道场效应晶体管器件的制造方法，其特征在于，所述步骤(3)中，沉积非晶硅薄膜的方法为化学气相沉积，刻蚀非晶硅薄膜的方法为反应离子刻蚀。

8.根据权利要求1所述的具有光学栅极的锗沟道场效应晶体管器件的制造方法，其特征在于，所述步骤(4)中，保护绝缘层的材料包含氧化铝、氧化硅和氮化硅，沉积方法为化学气相沉积或原子层沉积；所述步骤(5)中，刻蚀保护绝缘层的方法为反应离子刻蚀。

9.根据权利要求1所述的具有光学栅极的锗沟道场效应晶体管器件的制造方法，其特征在于，所述步骤(5)中，接触电极的材料包含镍、钨，沉积方法为溅射、化学气相沉积或原子层沉积。