混合晶向反型模式半导体纳米线MOSFET

摘要

本发明提供的一种双层隔离的混合晶向反型模式半导体纳米线MOSFET，包括依次形成在半导体衬底上的第一MOSFET、隔离介质层和第二MOSFET，第一MOSFET为PMOSFET，第二MOSFET为NMOSFET，第二MOSFET的沟道材料为表面晶向为（100）的硅纳米线，第二MOSFET的沟道方向为<110>，第一MOSFET的沟道材料为表面晶向为（110）的硅纳米线，第一MOSFET的沟道方向为<110>。本发明双层MOSFET完全独立进行工艺调试；与常规MOSFET工作模式兼容，有利于电路设计；具有较高的器件集成密度；上层器件制备采用低温技术以及激光退火，可以有效避免影响下层器件性能。

主权项

一种混合晶向反型模式半导体纳米线MOSFET，包括依次形成在半导体衬底上的第一MOSFET、隔离介质层和第二MOSFET，所述第一MOSFET包括第一源极区、第一漏极区、第一栅极区、横向贯穿于所述第一栅极区并设置在所述第一源极区与所述第一漏极区之间的第一半导体纳米线和环包设置在所述第一半导体纳米线外侧并介于第一半导体纳米线与第一栅极区之间的第一栅氧化层，所述第二MOSFET包括第二源极区、第二漏极区以及第二栅极区、横向贯穿于所述第二栅极区并设置在所述第二源极区与所述第二漏极区之间的第二半导体纳米线和环包设置在所述第二半导体纳米线外侧并介于所述第二半导体纳米线与所述第二栅极区之间的第二栅氧化层，其特征在于，所述第一MOSFET为PMOSFET，所述第二MOSFET为NMOSFET，所述第一MOSFET的沟道材料为表面晶向为(110)的硅纳米线，所述第一MOSFET的沟道方向为<110>，所述第二MOSFET的沟道材料为表面晶向为(100)的硅纳米线，所述第二MOSFET的沟道方向为<110>；其中，所述第一MOSFET通过以下步骤形成：步骤1，在硅衬底上依次形成埋氧层、第一锗硅层、表面晶向(110)的单晶硅层和第二锗硅层；步骤2，刻蚀形成鳍形有源区并选择性刻蚀去除鳍形有源区之间的锗硅层，形成源漏区域；步骤3，采用热氧化工艺对鳍形有源区、硅衬底和源漏区域表面进行氧化，然后湿法工艺去除鳍形有源区及衬底和源漏区域表面的氧化硅，形成第一MOSFET沟道的硅纳米线；步骤4，形成栅极并进行离子注入工艺；其中，所述第一MOSFET和所述第二MOSFET均完全独立、纵向设置以及所述第一MOSFET和所述第二MOSFET通过绝缘介质层进行隔离；且依次通过栅极材料沉积、化学机械研磨、光刻和选择性刻蚀工艺形成所述栅极。