一种核壳超晶格场效应晶体管器件及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种核壳超晶格场效应晶体管器件及其制备方法，包含衬底层、绝缘层、沟道区、环绕栅结构、源区、漏区；其中所述绝缘层设于衬底层上，所述的绝缘结构中设有凹槽；所述沟道区跨设于所述凹槽之上，凹槽向上朝沟道区延伸，所述沟道区包括中心沟道及2层以上外延层，具有核壳超晶格结构。背栅部分通过绝缘结构与源漏区域隔离开，进一步降低背栅部分与源漏区域的寄生电容。顶栅通过侧墙工艺以及假栅工艺获得对准精度提升的环绕栅结构并避免了顶栅过大而与源漏区域形成的交叠区域。本发明专利技术能够提供更好的电荷输运控制和更高的载流子迁移率，且其制备工艺实现较为简单，可兼容常规CMOS工艺节点，具有良好的市场应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于微电子器件领域，特别涉及一种核壳超晶格场效应晶体管器件及其制备方法。

技术介绍

1、随着微电子器件尺寸不断微缩，finfet在5纳米、3纳米节点将面临着较大的技术瓶颈。纳米线/纳米片结构的环形栅极晶体管具有更加优秀的栅极控制能力，是公认的最有潜力的下阶段器件结构解决方案，但依旧存在着驱动电流小的问题，且目前纳米线/纳米片技术仅面向3nm及以下节点，工艺流程普遍存在工艺复杂、工艺难度大的问题，无法兼容现有常规cmos工艺节点。采用核壳结构沟道可以提供更好的电荷输运控制和更高的空穴迁移率，被视为一种有潜力的解决驱动电流小的问题的方案。

技术实现思路

1、针对现有技术的缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种核壳超晶格场效应晶体管器件及其制备方法，特别地涉及一种栅全包围核壳超晶格沟道晶体管。

2、本专利技术的一种栅全包围核壳超晶格沟道晶体管，包括衬底层；绝缘层，位于所述衬底层上，所述绝缘层的上表面成为凸出的绝缘结构，于所述绝缘结构之间界定出凹槽；沟道区，跨于所述凹槽之上；所述沟道区由多本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种核壳超晶格场效应晶体管器件，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的核壳超晶格场效应晶体管器件，其特征在于，所述沟道区由纳米片和/或纳米线构成；所述沟道区包括中心沟道和外延层，外延层为两层或两层以上；所述沟道区材料呈现包围的核壳超晶格结构，具有周期性。

3.根据权利要求1所述的核壳超晶格场效应晶体管器件，其特征在于：所述核壳超晶格结构沟道材料包括周期性材料SixGe(1-x)/Si(0≤x≤1)，SixGe(1-x)/Ge(0≤x≤1)，Ge/Si、Ge/SixGe(1-x)(0≤x≤1)，Si/Ge、Si/SixGe(1-x)(0≤x≤1)，GaAs...

【技术特征摘要】

1.一种核壳超晶格场效应晶体管器件，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的核壳超晶格场效应晶体管器件，其特征在于，所述沟道区由纳米片和/或纳米线构成；所述沟道区包括中心沟道和外延层，外延层为两层或两层以上；所述沟道区材料呈现包围的核壳超晶格结构，具有周期性。

3.根据权利要求1所述的核壳超晶格场效应晶体管器件，其特征在于：所述核壳超晶格结构沟道材料包括周期性材料sixge(1-x)/si(0≤x≤1)，sixge(1-x)/ge(0≤x≤1)，ge/si、ge/sixge(1-x)(0≤x≤1)，si/ge、si/sixge(1-x)(0≤x≤1)，gaas/gap，gexsn(1-x)(0≤x≤1)，si/三五族化合物中的一种或几种；其中si/三五族化合物中三五族化合物包括gaas、gan、inp、gap、ingaas、ingap中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的核壳超晶格场效应晶体管器件，其特征在于：所述金属栅电极层包括覆盖层、阻挡层、功函数层、填充层；

5.一种权利要求1-4任意所述核壳超晶格场效应晶体管器件的制备方法，包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述中心沟道的纳米片厚度或纳米线直径为1nm～100nm。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述衬底中绝缘层为二氧化硅层或类似的绝缘介质材料，且含有内嵌空腔结构；所述衬底层可以选用为半导体材料或绝缘材料；所述顶层半导体层的材料为非故意掺杂的半导体材料或掺杂的半导体材料；其中非故意掺杂的半导体材料为si、si1-xgex、ge、gan、aln、gaas、sic、zno、inp、in1-xgaxas、in1-xalxas中的一种或几...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈锦，母志强，俞文杰，
申请(专利权)人：中国科学院上海微系统与信息技术研究所，
类型：发明
国别省市：