我们发展了一种栅极将圆柱体沟道全部包围的GAAC全新制作工艺。 TAP104K035SCS首先,在SOI衬底上对N型与P型沟道分别进行沟道离子注入掺杂,经光刻图形化,刻蚀半导体硅材料层和部分埋入电介质层(BOX),形成半导体材料柱和电介质支撑柱;接下来,使用缓冲氧化物蚀刻剂(BOE)进行埋人电介质层横向蚀刻工艺以选择性地去除显露的底切部分氧化物使电介质支撑柱的中段形成镂空,形成接近立方体形状的硅纳米桥;经多次氧化与氧化物去除将其圆角化处理,最后在氢气氛围下进行高温退火,形成圆柱体硅纳米线桥;接下来,在衬底上沉积栅介质层及金属层将中段镂空处圆柱体硅纳米线全部包裹;

经光刻,刻蚀金属层形成金属栅极;形成绝缘体介质侧墙结构,对圆柱体硅纳米线两端的暴露部分进行与器件沟道掺杂类型相同的离子注人重掺杂,形成源区和漏区,最后源漏区形成镍硅化物以降低接触电阻。

   无结全包围圆柱形沟道栅晶体管,载流子由源极流经整个圆柱体半导体沟道体内流向漏极,避开了栅氧化层与半导体沟道界面的不完整性,载流子不易受到界面散射的影响,通常其低频噪音比传统MOSFET低五个数量级。在施加热载流子应力后,器件表现出很低的ION退化,具有更高的使用寿命,这归功于载流子流经纳米线的中心以及邻近漏极一侧位置的电场峰值下降[72]。器件具备更高的性能和可靠性以及更强的按比例缩小能力。此外,无结圆柱体全包围栅场效应晶体管与传统的CMOS工艺兼容性较好且极大地简化了器件制造工艺,适合于10nm及以下技术节点CMOS大规模集成电路的生产制造。