纳米线场效应晶体管器件制造技术

一种形成场效应晶体管器件的方法包括在衬底之上形成悬置的纳米线，在所述衬底的一部分上并围绕所述纳米线的一部分形成虚设栅极叠层；去除所述纳米线的暴露部分，从所述纳米线的暴露部分外延生长纳米线扩展部分，在所述衬底的暴露部分、所述虚设栅极叠层以及所述纳米线扩展部分之上沉积半导体材料层，以及去除所述半导体材料的部分以形成邻近所述虚设栅极叠层设置并接触所述纳米线扩展部分的侧壁接触区域。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】纳米线场效应晶体管器件
本专利技术通常涉及纳米线场效应晶体管器件，更具体的，涉及在纳米线场效应晶体管器件中的有源接触区域。
技术介绍
纳米线场效应晶体管(FET)器件通常包括限定沟道区域的纳米线部分。该沟道区域由包括介电层和导电层的栅极叠层部分围绕。注入或掺杂施主或受主杂质到所述纳米线的部分或者连接到该沟道区域的扩展区域以形成有源区域。该有源区域通常由硅化物材料覆盖，并形成接触硅化物材料的导电接触。
技术实现思路
根据本专利技术的一个实施例，一种形成场效应晶体管器件的方法包括：在衬底之上形成悬置的纳米线，在所述衬底的一部分上并围绕所述纳米线的一部分形成虚设栅极叠层，去除所述纳米线的暴露部分，从所述纳米线的暴露部分外延生长纳米线扩展部分，在所述衬底的暴露部分、所述虚设栅极叠层以及所述纳米线扩展部分上沉积半导体材料层，以及去除所述半导体材料的部分以形成邻近所述虚设栅极叠层设置并接触所述纳米线扩展部分的侧壁接触区域。根据本专利技术的又一个实施例，一种形成场效应晶体管器件的方法包括：在衬底之上形成悬置的纳米线，在所述衬底的一部分上并围绕所述纳米线的一部分形成虚设栅极叠层，去除所述纳米线的暴露部分，去除所述虚设栅极叠层的一部分以进一步暴露所述纳米线的部分，在所述衬底的暴露部分、所述虚设栅极叠层以及所述纳米线的暴露部分上沉积半导体材料层，以及去除所述半导体材料的部分以形成邻近所述虚设栅极叠层设置并接触所述纳米线的侧壁接触区域。根据本专利技术的又一个实施例，一种形成场效应晶体管器件的方法包括：在衬底之上形成悬置的纳米线，在所述纳米线之上设置介电层，在所述介电层和所述衬底的暴露部分之上沉积导电层，在所述导电层的一部分上构图硬掩模层，去除所述导电层的暴露部分以形成栅极叠层，去除所述介电层的暴露部分以暴露所述纳米线的部分，去除纳米线的暴露部分，从所述纳米线的暴露部分外延生长纳米线扩展部分，在所述衬底的暴露部分、所述栅极叠层以及所述纳米线扩展部分上沉积半导体材料层，以及去除所述半导体材料的部分以形成邻近所述栅极叠层设置并接触所述纳米线扩展部分的侧壁接触区域。根据本专利技术的又一个实施例，一种场效应晶体管器件包括纳米线、包括设置在所述纳米线上的栅极介电层及设置在所述介电层和衬底上的栅极导体层构成的栅极叠层，以及包括邻近所述栅极叠层设置在所述衬底上的侧壁接触部分的有源区域，所述侧壁接触部分与所述纳米线电接触。通过本专利技术的技术实现附加的特性和优势。在本文中详细描述了本专利技术的其他实施例和方面并且认为是所要求保护专利技术的一部分。为了对本专利技术优势与特征的更好理解，参考说明书和附图。附图说明被视为本专利技术的主题在说明书的结尾处的权利要求中特别指出和明确要求保护。结合附图并通过下文的详细说明，本专利技术的前述和其它特征以及优点是显而易见的，各图中：图1A-图17B示出用于制造FET器件的示例性方法，对于这一点：图1A示出纳米线的截面图。图1B示出图1A的顶视图。图2A示出在纳米线体的平滑和细化之后的纳米线的截面图。图2B示出图2A的顶视图。图3A示出光刻构图介电层的沉积的截面图。图3B示出图3A的顶视图。图4A示出光刻可构图介电层的构图与显影的截面图。图4B示出图4A的顶视图。图5A示出去除纳米线的暴露部分的截面图。图5B示出图5A的顶视图。图6A示出选择性外延生长的截面图。图6B示出图6A的顶视图。图7A示出沉积非晶层的截面图。图7B示出图7A的顶视图。图8A示出去除非晶层的部分的截面图。图8B示出图8A的顶视图。图8C示出细纳米线的例子的截面图。图8D示出粗纳米线的例子的截面图。图9A示出去除非晶层的残留区域的截面图。图9B示出图9A的顶视图。图10A示出通过离子注入掺杂的截面图。图10B示出图10A的顶视图。图11A示出形成硅化物的截面图。图11B示出图11A的顶视图。图12A示出沉积覆盖层的截面图。图12B示出图12A的顶视图。图13A示出覆盖层平面化的截面图。图13B示出图13A的顶视图。图14A示出去除虚设栅极的部分的截面图。图14B示出图14A的顶视图。图15A示出形成栅极介电层和栅极导体层的截面图。图15B示出图15A的顶视图。图16A示出形成栅极覆盖层的截面图。图16B示出图16A的顶视图。图17A示出形成导电过孔的截面图。图17B示出图17A的顶视图。图18A-20B示出用于制造纳米线FET器件的替代实施例的又一示例性方法，对于这一点：图18A示出设置在绝缘体层上的虚设栅极的截面图。该虚设栅极包围纳米线。图18B示出图18A的顶视图。图19A示出去除虚设栅极的部分以暴露纳米线的端部的截面图。图19B示出图19A的顶视图。图20A示出形成侧壁区域的截面图。图20B示出图20A的顶视图。图21A-28B示出用于制造纳米线FET器件的替代实施例的又一示例性方法，对于这一点：图21A示出形成栅极导体层的截面图。图21B示出图21A的顶视图。图22A示出沿栅极导体层的图刻的栅极线的截面图。图22B示出图22A的顶视图。图23A示出形成隔离物的形成和去除在选通(gated)区域外的纳米线部分的截面图。图23B示出图23A的顶视图。图24A示出通过外延形成纳米线扩展的截面图。图24B示出图24A的顶视图。图25A示出一个形成侧壁区的形成的截面图。图25B示出图25A的顶视图。图26A示出通过离子注入掺杂的截面图。图26B示出图26A的顶视图。图27A示出形成硅化物的截面图。图27B示出图27A的顶视图。图28A示出形成覆盖层和接触纳米线扩展的过孔的截面图。图28B示出图28A的顶视图。具体实施方式可使用各种方法制造纳米线场效应晶体管(FET)。在FET阵列中的纳米线通过设计或由于工艺变化可有不同的尺寸。纳米线尺寸(例如纳米线直径)的不同可导致不同的源极和漏极区域尺寸。这样的可用于接触器件的接触区域也会不同。下面描述的方法提供了在纳米线FET阵列中的基本均匀的源极和漏极区域，因此每个器件制造的接触独立于纳米线的尺寸。图1A示出了沿图1B的线1A的形成纳米线FET器件的示例性方法。图1B示出了相应的顶视图。就这一点而言，衬底100包括硅层102和例如掩埋氧化物(BOX)层的绝缘体层104。设置在绝缘体层104上的硅层106已经通过例如光刻构图和例如反应离子蚀刻(RIE)的蚀刻工艺构图以形成衬垫区域108和纳米线部分(纳米线)109。一旦构图区域108和纳米线109，通过去除BOX层104的一部分以形成在纳米线109下方并与纳米线109邻近的凹陷区域101，各向同性蚀刻工艺使纳米线109悬置在BOX层104的上面。图2A和图2B示出平滑和细化纳米线部分109之后的产生结构。纳米线109通过使用例如退火工艺被平滑，以形成通过衬垫区域108悬置在BOX层104之上的椭圆形状的(和在一些情况下，圆柱形状的)纳米线109。执行氧化工艺以减小纳米线109的直径到预期的尺寸。图3A和图3B分别示出经光刻可构图的介电层302的沉积的截面图和顶视图。该光刻可构图介电层302可包括任何适于的材料，例如氢倍半硅氧烷(HSQ)。使用例如旋涂涂覆沉积工艺在绝缘体层104、纳米线109以及衬垫区域108上沉积光刻可构图的介电层302。图4A和图4B分别示出在光刻可构图介电层302构本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种形成场效应晶体管器件的方法，所述方法包括：在衬底之上形成悬置的纳米线；在所述衬底的一部分上并围绕所述纳米线的一部分形成虚设栅极叠层；去除所述纳米线的暴露部分；从所述纳米线的暴露部分外延生长纳米线扩展部分；在所述衬底的暴露部分、所述虚设栅极叠层以及所述纳米线扩展部分之上沉积半导体材料层；以及去除所述半导体材料的部分以形成邻近所述虚设栅极叠层设置并接触所述纳米线扩展部分的侧壁接触区域。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.11.09 US 13/292,3361.一种形成场效应晶体管器件的方法，所述方法包括：在衬底之上形成悬置的纳米线；在所述衬底的一部分上并围绕所述纳米线的一部分形成虚设栅极叠层；去除所述纳米线的暴露部分；从所述纳米线的暴露部分外延生长纳米线扩展部分；在所述衬底的暴露部分、所述虚设栅极叠层以及所述纳米线扩展部分之上沉积半导体材料层；以及去除所述半导体材料的部分以形成邻近所述虚设栅极叠层设置并接触所述纳米线扩展部分的侧壁接触区域,进一步包括：在所述侧壁接触区域的暴露部分上面形成硅化物；在所述硅化物、和所述虚设栅极叠层以及所述衬底的暴露部分之上沉积覆盖层；去除所述覆盖层的部分以暴露所述虚设栅极的一部分；去除所述虚设栅极的一部分以暴露所述纳米线；在所述纳米线的暴露部分之上沉积介电层；在所述介电层之上沉积导电层；以及在所述导电层的暴露部分之上形成覆盖层。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述半导体材料层包括非晶半导体材料。3.根据权利要求1所述的方法，其中去除所述半导体材料的部分通过反应离子蚀刻工艺执行。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述纳米线包括半导体材料。5.根据权利要求1所述的方法，其中由以下步骤形成所述虚设栅极：在所述衬底的暴露部分和所述纳米线之上沉积光刻可构图介电层；通过之后是显影的电子束曝光构图所述光刻可构图介电层以限定所述虚设栅极区域。6.根据权利要求1所述的方法，进一步包括注入掺杂剂到所述纳米线扩展部分和所述侧壁接触区域中。7.一种形成场效应晶体管器件的方法，所述方法包括：在衬底之上形成悬置的纳米线；在所述衬底的一部分上并围绕所述纳米线的一部分形成虚设栅极叠层；去除所述纳米线的暴露部分；去除所述虚设栅极叠层的一部分以进一步暴露所述纳米线的部分；在所述衬底的暴露部分、所述栅极叠层以及所述纳米线的所述暴露部分之上沉积半导体材料层；以及去除所述半导体材料的部分以形成邻近所述虚设栅极叠层设置并接触所述纳米线的侧壁接触区域，进一步包括：在所述侧壁接触区域的暴露部分上形成硅化物；在所述硅化物、和所述虚设栅极叠层以及所述衬底的暴露部分之上沉积覆盖层；...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·邦萨伦提普，G·M·科昂，J·W·斯雷特，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：美国;US