【技術實現步驟摘要】
本公開涉及半導體制造領域，具體涉及一種環柵場效應晶體管及其制備方法、芯片和電子設備。
技術介紹
1、隨著芯片的集成度不斷提高，半導體器件的尺寸也需要按照等比例縮放理論不斷縮減。目前，環柵場效應晶體管(gate-all-around?field-effect?transistor，gaafet)備受關注，其特征為溝道區域的表面被柵極環繞包圍，擁有更強的柵控制能力和更大的有效溝道寬度。由于其具備陡峭亞閾值擺幅(ss)，準彈道傳輸以及一維溝道結構，使得其更有利于進一步提高器件驅動能力，因此，環柵場效應晶體管器件被認為是3nm及以下工藝節點的新一代主流器件。
2、目前，環柵場效應晶體管的環柵結構通常為將溝道材料與其他材料進行層疊生長后進行刻蝕，得到懸空的溝道，之后再進行介質材料的生長得到環柵場效應晶體管。比如說，納米片型環柵場效應晶體管就是通過si與sige的層疊生長后，再將sige采用各向同性的刻蝕方法進行去除，這樣就得到了懸空的溝道。需要通過多步生長、刻蝕才能形成懸空的溝道，這大大增加了工藝的復雜性以及制造難度同時也會增加產品的生產成本。
技術實現思路
1、為了解決相關技術中的問題，本公開實施例提供一種環柵場效應晶體管及其制備方法、芯片和電子設備。
2、第一方面，本公開實施例中提供了一種環柵場效應晶體管的制備方法，包括：
3、在襯底上垂直生長出垂直納米線；
4、在所述垂直納米線生長至預定高度后，改變納米線生長方向，橫向生長出源極、溝道和漏
5、沉積一層包圍所述垂直納米線、源極、溝道和漏極的柵極介質材料，并刻蝕得到柵極介質層，所述柵極介質層包圍所述溝道。
6、在一種可能的實施方式中，所述在襯底上垂直生長出垂直納米線，包括：
7、采用外延技術在襯底上垂直生長出垂直納米線；
8、所述橫向生長出源極、溝道和漏極，包括：
9、采用外延技術橫向生長出源極、溝道和漏極。
10、在一種可能的實施方式中，所述橫向生長出源極、溝道和漏極，包括：
11、先采用源極材料橫向生長出源極，然后采用溝道材料繼續橫向生長出溝道，再采用漏極材料繼續橫向生長出溝道漏極。
12、在一種可能的實施方式中，所述垂直納米線的材料、源極材料、溝道材料和漏極材料均包括ⅲ-ⅴ族材料。
13、在一種可能的實施方式中，所述源極材料和所述漏極材料為一種ⅲ-ⅴ族材料，所述溝道材料為另一種不同的ⅲ-ⅴ族材料。
14、在一種可能的實施方式中，所述源極材料和所述漏極材料中摻雜元素為第一導電類型，所述溝道材料中摻雜元素為第二導電類型，在所述第一導電類型為n型時，所述第二導電類型為p型；或者，所述第一導電類型為p型時，所述第二導電類型為n型。
15、在一種可能的實施方式中，在采用源極材料橫向生長出源極的過程中，調整所述源極材料中摻雜元素的摻雜濃度；
16、在采用溝道材料繼續橫向生長出溝道的過程中，調整所述溝道材料中摻雜元素的摻雜濃度；
17、在采用漏極材料繼續橫向生長出漏極的過程中，調整所述漏極材料中摻雜元素的摻雜濃度。
18、在一種可能的實施方式中，所述方法還包括：
19、在柵極介質層兩側形成源極側墻和漏極側墻，所述源極側墻位于所述源極一側，所述漏極側墻位于所述漏極一側；
20、沉積一層絕緣層，所述絕緣層覆蓋所述襯底上的結構；
21、通過刻蝕工藝在所述絕緣層對應所述源極和漏極的區域分別進行刻蝕，形成源極通孔和漏極通孔；
22、在所述源極通孔和漏極通孔處沉積互連線。
23、第二方面，本公開實施例中提供了一種環柵場效應晶體管，采用第一方面任一項所述的環柵場效應晶體管的制備方法進行制備，所述環柵場效應晶體管包括：
24、襯底；
25、位于所述襯底上的納米線，所述納米線包括垂直納米線和橫向納米線，所述橫向納米線包括源極、溝道和漏極三段納米線；
26、柵極介質層，位于所述溝道的周圍。
27、在一種可能的實施方式中，所述環柵場效應晶體管還包括：
28、位于所述柵極介質層兩側的源極側墻和漏極側墻，所述源極側墻位于所述源極一側，所述漏極側墻位于所述漏極一側；
29、絕緣層，所述絕緣層覆蓋所述襯底上的結構，并在對應所述源極和漏極的區域設置有源極通孔和漏極通孔；
30、互連線，位于所述源極通孔和漏極通孔處，分別連接所述源極和所述漏極。
31、第三方面，本公開實施例中提供了一種包含上述環柵場效應晶體管的芯片。
32、第四方面，本公開實施例中提供了一種包含上述環柵場效應晶體管的電子設備。
33、根據本公開實施例提供的技術方案，可以在襯底上垂直生長出垂直納米線；在所述垂直納米線生長至預定高度后，改變納米線生長方向，橫向生長出源極、溝道和漏極；沉積一層包圍所述垂直納米線、源極、溝道和漏極的柵極介質材料，并刻蝕得到柵極介質層，所述柵極介質層位于所述溝道的周圍，如此形成環柵場效應晶體管的環柵結構，通過橫向懸空納米線的自生長，生長出來的橫向納米線直接可以作為環柵中懸空的溝道，這樣就可以省去生長后刻蝕來制造懸空溝道的重復步驟，從而實現制備工藝的簡化，從而降低制造難度和生產成本；而且由于納米線的表面具有傳統蝕刻方法無法達到的原子級平滑，故可以大大減少表面粗糙度引起的載流子散射。
34、應當理解的是，以上的一般描述和后文的細節描述僅是示例性和解釋性的，并不能限制本公開。
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1.一種環柵場效應晶體管的制備方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，
3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述橫向生長出源極、溝道和漏極，包括：
4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述垂直納米線的材料、源極材料、溝道材料和漏極材料均包括Ⅲ-Ⅴ族材料。
5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述源極材料和所述漏極材料為一種Ⅲ-Ⅴ族材料，所述溝道材料為另一種不同的Ⅲ-Ⅴ族材料。
6.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述源極材料和所述漏極材料中摻雜元素為第一導電類型，所述溝道材料中摻雜元素為第二導電類型，在所述第一導電類型為N型時，所述第二導電類型為P型；或者，所述第一導電類型為P型時，所述第二導電類型為N型。
7.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，
8.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述方法還包括：
9.一種環柵場效應晶體管，其特征在于，采用權利要求1-8任一項所述的環柵場效應晶體管的制備方法進行
10.根據權利要求9所述的環柵場效應晶體管，其特征在于，還包括：
11.一種芯片，其特征在于，包括權利要求9或10所述的環柵場效應晶體管。
12.一種電子設備，其特征在于，包括權利要求9或10所述的環柵場效應晶體管。
...【技術特征摘要】
1.一種環柵場效應晶體管的制備方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，
3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述橫向生長出源極、溝道和漏極，包括：
4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述垂直納米線的材料、源極材料、溝道材料和漏極材料均包括ⅲ-ⅴ族材料。
5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述源極材料和所述漏極材料為一種ⅲ-ⅴ族材料，所述溝道材料為另一種不同的ⅲ-ⅴ族材料。
6.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述源極材料和所述漏極材料中摻雜元素為第一導電類型，所述溝道材料中摻雜元素為第二導電類型，在...
【專利技術屬性】
技術研發人員：陳燕寧，劉芳，吳波，張運炎，杜憲昌，鄧永峰，朱松超，
申請(專利權)人：北京智芯微電子科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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