[发明专利]一种硅纳米线场效应晶体管制备方法

摘要

本发明涉及微电子器件制造领域，公开了一种垂直硅纳米线围栅场效应晶体管自上而下的制备方法。该垂直纳米线场效应晶体管包括：半导体衬底，垂直设置在半导体衬底上的纳米线沟道区，沟道外是环状的栅导电层。所述纳米线沟道区上设置有源导电层，上部掺n杂质作为源端n区，与漏导电层底部接触的半导体衬底掺n杂质作为漏端n区，在源端与沟道之间增加一个非对称Halo掺杂结构p+区。本发明提出的制备垂直硅纳米线围栅场效应晶体管的方法可以很好的控制纳米线的位置和尺度一致性，简化了制作工艺，降低了制作成本。

主权项

一种硅纳米线场效应晶体管的制备方法，其特征在于，该方法包括：(1)在清洗过的硅衬底上生长SiO2介质层、涂胶、前烘、曝光、显影和坚膜；(2)采用感应耦合等离子体刻蚀，形成微米尺度的初始硅柱；(3)交替使用高温湿法氧化和稀释的氢氟酸湿法刻蚀的方式减小硅柱直径至几百纳米尺度；接着交替使用高温干法氧化纳米线并用氢氟酸湿法刻蚀，进一步减小硅柱直径；进行高温退火，去除硅柱拐角，完成硅纳米线的制备；(4)生长栅氧化层；(5)淀积多晶硅，并对多晶硅采用离子注入法进行重掺杂；接着进行退火操作，以激活杂质原子；在光刻胶的掩护下进行图形化并刻蚀，形成栅电极；(6)在光刻胶和多晶硅的掩蔽下进行漏端n型离子注入；高温退火，使杂质能够充分扩散进栅键合下面的死区；然后去除光刻胶；(7)整个表面淀积氧化硅，在氢氟酸中湿法刻蚀至纳米线顶部的多晶硅暴露，高出氧化硅隔离层；(8)采用感应耦合等离子体刻蚀技术，刻蚀掉暴露的多晶硅；对硅柱进行p+粒子注入形成Halo结构；对源端进行n型离子注入，然后高温退火；(9)在整个表面淀积一层氧化硅；(10)刻蚀引线孔，淀积金属和合金，完成各电极的引出。